从189.5秒飞行中止,到五个月后完成归零,天龙三号要回答的不是失败本身,而是故障有没有找准、改完能不能再飞。遥二已经完成总装总测,预计2026年第四季度结合发射窗口择机复飞。
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2026年9月11日,天兵科技公布天龙三号遥一飞行试验任务归零情况。经归零专家组质询评议,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。
五个月前,这枚近地轨道22吨级大运力液体火箭在东风商业航天创新试验区首飞,飞到189.5秒时二级因飞行高度低于预期失控,飞行终止,任务失利。此后五个月,研制队伍从遥测数据、仿真计算和试验验证中逐步锁定故障,又通过发动机热试车搭载试验复现了故障过程,并用约200秒热试车验证整改措施,完整覆盖一级飞行工况。
从归零结论看,问题涉及真实飞行工况下多个系统的耦合,并非单一部件自身失效。天兵科技方面将其归因于总体设计阶段对系统耦合认知还不够全面。首飞没能入轨,但大长细比姿态控制、天火十二发动机、液氮汽化增压、注气式蓄压器这几项关键技术,已经在真实飞行里工作过。对后面的复飞来说,这比一份「可以归零」的结论更要紧。
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●起飞后三分钟:最大动压、九机工作、分离和二级点火都按时序走完
2026年4月3日12时17分19秒,天龙三号遥一在东风商业航天创新试验区顺利点火起飞。公开的遥测时序把这三分钟写得很清楚:
110秒,最大动压(Max-Q)达到设计值,意味着火箭经历了设计最大动压工况,也对箭体结构承载与飞行控制进行了真实飞行验证。177.2秒,一子级全部飞行时序动作完成。182.2秒,一二级正常分离。185.9秒,二级发动机正常点火。到189.5秒,二级因为飞行高度低于预期失控,飞行终止,任务失利。
尽管没有入轨,可这枚全新构型的大运力液体火箭已经经历了几段关键飞行阶段:穿过最大动压区、九机并联工作、一二级分离、二级点火。射前的地面测发控、加注、起竖等流程验证较为充分,一二级分离也按时序正常完成。还没有飞到的,是载荷分离、二级长时间工作和入轨,这些要等遥二继续验。
有第三方做过一个事后测算:如果飞行高度再高十几公里,大气密度进一步下降,加上二级发动机已经正常点火,姿态控制是可以保持稳定的,任务有较大概率可以完成。天兵科技张建宏也表示,但这只是结合分离高度和大气密度做的工程分析,「实际飞行中没有如果」。
这句话把两件事分开了。至少从已经飞过的阶段看,多项总体方案和关键技术按照预定时序工作;真正把任务打断的,是实际飞行环境中暴露出的系统耦合问题。后面的归零,就是沿着这条边界往下挖。
●一个地面没有暴露的多系统耦合问题
归零公告里的原因写得很完整: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。
飞行过程中需要按程序排放部分液氧,这本身是正常动作。九机并联的尾舱流场比常规的四机并联复杂得多,实际飞行环境中,排出的液氧被抽吸到箭底,和涡轮废气碰到一起,二次燃烧使防热裙连接结构烧蚀变形,发动机高温燃气从那里进入尾舱,后面的异常才接连出现。液氧排放、尾舱流场、热防护和结构等因素,在真实飞行状态下发生了耦合,单独系统的地面试验很难完全覆盖。
张建宏把根因说得很直接:还是总体设计上对系统耦合缺乏更全面的认知。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。姿态控制、气动环境、热环境、多机并联流场,都可能和地面对不上。型号队伍每次飞行前都在盯「天地一致性」,可是一致性最终还需要真实飞行来确认,这也是飞行试验的价值所在。
故障定位用了大约一个月,要把大量数据相互交叉验证。「如果故障定位不准,相当于方向就错了,这是所有归零工作的前提。」张建宏说。机理上,团队和北京理工大学爆炸实验室合作,做了引燃爆炸边界条件的模拟试验。之后大约一个半月做复现:在发动机热试车里,专门看液氧被抽到防热裙底部、涡轮废气二次燃烧的完整过程,采集局部温度、燃气成分和防热裙结构状态。地面现象与飞行遥测反映的故障发展链条完全吻合。
地面环境覆盖不到的地方,只能靠飞行把认识边界往前推一步。
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●防热结构重做,200秒热试车把改进措施打满一级工况
整改没有去换发动机,也没有去推翻总体方案,事情集中在三处。
