可重复使用火箭研制迈出关键一步 “栅格舵”落区控制系统来了

新民晚报讯（记者 叶薇）今天中午11点22分，中国航天科技集团八院（上海航天技术研究院）抓总研制的长征四号乙运载火箭成功发射，将卫星送入预定轨道，实施了基于栅格舵的一子级落区控制系统飞行演示验证,技术演示验证取得圆满成功，充分验证了栅格舵系统落区精准控制能力，达到了使落区范围缩小85%以上的目标，这标志着运载火箭垂直起降的第一步已成功迈出。

图说：长征四号乙运载火箭成功发射  来源/采访对象供图

以往运载火箭一子级残骸落区范围高达1900平方公里，每次发射需要动用大量的人力、物力和财力确保落区人民的生命安全、生活安全和财产安全。这时，一子级栅格舵落区控制系统就能发挥它的作用了，它就像给无控的一子级装上一对“聪明灵活的翅膀”，使一子级落区范围缩小85%以上，这将极大改善和缓解落区安全环境，避免大规模人员疏散、生命财产损失和国际纠纷。这也意味着上海航天研制的火箭，首次实现“指哪儿落哪儿”，向着回收并可重复使用迈出了关键的一步。

栅格舵的舵面大小、栅格数量和厚度等都将影响栅格舵的气动特性，靠风作用在偏转的舵面上所产生的不同大小和方向的推力，来实现落区控制。为验证栅格舵在箭上的气动特性，上海航天805所自筹经费建立系统仿真实验室。该实验室可以利用转台模拟火箭姿态运动，利用加载台模拟栅格舵受到的气动干扰力矩。

在栅格舵系统上，八院首次采用了将测量系统和控制系统整合成一个电气综合系统的方案，并研制出一款低成本独立高集成度的电气综合系统。该系统是控制栅格舵的“大脑”，它通过发送指令指挥舵面偏转，引导一子级箭体向目标点飞行。设计团队从研发之初就选用综合电子技术，摒弃传统繁杂的电气系统设计思路，将测量、导航控制、遥测等功能整合到一个不到20厘米的小盒子中，大大简化了系统规模。

在进行大量地面试验的同时，上海航天还利用长征四号乙火箭先后实施了两次栅格舵测量系统搭载飞行试验，验证了防热材料抵抗返回恶劣热环境的可行性，为降本增效，在此基础上联合优势单位自主研制新型防热材料；验证了控制和测量子系统核心单机性能的合理可靠性。栅格舵主要是在再入返回段中发挥作用，完成解锁-展开-控制指令转动等一系列复杂动作，即使此时要承受上千度的高温和数吨冲击力，也要确保控制和测量子系统核心单机尽可能不受影响。这也将确保栅格舵系统对常规飞行任务不产生影响，满足高适应性的要求。另外，研制团队设计的栅格舵系统重量是当前国内外平均水平的1/3，尽可能减少了宝贵的运载能力损失。