Zhuque-3 – китайская РН с многоразовой первой ступенью

[RaZoom]

Три новых интервью:
1) от CCTV с главным конструктором Zhuque-3 https://weibo.com/7394207363/5243349344977395
Большой текст с расшифровкой интервью в переводе с китайского:

Спойлер

[Главный конструктор Zhuque-3 подробно рассказывает о деталях лётных испытаний возвращения первой ступени на дебютном пуске Zhuque-3]

3 декабря многоразовая ракета-носитель Zhuque-3, разработанная компанией LandSpace, успешно совершила свой дебютный полёт. Вторая ступень ракеты успешно вышла на орбиту, возвращение первой ступени не удалось — это стала первая в стране попытка возвращения первой ступени орбитальной ракеты-носителя. Недавно репортёр центрального телевидения CCTV взял эксклюзивное интервью у главного конструктора Zhuque-3 Чжан Сяодуна, в котором впервые публично раскрыл ключевые технические детали лётных испытаний возвращения Zhuque-3.

В полдень 3 декабря Zhuque-3 зажгла двигатели и стартовала. Примерно через 133 секунды полёта произошло отделение первой ступени, которая по плану провела лётные испытания технологии вертикального возвращения.

Главный конструктор многоразовой ракеты Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Когда мы приближались к высшей точке траектории, раскрылись решётчатые рули, затем начался вход в атмосферу, потом зажглись три двигателя возвращения — это торможение с 80 до 40 километров перед входом в плотные слои атмосферы. В тот момент, на мой взгляд, всё выглядело довольно идеально».

Чжан Сяодун рассказал, что первая ступень ракеты прошла наиболее сложный для возвращаемых ракет этап — «сверхзвуковой вход в атмосферу с аэродинамическим планирующим спуском». При этом на участках зажигания двигателей возвращения и аэродинамического планирования ракета обеспечила высокоточное наведение и управление к точке возвращения на посадочной площадке. К сожалению, на расстоянии нескольких километров от земли, при последнем зажигании двигателей, произошло аномальное горение, и ракета не смогла выполнить мягкую посадку.

Главный конструктор многоразовой ракеты Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Для повторного зажигания мы выбрали относительно консервативную схему проектирования, считая, что серьёзных проблем не возникнет, однако проблема всё же проявилась на самом последнем этапе».

Хотя мягкая посадка не была достигнута, Чжан Сяодун сообщил журналисту, что в ходе этих лётных испытаний возвращения Zhuque-3 была отработана значительная часть технологий многоразового использования ракеты. Накопленные в полёте данные заложили прочную основу для последующих итераций и улучшений модели, проложив реальный путь к освоению нашей страной технологии возвращения первой ступени ракеты.

Главный конструктор многоразовой ракеты Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Данные чрезвычайно важны: мы поняли, где у нас были избыточные запасы, а где конструкция оказалась недостаточно проработанной. Это одно из преимуществ многоразовых ракет. После этого полёта в следующих миссиях — второй и третьей — мы продолжим выполнять полёты с многоразовым использованием. После возвращения, помимо дальнейшего пополнения базы данных, мы сможем на месте увидеть, где произошёл прогар, или где требования к конструкции были слишком жёсткими, — это позволит снизить массу, оптимизировать и повысить характеристики ракеты».

▲Близкий осмотр ракеты-носителя Zhuque-3

Хотя Zhuque-3 не удалось успешно вернуть первую ступень, задача дебютного полёта была顺利 выполнена. Zhuque-3 достигла многих отечественных «первых»: первая интеграция и применение девятидвигательной параллельной системы на жидком кислороде и метане, первый в стране корпус ракеты из нержавеющей стали, первые высокоточные лётные испытания возвращаемого полёта орбитальной многоразовой ракеты-носителя и т. д. Как же выглядит ракета Zhuque-3? Перед дебютным пуском журналисты провели эксклюзивный близкий осмотр.

Репортёр центрального телевидения CCTV Цуй Ся: Высота Zhuque-3 составляет 66 метров, диаметр — 4,5 метра. Весь корпус ракеты выполнен из нержавеющей стали. Это также первая в нашей стране многоразовая ракета-носитель.

Главный конструктор многоразовой ракеты-носителя Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Нержавеющая сталь выбрана потому, что она хорошо подходит для крупносерийного производства и обработки, а характеристики повторного использования у неё лучше. Стартовый комплекс сейчас имеет высоту 90 метров, в будущем ракета будет дальше удлинена для повышения грузоподъёмности, двигатели будут развиты с 80-тонного до 100-тонного класса, в итоге будет достигнута стартовая тяга 900 тонн».

При спуске ракета должна раскрывать посадочные опоры и садиться на площадку. Над посадочными опорами расположены боковые крыльевые полосы (edge strips), предназначенные для создания подъёмной силы при возвращении и входе в атмосферу. Четыре верхних руля — это решётчатые рули, используемые для управления ориентацией ракеты при планирующем спуске в атмосфере.Что касается грузоподъёмности Zhuque-3, Чжан Сяодун пояснил, что текущая конфигурация — промежуточная переходная версия. Грузоподъёмность в одноразовом варианте составляет примерно 13–14 тонн, в многоразовом — до 10 тонн, конкретно зависит от орбиты.

