防止火箭残骸伤人！标配的栅格舵落区控制系统来了……

11月3日，中国航天科技集团八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，此次发射任务还成功实施了基于栅格舵系统的一子级落区控制飞行演示验证。

飞行试验表明栅格舵系统多项指标皆达到国内领先水平。此次采用的栅格舵是一种高效的新型气动稳定和控制舵面，它具有很好的升力特性，紧贴箭体折叠安装，使用时再展开，而不影响主任务飞行。此次栅格舵系统飞行试验的成功，将大幅改善落区安全环境，为后续垂直起降重复使用运载火箭的研制奠定坚实的基础。

绿色航天，一子级落区范围缩小85%

近年来，随着我国经济社会的发展，原有人烟稀少的内陆落区逐步发展成人口稠密区域，再加之我国航天发射任务趋于高密度发展态势，使得落区环境安全成为大众关注的焦点。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，是积极履行社会责任和发展绿色航天的必然选择，具有重要的政治意义。

精益求精，轻量化减少火箭运载负担

要实现一子级落区控制的标配化装置，高可靠性和高适应性是栅格舵系统设计第一准则，为此，研制团队采用了分步实施、稳步发展的策略。在进行大量地面试验的同时，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，首先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。其次，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。

技术创新，高标准严要求助力航天强国建设

自开展研制以来，八院805所栅格舵系统设计团队就高标准、严要求，通过自主创新、精益求精、刻苦专研，研发出“耐热、轻质、坚固”可折展精准转动的栅格舵结构系统、低成本高集成度一体化电气系统和新模式独立测量系统。

栅格舵电气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。

栅格舵测量系统，与运载火箭其他系统独立。当一子级分离，开始返回飞行，栅格舵测量系统收到分离信号后，便开始不断地实时向地面发送包括图像、姿态、位置、速度、温度、压力等大量的箭体信息，试验队员可实时监控一子级飞行情况达到落区预报的功能，一子级坠地后也可第一时间通过移动通讯终端获知残骸的精确位置，免去了事后分析精准落点的一系列工作，一定程度上释放了人力。同时，大量的返回段一子级箭体信息是一笔宝贵的财富，通过分析各个阶段的受力，能为后续设计尽可能轻又保证强度的箭体结构提供有效的数据支撑。

作者：张晓鸣

图：央视新闻、中国航天科技集团八院

编辑：祝越

责任编辑：顾一琼

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