龍門飛船的試飛不太順利。
第一個問題,龍門的入軌高度低了五公里。
五公里看似不多,可每一點度改變都要消耗不可再生的ΔV,為了省下一點,這五公里高度不得不讓龍門飛船多繞了一圈半,用霍曼轉移的方式升軌。
這樣的高度誤差對於航天器射其實是正常的,但也說明天氣、氣流監控出了點小問題,還需要加強管理。
一級火箭設計燃料冗餘也不足,這部分錢看樣子省不下來。
第二個問題,對接。
對接消耗了比最低預期多3o%的Rcs單組元燃料。
因為龍門飛船比較短,又要測試一種新的單組元推進器,它在真空環境下的特徵比衝有點大,執行擺動調整時比較靈敏,多次擺動過頭,連續調整回擺時地面人員還出了一個誤操作指令,導致龍門原地轉起來。
火箭主動機一級的特徵比衝在二三百之間,真空比衝會大於海平面。上面級動機在海平面幾乎沒有推力,但到了真空環境,至少都是三百二往上,c國此時已經頻繁應用比衝達到四百五十的動機。
相對於主動機系列,Rcs系統用的單組元動機特徵比衝很小,兩百都不到。
單組元系統以如此小的比衝上天,有浪費燃料的嫌疑,但與普通燃燒劑加氧化劑的雙組元模式比,單組元擁有的可靠度高、操控性好、能進行更長時間的連續推進等優勢,讓它在航天系統裡有不可替代的優勢。
雖然這個時候c國已經在電推系統上力,不過電推推力一時半會起不來,單組元動機還不能放下。
本次測試的是一種單組元、電推綜合系統,地面測試採集到的資料,真空環境最大比衝二百八,因為時間比較緊也沒有做過太空飛行,與飛船電力系統對接的自動控制程式還有些瑕疵,也是引測試問題的因素之一。
幸好當時龍門飛船已經在未來空間站目視範圍內,情況被立刻回報地面,推力被及時關閉,否則地面萬一沒及時現情況,再加一次與旋轉同向的推力,轉動角度過快可能會引起解體。
第三個問題,再入。
龍門飛船為未來空間站提供了一批食品補給和少量廉價加工原料,接收了要運回地表的貨物,直接啟程。
還是水漂式再入,可最後一次進入大氣層後,需要展開熱防護罩時出了點問題,防護罩沒有正確開啟!
它採用了一種可展開的熱防護罩,能夠讓飛船在再入大氣層時,獲得額外的制動強度。很明顯,這種展開結構對於一個要多次經歷上千度高溫的再入器而言,複雜度有點略高。
幸虧作為載人救生船和再入船,龍門的設計過程中就有考慮熱防護罩無法正確展開的情況,所以還是有準備正常的減傘,倒也沒讓飛船高砸到地上。
展開式熱防護罩其實是個傳統難題了,說到底還是材料學進展跟不上,沒有合適的耐高溫柔性材料,或柔性導熱材料加燒蝕劑,用剛性的材料去做展開結構,複雜度必然會提高。
假如展開式熱防護罩的可靠度能達到1oo%,就能取消掉減傘及其容器、機械結構,對於龍門這種需要兩套減傘的大傢伙,能省下上百公斤的重量,不管是加補給還是加氧氣再生藥粉,都能進一步增強飛船的功能性,現在看來不夠成熟。
熱防護罩的設計團隊悲催了,因為按之前構型方案的吵架結果,龍門飛船回到地面後要接受改裝,換成傳統的熱防護罩,外殼也會略作修改,改為減板方案。
形狀類似戰機降落時使用的那種減板,不過航天減板還有所不同,再入時溫度過高用液壓系統很危險,只能透過結構設計,採用段落式機械結構,給幾個不同的展開角。
減板方案的重量比展開式熱防護罩要重了四十公斤,所以之前沒吵贏。
減板結構簡單,可靠性肯定更高,但航天系統重點考慮的是可靠效能達到多高。
如果至少開啟一對反向減板的可靠度能過98%,就可以考慮丟掉一套減傘,兩套四個全開的可靠效能達到99.2%以上,藉助再入程式的調整,就可以不要減傘,甚至降落傘也可以設計得更張風,尺寸能減小點,綜合下來還是能省下百公斤重量。
飛行中出現的幾個小檻,大多數都可以歸結到龍門採用了較多的新技術,重點還在於落地之後的檢查。
龍門飛船製造出來是為了重複利用,以實現進一步降低載人航天運輸成本。
再入時不但有被熱防護罩保護的本體,還有兩個擺在防護罩外面的軌道動機整流噴嘴要接受考驗,這同為展開式熱防護罩前期勝出的理由之一。
動機能承受兩千度的高溫,不過再入時要動機噴嘴朝向地面,當熱防護罩無法正確展開時,會因形狀受到額外的氣動加溫影響。
落地後被找到的第一件事,就是對這兩個動機進行探傷。
龍門飛船有一個纖細的起落架結構,這套起落架負責在墜落度在4米每秒到8米每秒之間為飛船提供一次緩衝,它們揮了很好的作用,沒有讓噴嘴懟到地面,這也意味著衝擊度夠低,內部的假人肯定不會有問題。
後續的探傷結果很好,除了表面燻黑,動機沒有問題,可以再次使用!
拖走,進行維修和換裝,準備下一輪測試。
下一輪,龍門飛船將會投送智人機器人,再下一輪才會真正用來載人。
這邊測試完成,除配合日常射,c國調集了一批通訊和監測資源,配合R國進行4.1米口徑射器的次實際射實驗。