中国民营航天企业天兵科技的一级火箭垂直回收方案曝光了！根据国家专利平台公开的数据，天兵科技在今年5月申请了一项名为《一种火箭垂直回收方法、系统及火箭》的发明专利，其中详细介绍了一子级火箭的回收方案，与其他可重复使用火箭的一级回收具体过程有着很大不同，展现出了独创的方式。
目前，中国正在测试的一级回收火箭有三款，分别是中国航天科技集团八院的长征十二号甲、蓝箭航天的朱雀三号，以及天兵科技的天龙三号。根据已有的信息，天龙三号直径3.8米，全长72米，起飞质量590吨。
与长十二甲、朱雀三号都是液氧甲烷火箭不同的是，天龙三号是一款液氧煤油火箭，其一级火箭使用9台天火-12发动机，理论上可以进行回收。二级火箭使用1台天火-12V发动机，不进行回收。目前，天龙三号的一级火箭已经成功完成了静态点火试验，后续将进行首飞任务。
从公开的相关专利信息来看，在t0时刻，一级火箭点火升空。在t1时刻，火箭飞出大气层，进入太空中。一级火箭继续工作到t2时刻，随后外围8台火箭发动机关机，中心那一台发动机继续工作，但推力要降低至额定推力的5%。
从t2到t3时刻，一二级火箭进行分离，二级火箭点火工作，将载荷继续送往预定轨道，而一级火箭准备开始回收机动。从t3到t4时刻，通过对中心发动机进行双向摇摆，实现一级火箭的动力转向，使其姿态保持对准地球方向，发动机喷口朝上，并不断向下俯冲。
到了t5时刻，一级火箭的中心发动机再次进行双向摇摆，对火箭姿态进行大幅调整，直至最后完成180度的超级大转弯，使其发动机喷口朝下。到了t6时刻，姿态调整到位的一级火箭开启100%满推力的发动机，对火箭进行减速。
在t7时刻，一级火箭穿过卡门线，开始再入稠密的大气层。到了t8时刻，中心发动机关机，随着大气变得越来越稠密，一级火箭在快速增加的空气阻力作用下进行减速，做自由落体运动进入大气滑行阶段。
到了t9时刻，一级火箭发动机再次点火启动，让火箭的速度进一步降低。直到最后t10时刻，火箭利用着陆支腿垂直降落在地面上，发动机关机，实现一级火箭的回收。
天兵科技的一级回收技术的亮点在于，不需要像传统火箭那样在高空二次点火，而是一直点火，只是降低了推力，并以头朝下、发动机喷口朝上的姿态进行俯冲下降，然后再180度掉头下降。
由于一级火箭在发射升空过程中消耗了大量的燃料，且在飞行过程中，还会产生一些负过载情况，这会让液体燃料分散在贮箱各个角落。如果没有把燃料重新聚集到贮箱底部出口处，一级发动机再次点火时，燃料就有可能无法顺畅进入发动机进行正常工作，从而影响火箭的稳定飞行。
因此，在一级火箭下降过程中，需要对燃料进行重定位。通过控制一级火箭发动机的燃料流量，持续输出部分推力产生正过载，可以实现燃料沉底。这样就不需要像传统火箭那样携带固体火箭，在下降过程中点火实现燃料的沉底。这种方式可以进一步降低一级火箭回收成本。
天兵科技的这种一级火箭回收方案是一种大胆创新，既能缩短火箭回收时间，又能减少回收成本，可谓是兼顾了效率与成本。接下来，就看实战中的应用如何了，让我们拭目以待！
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