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[工程技术] 中国的网系回收比SpaceX的夹持回收更先进

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 楼主| 发表于 7 天前 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2026-7-10 13:24 编辑 % |( \! z3 }. P! K' J  A! A) U5 v9 q6 ]

  [0 Y- ~: [$ E6 z8 Y中国成功进行了运载火箭第一级的网系回收,成为世界上第二个具有可复用火箭技术的国家。& V  K& [$ _5 }

! Y9 @! U) x" \3 W6 K6 _% u  \2 {. h美国SpaceX是首先实现可复用技术的,从支腿式开始。
5 K0 V: P- q0 A- ~- J$ Q7 t& |
* I- S/ b4 _' k- J 8 i; d; @. i$ q
9 M8 w  {1 [1 l6 D& t
支腿式对地面回收场的要求不高,技术难点都在火箭上。首先需要坚固的安装点,其次支腿强度和抗冲击力要求非常高。据估计,支腿的重量代价约10%,很占用火箭的运载能力。可复用火箭里,支腿和安装点是不可复用的,但这相比于第一级的整体价格,还是划算的。5 U( A1 @" i# p1 \

  ^9 q1 ^+ R. y# K2 y下落速度控制当然重要,但支腿式的技术难点在于精确控制下落姿态,偏离垂直可能立刻造成倾倒,接下来就是爆炸。SpaceX的早期试验里,没少这样的事故。偏离垂直可以是控制问题,也可以是地面风的干扰。在海上回收的话,还会因为波浪运动造成平台倾摇,造成同样的问题。. G) T, @0 Q9 X  {& i

. D, I+ ~6 {, q: s7 @支腿式的重心必须精确落在支腿之间,这带来很大的控制和实际应用环境的挑战,控制精度还有办法通过技术进步来解决,地面风还有可能通过顶端的侧推姿控火箭迅速回位到垂直状态,海浪影响就很难解决,简单恢复到垂直状态都不一定解决问题,还取决于支腿落地时的受力分布和平台倾摇。即使勉强落地,还有风浪中的火箭固定和不使倾倒的问题。4 @- F" F, v) y7 }7 r2 r
! ^! U2 L2 B+ P& V/ Q% l5 x3 N0 R
第二代可复用技术是夹持式,中国人喜欢形象地称作“筷子夹”。
( }. h; z4 I. w, y3 A
+ g5 `/ {8 A' W: b) ~2 u
, j* A. Q% }  {+ W6 Q$ o+ W
! g3 [! z; F1 R: @# {3 |1 Z高大的回收塔上有一对钳式夹具,待回收火箭落入夹具之间时,夹具动作,夹住火箭。实际上不是直接夹住箭体,而是架住顶部格栅翼和承力耳环,把火箭“拎着耳朵吊起来”。顶部格栅翼主要用于回收时的气动姿态控制,也用作夹持时的挂钩。) ~7 b( j. c8 ]+ l
: y9 _2 e6 m! h& O9 f# u" T* E
与支腿式相比,箭上重量代价降低80%以上,非常可观。翻修、复用成本也大大降低。
/ J7 L" r' q( y8 |; A3 y
8 |  v: R% G) g) h与支架式相比,夹持式更加稳定。重心在夹持点之下,这是自然稳定的。最重要的是,夹持稳定对火箭姿态不敏感,偏离垂直也不打紧,“吊住”后,就自然稳定了。当然,回收塔的要求很高,火箭精确落入夹具之间的要求也很高。; _5 O& j  a+ L$ h/ z
" w& z: N+ ^; ~- R. p5 ~; Y0 c
在珠海航展上,中国展示了改进的夹持式,单立柱的回收塔改为四立柱的回收架,双臂式夹具改为双天车式夹具
9 ^" Q/ C: w) E( {; i" H" J8 e
( A: g+ g6 R5 c; t" q+ G/ Q: d$ d 1 o# _# k/ V7 E; \& S0 S% C

" A9 J9 C1 z" I! R9 X) @四立柱的回收架比单立柱的回收塔更加稳定,双天车的夹臂也比双臂式的夹具提供更大的容错余量,大大提高回收操作的可靠性和稳定性。四立柱避开火箭尾焰,也有利于降低材料和构造的要求,减轻重量、降低成本。单立柱就没法避开火箭尾焰了。实际上待回收火箭的进入姿态略微朝向回收塔,塔身按设计就是正好在尾焰的喷拂之中。
8 Y" U1 I4 x3 P; P  B: \9 c5 f" l9 B! k# w- @4 y0 _0 r2 c
高大单立柱结构在大风中会有晃动,这也限制了回收操作的气象条件。相比之下,四立柱受到风力的影响小得多,只要火箭的抗阵风控制过关,风力限制小得多。
/ l* `: X5 h. ^% _- C$ @; O% s7 z
双天车的缺点是天车臂比较长大,相对沉重,精确迅捷又足够轻柔的夹持动作实现不易。
% j8 k6 g; Z, n4 W1 y- I6 @$ X, \5 u1 i; V1 v# m6 {  |8 c& w