▲Zhuque-3: ракета из нержавеющей стали, работающая на «природном газе»

Самая яркая особенность Zhuque-3 — использование корпуса из нержавеющей стали и топлива жидкий кислород/метан. Эта комбинация силовой установки и конструкции — первая в стране и закладывает основу для многоразового использования ракеты. Почему выбрана именно такая комбинация?

Войдя в сборочно-испытательный цех LandSpace, сразу видишь огромный корпус Zhuque-3. Самое бросающееся в глаза — естественный цвет нержавеющей стали, резко отличающийся от привычных ракет с белым покрытием.

Выбор нержавеющей стали — первая яркая отличительная черта Zhuque-3.

Главный конструктор многоразовой ракеты-носителя Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Мы выбрали нержавеющую сталь, потому что она более прочная и долговечная, даже после многократных циклов силового и теплового воздействия сохраняет отличные характеристики».

Нержавеющая сталь имеет естественные преимущества: высокая прочность, хорошая термостойкость, превосходный ресурс конструкции и более низкая стоимость сырья — всё это обеспечивает многократное использование ракеты и её экономичность.

Второй ключевой выбор Zhuque-3 — топливо. Zhuque-3 использует жидкий кислород и метан.

Главный конструктор многоразовой ракеты-носителя Zhuque-3 Чжан Сяодун: «Метан — это сжиженный природный газ, который мы используем дома для приготовления пищи. Когда закрываешь газовый кран, практически не видно остатков, потому что продукты сгорания — только углекислый газ и вода».

Метан имеет простой состав, горение более полное и чистое. Ещё важнее — охлаждающие свойства и характеристики зажигания метана лучше подходят для многоразового использования, он легко зажигается, что даёт врождённое преимущество для многократных надёжных зажиганий в процессе возвращения.

Главный конструктор многоразовой ракеты-носителя Zhuque-3 Чжан Сяодун: «По удобству применения и своим пяти ключевым характеристикам метан стал предпочтительным топливом для многоразовых ракет-носителей следующего поколения».

▲Зачем разрабатывать многоразовые ракеты?

Не только в Китае, но и за рубежом многоразовые ракеты считаются основным направлением будущего развития. В начале периода 14-й пятилетки Национальное космическое управление организовало разработку многоразовой ракеты-носителя на жидком кислороде и метане. Что такое многоразовые ракеты и зачем их разрабатывать?

Как следует из названия, многоразовые ракеты — это ракеты, которые, в отличие от одноразовых, после выполнения плановой задачи запуска могут полностью или частично возвращаться на Землю, безопасно садиться, а после проверки, обслуживания и заправки топливом снова выполнять запуски.

По сравнению с одноразовыми, многоразовые ракеты добавляют четыре ключевые категории технологий: точная посадка, стабильный приём (посадка), долговечность, быстрый ремонт. В последние годы в нашей стране последовательно начато строительство созвездий спутникового интернета на низкой орбите, созвездия из десятков тысяч спутников предъявляют требования к частоте запусков ракет и их стоимости.

Председатель Комитета по космическому транспорту Международной астронавтической федерации Ян Юйгуан: «Гигантское созвездие услуг доступа в интернет на низкой орбите требует от нас способности ежегодно выводить на орбиту огромные массы — сотни и даже тысячи тонн. Поэтому возникает крайне острая потребность в снижении стоимости запусков — это главная движущая сила развития Китаем возвращаемых и многоразовых ракет».

Многоразовые ракеты — одно из важных направлений будущего освоения космоса. Для достижения целей низкой стоимости и высокой эффективности необходимо преодолеть множество технических трудностей. Чтобы ускорить создание многоразовых ракет-носителей с отличными характеристиками, низкой стоимостью и высокой частотой запусков, в начале периода 14-й пятилетки Национальное космическое управление организовало разработку ракеты на жидком кислороде и метане, впервые привлекая коммерческие космические компании, такие как LandSpace, в качестве главных исполнителей, внедрило инновационный механизм поддержки НИОКР, тщательно организовало работу, продвигая развитие технологии многоразовых ракет-носителей в нашей стране. После нескольких лет разработки ракета последовательно вошла в этап испытаний «вывод второй ступени на орбиту, возвращение первой ступени».

Председатель Комитета по космическому транспорту Международной астронавтической федерации Ян Юйгуан: «Успешное возвращение — лишь первый шаг. Далее нужно добиться успешного повторного использования и обеспечить снижение затрат по всей цепочке. Только когда стоимость наших запусков снизится, это принесёт революционное влияние на нашу космическую отрасль». (CCTV)

[свернуть]

2) Ещё одно эксклюзивное интервью с главным конструктором ZQ-3 - 

Согласно интервью главного инженера ZQ-3. Они извлекли данные из черного ящика и вместе с телеметрическими данными. У них достаточно данных, чтобы выяснить, что пошло не так. Ждем официального отчета
Главный инженер заявляет, что они будут продолжать попытки посадки первой ступени в полетах Y2 и Y3.

Полёт Y1 оказался чрезвычайно ценным: через каналы телеметрии и бортовой самописец (FDR) были собраны важные данные. Команда получила дополнительные знания о динамике высоких частот (HF dynamics), а также поняла, где были избыточные запасы надёжности, а где конструкция оказалась недостаточно проработанной. Перед полётом Y1 мы оценивали вероятность успешного выполнения миссии в 80 %.

3) Интервью на обломках с посадочной площадки:
- толщина стальных листов для баков варьируется от 1 до нескольких мм
- следующий полет ZQ-3 в первой половине 2026 года