长十乙的“方向盘”是如何炼成的？

原创伺服驭长风，

箭上发电造化功。

往返星河凭巧技，

航天逐梦傲苍穹。

7月10日，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空，火箭一二级分离约6分钟后，一子级垂直返回，在海上回收平台成功回收。

▲ 火箭发射（宿东 摄）

本次任务中，航天科技集团一院18所原创的大功率余度电静压伺服系统与箭载引流发电技术通过实战检验，为我国重复使用火箭筑牢核心技术根基。

为重复使用火箭“掌舵”有多难

伺服系统作为火箭的“方向盘”，执行控制指令，精准摇摆发动机和栅格舵，以控制箭体姿态，是关键的执行系统。“方向盘”够不够灵，直接决定重复使用火箭飞得稳不稳、落点准不准。特别是在回收阶段，火箭要从数倍音速减速，在穿越大气层的过程中不断调整姿态对抗气流干扰，对伺服系统的要求更加严苛。

长征十号乙运载火箭采用的电静压伺服系统方案，融合了现代电力电子与传统静压传动技术，兼具高效大功率与使用维护方便等优点，在国外仅用于军机和民航客机。研制团队历经17年攻关，率先将其应用在航天领域，在比功率、动态响应、可靠性等关键指标上均实现突破。

在此次飞行回收阶段，电静压伺服系统展现出远远超过传统技术的强悍操控能力，任凭大气层气流变幻、海面风浪涌动，火箭依旧稳稳穿梭、精准漂移落位，全程丝滑又稳健。

首创三余度一体化，小身材练就大能耐

可靠性是重复使用火箭的生命线。研制团队发明了我国原创的“三余度一体化全封装”构型，借鉴芯片封装概念，将三套柱塞泵、伺服电机与传感器等组件全部集成进一个结构模块，再将包含上千个电子元器件的控制驱动系统也一并封装整合，形成了极致简洁的一体化构型。

不同于国外部组件外挂、拼接的布局，这种构型让“方向盘”的体积小、重量轻，更抗冲击，拥有适配火箭反复上天、反复回收高强度工况的精壮体质，可靠性达到载人航天级标准。

向发动机借能，箭上建起“发电站”

大型火箭的“方向盘”功率需求巨大，长征十号乙一子级伺服系统满负荷工作时，峰值用电需求近200千瓦。若依靠电池供电，重量代价大、环境适应性差、复用维护更是繁琐。

研制团队将目光投向功率高达数十兆瓦的火箭发动机——与其背着电池上天，不如就近取材，借能发电。这一新思路催生出了原创的引流发电方案——从发动机中引出高压燃料驱动液动机，带动发电机运转，将燃料的机械能转化为电能，再让做功后的燃料返回发动机继续参与燃烧，一点不浪费。

多台发电机并网，相当于在火箭上建了发电站，比大电池的性能更优、重量更轻。充沛的电能不仅满足了伺服系统的需求，还能为整箭其他设备供电。随箭返回后无需拆检维护就可以再次投入发射，真正实现重复使用电力无忧。

“方向盘”的每一次换新，都镌刻着中国航天的自主与突破。原创三余度电静压伺服系统与自主可控的箭上发电系统，彰显航天高水平科技自立自强成果，让重复使用火箭每一次任务都更安全、更稳妥。

来源/航天科技集团一院18所