" T3 ?3 ?4 V# I& f+ k! T1 b+ u( a. z& ]6 v6 U

! U6 x( h% f+ A8 ]$ ^0 i: X' ]3 z6 T  j2 P1 v! q) j8 n
与容易有的误解不同,网系回收不是像蹦极网那样硬接,而是用网系代替夹具,是四立柱夹持式的改进,不仅把顶部的双天车改成井字形网索,还在底部增加了一组井字形网索。上井字形网索的作用和双天车相同,只是有更多的承力点,分散应力,对火箭姿态的敏感性进一步降低。下井字形网索帮助迅速固定火箭,避免晃动。网索的重量也大大低于刚性夹具,动作轻柔、敏捷、可靠。上下井字形网索完成固定后,一直到回收船回到基地才解开,确保火箭在海上的途中安全。
/ m. \( C9 ]+ M' [" Z' L' V* u6 X+ e0 Q# B! _
与刚性夹具相比,柔性网索具有弹性和缓冲装置,降低回收的冲击力,提高回收安全性,降低回收挂钩的强度要求。比SpaceX的夹持式的重量和翻修成本进一步降低。长征十号乙也采用格栅翼,中国拥有格栅翼技术,加装格栅翼用于回收下降过程的气动控制顺理成章,现在也用作夹持式的挂钩。
. r& H' e0 T$ d: ]# Q( n$ Z+ H" S6 A8 y+ {  C' ~& C
回收船需要甲板宽大,特别稳定,船体分前后两段,中间由四立柱框架搭接,还解决了火箭尾焰对甲板的烧蚀问题。这样的船体复杂,但这完全在中国造船技术的范围之内,成本也可控。在未来,前后船体都采用双体船型也是可能的,这将是独特的四体船,更加适合四立柱的要求。/ ~0 _  B3 E. T
. X2 d; k& |7 S, z4 E- r  e$ i
与SpaceX的夹钳式相比,中国的网系式更加轻柔、可靠、稳定,海上回收也更安全。SpaceX的单立柱回收塔基本上不可能在海上应用,任何一点小风小浪就会导致不可接受的塔顶晃动,塔越高,晃动越大,基本上没法用于回收作业。SpaceX考虑过买二手钻井平台用于海上回收,最后还是放弃了。
9 O+ W6 ]. I  Z4 A8 P; V2 |& k$ @6 A* k
海上回收既受到海洋风浪的影响,又有主动避开不利气候的能力。火箭发射和回收不是随便哪里都可以的,发射需要尽量靠近赤道,以最大限度利用地球自转的影响,回收则受到入轨方向的限制。但中国已经具有运载火箭机动发射的能力,与机动回收相结合,将大大增加发射窗口,提高发射频度。这样未必能保证每一次发射都在最优条件下进行,有效载荷会吃点亏,但更加宽大可靠的发射窗口同样重要。+ |' c" _9 p. D  R
, D+ h* A7 u+ K
长征十号的发动机技术还是常规的,不及SpaceX的液氢液氧先进,但中国的液氢液氧火箭已经在路上了。尽快解决可复用技术有助于加快组建低成本“中国星链”,其意义是怎么说也不过分的。更加先进、可靠、耐气候的网系回收大有可为。

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    这算是国家队的可回收火箭第二次测试,就成功了,比当初Falcon 9快多了。后发优势。! P- \7 Q. Z8 ?0 w: `, D8 N
    不过上回落船边海里的火箭上面没冒黑烟,这次的冒了,估计是内部回路漏了,煤油着了。
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    moletronic 发表于 2026-7-10 10:27: m0 }; Y) _) T  ]* [6 r
    这算是国家队的可回收火箭第二次测试,就成功了,比当初Falcon 9快多了。后发优势。
    7 ?7 G/ Y* o3 Y# j" H6 }9 d6 g不过上回落船边海里的 ...

