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我国首个，成功交付！“网系回收”如何接住火箭？
◎ 科技日报记者 付毅飞
据中国航天科技集团一院消息，我国首个火箭网系回收海上平台“领航者”于11月30日成功交付。“领航者”与网系回收装置等产品组合，将共同在海上构建一个稳定、可靠、精准的火箭回收系统。
什么是网系回收？它与其他火箭回收方式相比有何优势？作为我国首个获得中国船级社入级证书和法定证书的海上火箭回收平台，“领航者”具备哪些技术特点？中国航天科技集团有关专家向科技日报进行了介绍。
第一问：什么是网系回收？
随着可重复使用运载火箭技术的发展，国际上出现了多种回收模式，包括早期采用的伞降回收；在火箭子级加装机翼或翼伞，让它能像飞机降落一样水平回收；甚至国外还尝试过用直升机在空中捕获回收，不过该技术路线后来被放弃。
目前世界主流的火箭回收模式是垂直起降回收。相较于一次性火箭，它新增了栅格舵与着陆支腿，栅格舵在再入阶段展开，精准把控姿态与落点；着陆支腿在触地前展开，实现平稳软着陆。
中国航天科技集团许学雷介绍，网系回收属于垂直起降回收的一种，但独具特色。其原理类似于舰载机借助阻拦索系统在航母降落。不同的是，要回收垂直降落的火箭，需要在高空布设阻拦索，当火箭降至一定高度时，箭上挂钩挂在4根“井”字型绳索上，完成捕获回收。
第二问：网系回收有何优势？
许学雷表示，网系回收是一种新型箭地协同火箭回收模式。通过该系统与箭上回收装置高度协同，可提高回收过程中捕获、缓冲的成功率。其中包括回收船将与火箭频繁交互以实现箭找船；火箭多重关机策略要保证挂钩与网平面的相对几何关系；箭上挂钩与缓冲索、缓冲缸等要进行多重阻尼特性匹配，以实现火箭平稳接驳等。
他介绍，相比当前主流回收方案，网系回收对火箭的着陆指标更为友好，这主要得益于火箭入网接驳时，大多动能、势能均被地面缓冲机构吸收，使得对箭上缓冲结构的设计要求大幅降低。针对火箭落点偏差，回收系统可以通过简单高效地调整地面设备尺寸规模，提高适应能力，这同时也能降低对火箭发动机推力调节能力的要求。
此外，目前大多数可重复使用火箭的支腿等装置都需随箭定制、随箭飞行，而网系回收系统有助于简化火箭结构，提高效率和效益。同时，该系统通过一些指标系列化设计，可以适应不同规模的火箭回收。
第三问：身兼船舶和回收平台的“领航者”，有哪些技术难点？
“领航者”是我国首个得到船级社注册认证、正式交付的海上火箭回收平台。许学雷介绍，其长144米，宽50米(外廓)，吃水5.5米，满载排水量2.5万吨，具有DP2动力定位能力。
“领航者”身上存在多项技术难点。许学雷说，作为回收船，“领航者”与火箭着陆时的位置姿态要高度协同，因而在横摇、纵摇及艏摇等普通船舶设计时不太被关注的指标上，有着更高要求。
同时，该平台的动力定位系统定位精度，也要满足各个浪向下的指标要求。普通船舶在实现动力定位时只考核迎浪(艏向角180度)状态的定位能力，而回收船需要考虑60度甚至90度时的定位精度。
在船体结构设计上，普通船舶通常主要考虑载荷在甲板面均匀分布就可以，但网系回收海上平台是通过四组大支座固定在甲板上，载荷高度集中，这给船体结构设计带来很大挑战。同时，网系回收系统是高耸桁架结构，质量大、重心高，给船舶稳性设计带来很大困难，需要在设计之初，开展各种海况下的载荷分析、风洞实验、外廓飘台设计等。
来源：科技日报 【编辑:刘湃】
来源:中国铁路微信公众号
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