大数跨境

从189.5秒飞行到150余天归零,天龙三号遥一经历了什么

从189.5秒飞行到150余天归零,天龙三号遥一经历了什么 商业航天发展
2026-09-15
3

9月11日晚,江苏天兵航天科技股份有限公司正式发布天龙三号遥一运载火箭飞行故障归零公告。

 

自仲春至初秋,历时150余天,天兵科技围绕此次首飞失利开展了飞行遥测数据分析、仿真计算、故障排查、复现试验和整改验证等工作。

 

作为国产商业航天领域首款大运力液体运载火箭,天龙三号的归零进程始终受到业界关注。如今,首飞失利原因已经查清,改进措施完成验证,遥二也进入复飞准备阶段。

 

过去150余个日夜,是一段追索真相、寻找答案的历程。首飞失利并非终点,而是另一场攻坚之战的起点——归零




189.5秒
一次"未完成"的首飞

图片

2026年4月3日,东风商业航天创新试验区。


12时17分19秒  天龙三号遥一顺利点火起飞;

110秒  通过最大动压区;

177.2秒  完成一子级全部飞行时序动作;

182.2秒  一二级正常分离;

185.9秒  二级发动机正常点火;

189.5秒  火箭二级因飞行高度低于预期导致失控,飞行终止,任务失利。



故障发生后,天兵科技立即成立归零工作组,按照“双五条”要求,对此次飞行失利展开调查。


189.5秒当然没有完成全部预定任务。但火箭已经通过最大动压区,完成一子级全部飞行时序动作、一二级分离和二级点火。


载荷分离、二级长时间工作、入轨等环节还没有完成,还需要后续飞行继续验证。


这枚火箭为什么停在了189.5秒?



失利原因查清了

问题出在哪


通过飞行遥外测数据分析、仿真计算、故障排查及复现试验,遥一飞行失利的原因最终锁定。


飞行中排放的液氧被抽吸到火箭底部引起一级发动机涡轮废气在底部发生二次燃烧,使底部防热裙连接结构处产生烧蚀变形,导致发动机高温燃气进入一级尾舱,引起尾舱内起火,火箭飞行异常。


这个问题为什么没有在地面试验中提前发现?


天兵科技火箭研发部副总经理、助理总设计师张建宏解释,九机并联的尾舱流场环境比常规四机并联更复杂,而实际飞行过程中的气动环境与地面试验环境存在差异。



这涉及火箭研制中的“天地一致性”。


地面做的试验,能不能完全覆盖上天后的真实环境?


张建宏举例,姿态控制系统在地面可以通过仿真建模进行验证,但实际飞行中的动力学特性是否与模型完全一致,必须经过飞行试验确认。类似的还有气动环境、热环境、多机并联流场耦合,都存在天地差异的可能。


“地面试验做得再充分,也不可能完全和真实飞行状态完全一致,这也是飞行试验的价值所在。”


更核心的问题,还是对系统耦合的认识。


张建宏坦言,遥一的问题“还是在总体设计上对系统耦合缺乏更全面的认知”。几个系统之间单独做验证都没问题,但到了天上的真实飞行工况中,才会发现新的问题。


这也是中大型液体火箭研制真正困难的地方。


单个系统通过地面试验是一回事,多个系统装在一枚火箭上,在真实的气动、热环境和流场条件下一起工作,又是另一回事。


有些问题可以在地面提前发现。有些问题只有真正飞起来才会暴露。


为了把故障彻底吃透,归零团队在故障定位阶段花了约一个月,通过大量数据交叉验证确定问题方向。随后,天兵科技与北京理工大学爆炸实验室合作,开展引燃爆炸边界条件模拟试验,进一步确认故障定位和机理。


组织故障复现,又用了约一个半月。


最终,试验成功复现故障现象,与飞行遥测数据反映的故障发展链条完全吻合。


找到问题,还要把问题重新做出来。只有故障能够复现,后面的改进才真正有依据。



针对问题改了哪里

复飞火箭稳不稳


故障定位之后,整改随即展开。


其中最核心的一项,是防热结构。天龙三号将大面积防热软裙调整为以硬质防热为主、局部保留软质防热的方案,同时将原金属防热板更换为复合材料防热结构,采取更严密的防热措施。


第二项,是调整液氧排放方式。原来的竖向排放调整为侧向排放,有利于液氧尽快耗散,减少被向下抽吸的风险。


此外,部分管路进行了优化布局,并增加部分传感器测点,用于后续飞行获取更多数据。


改进措施确定以后,团队又用一台发动机开展改进状态下的热试车。


试车持续约200秒。天龙三号正常飞行时,一级工作时间约145秒。200秒的试车时长可以完整覆盖整个一级飞行工况,即便在发动机出现故障的情况下,也有足够余量。


试车结束后,防热结构状态完好。


随后,天兵科技组织召开天龙三号遥一飞行故障归零评审会。经专家组质询评议,一致认为,问题定位准确、机理清楚、已完成故障复现、改进措施有效,并进行了举一反三,可以归零