    ! O& n$ o/ h& Q. y; @6 f0 Y" ?这个方案在原理上就可靠性高得多,还真是后发优势。
    5 ~) ~& ?2 W9 i: z( r
    ! ?  P+ q/ c0 w/ g  W2 p1 V冒烟可能是什么东西点着了,小问题。
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    该用户从未签到

    地板
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 孟词宗 于 2026-7-11 02:10 编辑
    # z: G) S. Z4 Q# R  P2 `. F* Q* \# w: w: _
    多年以前就说过搞回收式火箭没多大意义。SpaceX的回收看着高大上,但SpaceX 从来没有公开过完整成本结构,所有数字都来自他们的自吹自擂、哈佛案例、业内分析以及粗略估算。" S% [% w3 z& z) l- [3 {7 {
    % L; k* _, W5 t0 m, C$ C2 q+ @
    虽然一级火箭占了制造成本的75%,但并不是说回收了就省75%。翻修成本(这点SpaceX从来不说,只是自夸远远低于预期),运输成本,回收成本(回收平台,翻造工厂,重新加注燃料等等)都要算入成本的。6 y/ \; c$ R" l* H
      M& a. V" ?6 A) V2 o
    实际上,真正摊薄了成本的是超高发射率。自从奥黑改革NASA搞私有化后,SpaceX近年来占据了美国轨道发射总量的 85% 左右。0 E, `5 B6 l. h: R' a0 z
    ( F3 \+ I# V" S& K
    要降低成本并非只有回收一途,降低一级火箭的制造成本一样可以达到目的。而且还免了回收火箭后的不可靠性。就像这次回收的火箭冒黑烟,必须修过才能再次上天。如果问题严重,修复成本太高可能就放弃了,这不但等于没有回收还要加上检修成本。( o% M3 F# d5 W: C4 C

    0 j' u4 C$ @! V) U6 \从实际发射成本上来说,SpaceX 的回收能省钱也是理想状态。下面这篇文章 比单价,中国火箭已经不输SpaceX 解释得比较清楚。理论上的每公斤发射成本并不等于实际每公斤发射成本。

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    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 12:08" [$ K9 ?/ _# W% T& v
    多年以前就说过搞回收式火箭没多大意义。SpaceX的回收看着高大上,但SpaceX 从来没有公开过完整成本结构, ...
    5 w, ]$ D% z; K* g6 A
    除非你能证明回收、再加注的成本比直接抛弃还要高,你的质疑不说明任何问题。7 h) [! d' m9 o% D5 _) y4 p. a
    / a, I9 C) d" S
    一级成本站75%,哪怕只能回收50%甚至30%,也比扔掉75%的成本更低。
    2 R& L% n3 h$ I) M: u+ t* v
    7 P6 C3 ^! U# x$ Y8 z: z# ?SpaceX的火箭在出动率有目共睹,发射成本有目共睹。中国不可复用已经做到SpaceX的水平的话,很好;可复用进一步增加成本优势。这一点不影响可复用技术的有用性。
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    该用户从未签到

    6#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-11 03:107 T$ Z9 w$ e  \% T2 Q4 B
    除非你能证明回收、再加注的成本比直接抛弃还要高,你的质疑不说明任何问题。
    . f2 `1 V6 J8 [- j. y& N; i1 u; {
    1 ]0 n6 ?# i, ~- U2 Z# h一级成本站75%,哪怕只能 ...

    4 Q/ n+ X2 y; z$ h5 c9 ]; o+ x- d' O( r这没啥好争辩的。首先,没人有确实证明SpaceX真的省钱了。其次,就算省钱吧,不过是不断开一辆老爷车和不断换新车的区别。开老爷车固然表面上省钱,但代价是要不断维修,金钱成本可能低,但时间成本也是成本,还有个可靠性的问题。
    / g, [8 r0 d) F, }* h; _( r2 @; h! c, \& R% e
    老实说,美国搞火箭回收也是制造业空心化的表现之一。就像去古巴路上跑的全是老爷车,怀旧是怀旧,但也反映了古巴造不出新车也没钱买新车的困境。
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 16:05
    5 ~. A0 r& ^! @, H+ o8 V" i6 l这没啥好争辩的。首先,没人有确实证明SpaceX真的省钱了。其次,就算省钱吧,不过是不断开一辆老爷车和不 ...
    7 J( L, A3 B, u5 S' v0 d8 h9 M, [
    这样的强词夺理也只有你自己相信了。你倒是每天开一辆新车上街、一次性使用就扔掉试试?你对工程(engineering)到底有一点概念没有?
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    该用户从未签到

    8#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:23- N$ ~( \5 p. }# ~7 `3 Q
    这样的强词夺理也只有你自己相信了。你倒是每天开一辆新车上街、一次性使用就扔掉试试?你对工程(engine ...