最要紧的是防热。原来的金属防热板改成复合材料防热结构,大面积防热软裙改成以硬质防热为主、局部保留软质防热,封堵也更严。张建宏说,这是最核心的整改项。其次是液氧排放,从竖向改为侧向,液氧更容易耗散,被往下抽吸的概率变小。再往后是管路优化布局,并增加传感器测点,给后面的飞行多留一些数据。后两项是辅助,防热才是主攻。
改进状态定下来之后,团队用一台发动机按飞行工况做热试车。一级正常工作大约145秒,这次试车打了约200秒,把整个一级剖面盖住,并且留出余量。试车结束后,防热结构状态完好。专家组据此认为,改进措施有效。
中国航天技术归零的五条:定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三。天龙三号遥一这条链路,是在评审会上被逐项问过之后确认可以归零的。管理上同步梳理了研发流程和质量上的薄弱环节,后面还要强化全箭全流程风险管控,把设计质量和供应链质量往下穿透。遥二的技术状态已经基本冻结,总装和测试做完了,后面仍会做设计复查,以及产品研制、生产、试验过程的复查。
张建宏明确说,不会为了保成功而去降低整个火箭的性能。遥二的核心技术状态和遥一保持一致,这一发要看的,是归零改进在真实飞行里站不站得住。
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●多项关键技术已在真实飞行里验过
首飞失利容易把另一面盖住。这189.5秒同时给四项高难度技术交了一份飞行答卷。
首先是大长细比结构与飞行姿态控制。天龙三号长细比19.0,是国内最大的,同样直径下可以增加推进剂和有效载荷空间,从而提升运力。但箭体也因此更软,姿态控制难度随之增加。遥一采用弹性自适应稳定控制,穿越最大动压等阶段时姿态保持稳定,即便后来任务失利,姿态控制系统始终稳定。
更有辨识度的一项,是全球首创的液氮汽化增压,值得多说几句。火箭飞行时,贮箱里的推进剂被不断抽走,必须持续顶住压力,否则箱体可能失稳,发动机入口压力也会不够。过去常用高压氦气,成本高、高压贮气系统又重又复杂;或者自生增压,系统流程相对繁琐。天龙三号用液氮汽化,一体化设计,同时给液氧箱和煤油箱增压,在保证增压稳定的前提下,实现降本、减重和系统简化。遥一飞行中这套方案工作稳定,可靠性得到了真实飞行检验。对低温火箭来说,贮箱增压方式直接影响系统质量、复杂度和成本,这条技术路线已经在天上走过一遍。
还没有飞完的,是载荷分离、二级长时间工作和入轨。归零针对的是尾舱防热、液氧排放及相关布局等具体问题,已经得到飞行验证的技术则继续沿用。
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●遥二已完成总装总测,第四季度按窗口择机复飞
遥二已经完成总装和总测,技术状态基本冻结,预计2026年第四季度结合发射窗口择机复飞。出厂前要参考体制内放行标准做专项评审,质量问题举一反三、技术更改、软件、元器件、技术风险、试验充分性这些都要过,评审认为要么没有风险、要么风险可控,再开全箭出厂评审。冻结之后仍会复查:设计上上下游各专业有没有此前没有考虑到的耦合,产品在研制、生产、试验里有没有临界值、有没有异常现象。
张建宏把眼前的行业节奏说得很清楚。商业航天企业当然有窗口上的压力,可是现在整个行业还在技术持续验证和快速迭代里,窗口还在。窗口不是等来的,要把设计、试验、验证和质量一项一项做扎实,做出市场真正需要的产品。
天龙三号要的是大运力和后面的可复用能力,一箭36星可以提高组网效率和性价比;更大的运力也让火箭能够适配不同轨道、不同载荷和不同任务。他同时说,不会为了保成功去降低整个火箭的性能。
航天行业里常说:「成功不等于成熟、成熟不等于可靠、可靠不等于万无一失。」每一次发射之前,谁也不能保证一定百分百成功,能做的是把日常工作做细,让自己放心、让领导放心、让上下游放心。真实飞行能拿到大量数据,归零时要尽可能从这些数据里把还没有暴露的风险点找出来。可靠性是设计出来的,管理则要把设计、试验、生产制造和供应链各环节的要求落下去。
这次归零真正被看过一遍的,是四件很具体的事:能不能从海量遥测里把现场还原出来;能不能在多个系统发生耦合时把因果关系说清楚;能不能把天上的异常在地面上按原样做出来;改完之后能不能再经住一轮热试车和专家质询。
五个月里,这些工作逐项完成,专家组认为可以归零,遥二也已经进入复飞准备后段。四季度复飞的工程基础,来自故障定位、复现、整改和试验验证这一整套闭环,而不只是一句决心。
下一次点火要看的,是防热和液氧排放的改动在真实飞行环境里能否经受检验,以及九机并联与飞控全时序能否再次得到验证。遥一189.5秒已经说明,火箭在已飞阶段的多项关键链路得到了真实飞行验证。第四季度的遥二,还要继续完成上一发尚未覆盖的二级长时间工作、载荷分离和入轨。
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