目前,天龙三号遥二已经完成总装、总测,预计在2026年第四季度择机复飞,具体时间将结合火箭发射窗口综合确定。


遥二的核心技术状态与遥一保持一致,除了尾段防热改进之外,还进行了管路优化布局等可靠性改进,重点是验证此次归零改进措施的有效性。


“我们不会为了保成功而去降低整个火箭的性能。”张建宏强调



189.5秒的价值

多项核心技术拿到"飞行合格证"


首飞的意义,从来不是“成功”“失败”两个字就能衡量的。


189.5秒没有完成入轨目标,但它带回了一枚全新大运力液体火箭只有在真实飞行中才能获得的数据,多项关键技术第一次进入真实工况,也暴露出了此前地面试验没有发现的系统耦合问题。


这189.5秒里,天兵科技最核心的收获,是拿到了真实飞行数据。液氮汽化增压、天火十二发动机等重点技术得到飞行验证,大长细比结构与飞行姿态控制、注气式蓄压器等也经受了真实工况检验。


其中,一项很有代表性的技术是液氮汽化增压。


运载火箭传统的增压方式,一种是氦气增压,成本较高,高压贮气系统也比较重和复杂;另一种是自生增压,系统流程相对繁琐。


天龙三号采用液氮汽化增压方案,用液氮汽化同时为液氧箱和煤油箱增压,在保证增压稳定的同时,实现降本、减重和系统简化。


这套方案真正的检验来自飞行。


火箭升空后,推进剂不断消耗,发动机工况和贮箱状态也在持续变化,增压系统需要始终保持稳定。


从遥一飞行数据看,液氮汽化增压系统工作稳定,也第一次拿到了真实飞行环境中的完整数据。


另一项,是天火十二发动机。


天龙三号一级搭载9台天火十二液氧煤油发动机,单台海平面推力95吨、真空推力110吨。按照天兵科技披露口径,这是目前国内最大推力和推重比的液氧煤油发动机。


从遥一飞行获得的数据显示,发动机工况正常、系统运行稳定。


对于天龙三号这样一枚大运力火箭,需要验证的不只是单台发动机能不能工作。九台发动机并联以后,动力系统同样需要在真实飞行中接受检验。


遥一给出了第一批飞行数据。


另外两项重点技术,也在这189.5秒里获得了验证。


天龙三号长细比达到19.0,大长细比在增加推进剂和有效载荷空间的同时,也会带来抗弯刚度下降、弹性振动加剧和姿态控制难度增加。遥一在110秒最大动压达到设计值,飞行过程中姿态控制保持稳定。

针对液体火箭纵向耦合振动设计的注气式蓄压器,从遥一飞行回溯数据看,全程工作稳定。


除此之外,此次飞行还对整个火箭结构承载能力进行了验证,九机并联动力系统、一二级独立控制系统等关键技术也经过了飞行检验。


所以,这189.5秒的技术价值,并不只体现在几项单独技术的验证上。


它真正带回来的,是一枚全新大运力液体火箭在真实飞行环境中的数据。


一些技术状态得到了验证,一些此前没有充分认识的系统耦合,也被第一次暴露出来。


这两者,都是首飞的价值。


一次失利

挡不住商业航天的迭代节奏


放眼全球商业航天,新火箭从首飞走向成熟,往往要经历反复验证和修正。SpaceX猎鹰1号前三次发射全部失利,第四次才成功进入轨道。对一枚新火箭来说,从试验中发现问题、完成归零,再回到发射场,本身就是走向成熟必须经历的过程。


天龙三号暴露的,是地面试验难以完全覆盖真实飞行环境的“天地一致性”问题,更具体地说,是总体设计对多个系统耦合缺乏更全面的认知。


这次归零之后,天兵科技也在把一次故障的经验继续往研发和质量体系里沉淀。张建宏提到,公司已经对研发流程和管理措施进行了全面梳理,后续还将进一步强化全箭全流程风险管控,从设计、试验、生产制造到供应链等各个环节持续排查风险。


张建宏还说,失败本身不可怕,重要的是能不能从失败里面吸取教训,把自己的认识能力边界再往前提升一步。


189.5秒的飞行虽未完成入轨目标,但它带回的真实飞行数据、暴露的系统耦合问题,以及150余天归零留下的经验,都将继续进入天龙三号后续型号。


能把每一次失利的价值吃透,把暴露的问题彻底解决,才更有可能走到最后。

【声明】内容源于网络
0
0
商业航天发展
实时更新商业航天领域的最新资讯、政策动向、技术突破及企业动态。 解析商业航天市场、发展趋势及未来展望。 展示国内外商业航天企业的成功案例,分析其商业模式、技术创新及市场策略。 搭建沟通桥梁,开展线上问答、研讨会等活动。
内容 342
粉丝 0
商业航天发展 实时更新商业航天领域的最新资讯、政策动向、技术突破及企业动态。 解析商业航天市场、发展趋势及未来展望。 展示国内外商业航天企业的成功案例,分析其商业模式、技术创新及市场策略。 搭建沟通桥梁,开展线上问答、研讨会等活动。
总阅读6.6k
粉丝0
内容342