我国完成百公里级可重复火箭制导试验 自主技术实现新突破

围绕可重复使用运载火箭的工程化应用,返回与着陆制导始终是影响安全性、可靠性与经济性的关键环节。如何在高动态、强耦合、强不确定性的再入返回过程中,实现“算得出、算得快、控得住、落得准”,是制约可重复使用火箭从技术验证走向规模化应用的关键问题之一。本次飞行试验以百公里级高度剖面为背景,对在线轨迹优化闭环制导在工程条件下进行检验,标志着我国在对应的关键技术上取得新的进展。 问题层面看,再入返回面临气动环境快速变化、模型误差与外界扰动叠加、终端位置与姿态速度约束相互耦合等典型难题。尤其在跨速域、大空域条件下,传统离线规划与固定策略往往难以兼顾实时性与精度,出现偏差时也容易修正不足。加之箭载计算资源与实时控制链路受限,制导算法必须在有限算力内完成滚动求解,并与气动控制面实现可靠协同,对系统设计提出更高要求。 原因层面看,随着我国运载火箭任务密度提升、成本控制压力加大以及商业航天加速发展,对“可复用、快周转、低成本”的技术路线需求更为迫切。可重复使用火箭的价值不仅在于回收本身,更在于通过重复使用压缩制造、保障与发射准备周期。要实现这个目标,返回制导需要从“可行”走向“可用”,从“试验”走向“常态”。本次试验选择无动力返回工况,并在返回至距地面约70公里起由箭载制导计算机执行在线轨迹优化程序,聚焦跨速域再入阶段的制导与控制适配,验证工程可行性、任务适应性与飞行可靠性,为后续更复杂工况积累数据与经验。 影响层面看,试验中火箭按计划升空并跨越“卡门线”,到达约120公里弹道最高点后无动力返回,在偏差与干扰条件下实现助推器高精度定点、定姿落地,反映了闭环制导在不确定环境中的实时修正能力。公开信息显示,这是国内首次百公里级高度剖面在线轨迹优化闭环制导飞行试验。值得关注的是,试验采用的“慎思”二号D箭载制导计算机实现全国产元器件配置——并集成在线轨迹优化算法——体现了我国在关键软硬件协同、国产化工程体系与自主可控能力建设上的持续推进。对行业而言,这类能力有助于提升任务组织的灵活性与供应链韧性,也为多型火箭的通用化制导体系探索提供了可复制的工程路径。 对策层面看,要将一次成功试验转化为可工程应用的稳定能力,仍需持续攻关与体系化推进。一是完善全流程返回制导验证链路,在不同飞行剖面、不同动力模式、不同气动环境下开展多轮次试验,形成覆盖多工况的数据闭环;二是强化算法工程化与鲁棒性设计,面向模型不确定、传感误差、执行机构约束等因素,提升极端情况下的容错能力与安全裕度;三是推进校企产学研协同与有组织科研,形成从理论、仿真到地面试验、飞行验证的联动机制,缩短技术迭代周期;四是加快标准体系与测试评估方法建设,使关键算法与计算平台具备可验证、可评估、可迁移的工程准入条件。 前景层面看,在线轨迹优化闭环制导的意义不仅在于提升落点精度,更在于为“航班化”进入空间提供可扩展的控制与计算基础。随着算法深入优化与适配,其有望面向不同构型运载火箭与试验飞行器推广应用,并与地面测控、任务规划、回收场景协同优化,推动回收任务从“能做到”走向“常态做、稳定做、经济做”。在国际商业航天竞争加剧、发射服务市场化程度提升的背景下,相关关键技术的成熟将直接影响我国运载体系的成本结构、任务频次与综合竞争力。

本次飞行试验的成功,标志着我国可重复使用运载火箭返回制导技术上取得重要进展,也展示了高校科研创新与产业应用结合的成效;从实验室的算法研究到飞行过程中的精准制导,从学生参与的代码实现到火箭的精确落地,该过程说明了自主创新与协同攻关的现实价值。面向未来,随着关键技术持续完善并逐步推广应用,我国航天领域的自主能力有望更增强,为建设航天强国提供更扎实的技术支撑。