    5 S* C5 n4 h8 Z: f0 R, [对啊,搞火箭的钱学森对于 Engineering 也没概念对吧?人家搞了这么多年而且中国当初条件那么艰苦,怎么就没想到回收火箭这招呢?
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    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:50
    $ S* y; U# a, Y2 s# D! J9 Z% G对啊,搞火箭的钱学森对于 Engineering 也没概念对吧?人家搞了这么多年而且中国当初条件那么艰苦,怎么 ...
    / r6 `, u2 [* v8 h( x
    钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?
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    10#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 孟词宗 于 2026-7-11 07:55 编辑 2 x  e2 s# H! i2 a
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:52
    7 Y. B7 _4 f2 a& o* Z" P钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?
    7 g* T7 [' F6 v8 t# M: I

    + C* j4 a/ g2 [钱学森告诉过你他想到过回收火箭这一招?不过他还真的提过。他的方案类似于空天飞机。实际是装上翅膀。而这个东西,后来美国叫作航天飞机。 航天飞机的最终结局是啥不用说了吧?
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    该用户从未签到

    11#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2026-7-10 17:56 编辑
    & _+ ]  ~& x/ @# |- A' }7 h
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:536 G3 F, {3 f3 b; Q' {
    钱学森告诉过你他想到过回收火箭这一招?

    5 }: d+ L9 ^- T' s, e" S( F3 ]  {: Q; [  O7 N
    你连这种下三滥胡搅蛮缠都用上了,给自己留点体面吧。
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-1-2 23:51
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气

    12#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-11 07:50
      d- V( G0 e# `9 f对啊,搞火箭的钱学森对于 Engineering 也没概念对吧?人家搞了这么多年而且中国当初条件那么艰苦,怎么 ...
    % O  t4 g/ K% R0 P% ?* Q
    / `, a" c1 y0 D8 T2 ]/ ]6 w5 g
    这啥逻辑啊。毛主席这么伟大,当初为啥不亲自决策上电磁弹射?秦始皇这么牛x,为啥不组建七海舰队把美洲,澳洲,非洲都变成郡县?
    % e5 W" s4 P: o+ h
    ' ?7 H: @+ b3 p* E8 y3 C9 U
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  • TA的每日心情

    2024-12-7 02:20
  • 签到天数: 389 天

    [LV.9]渡劫

    13#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    没有注意过, SpaceX用于夹住回收火箭的架子,是否就是用于下次发射的同一个。如果是回收发射同一个的话,还是有优势的。
    ( W2 w, o2 K* e3 r$ s( q( A1 l6 N' t- A这个渔网架肯定是不能用于再次发射,还要倒腾到发射架上。
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    14#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-10 19:51
    4 Y9 S4 ~4 D' [3 ]) |" _3 O5 y3 ^没有注意过, SpaceX用于夹住回收火箭的架子,是否就是用于下次发射的同一个。如果是回收发射同一个的话, ...
    ) z; t$ G: d, d" p
    网系是误导,其实用的不是网,是缆。更换相对容易。
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  • TA的每日心情

    2024-12-7 02:20
  • 签到天数: 389 天

    [LV.9]渡劫

    15#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-10 18:00
    & R- Q/ r4 F' [) N2 V2 `6 T网系是误导,其实用的不是网,是缆。更换相对容易。

    3 v% P& A$ l: u( i: C" D/ o- [. L快速查了一下,SPACEX发射和回收火箭用的是同一套launch and catch tower,显然是考虑过重复发射间隔的问题。) p4 H  Y; `1 x  D' e5 J4 f+ p
    中国的回收系统(无论是网或者缆),虽然更安全有效,应该无法用于发射,还要倒腾到发射架上。
    9 o! Y! N1 u3 v* @/ F( Q4 Q
    & V2 R5 V" ]1 t9 ~各有利弊吧
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    16#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-10 20:13. _1 Y1 R; Y( e0 X  A0 @6 P; V* p
    快速查了一下,SPACEX发射和回收火箭用的是同一套launch and catch tower,显然是考虑过重复发射间隔的问 ...
    ; Y- q; H! |+ g8 t# a/ s
    海上回收船肯定不用于发射。发射已经有现有设施,这不是可复用技术的瓶颈。
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    该用户从未签到

    17#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    说中国的方案更先进,我觉得不太准确。从火箭降落最后阶段的控制精度要求来看,spaceX的方案肯定是更高的。如果spaceX改用网系回收,火箭方面基本不需要任何升级。两种方案各有优缺点,具体选择哪种更多的是取舍问题。而且这次成功也还没有完全验证可复用火箭的全流程,还要把这次回收的火箭再次成功发射。成绩需要肯定,差距也必须正视。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-3-10 01:08
  • 签到天数: 45 天

    [LV.5]元婴

    18#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-11 02:08; n  j2 h# Z6 E3 @1 p) _2 }- l3 N7 W
    多年以前就说过搞回收式火箭没多大意义。SpaceX的回收看着高大上,但SpaceX 从来没有公开过完整成本结构, ...

      }4 ]# D/ _2 N  b
    ! G8 R( B: v% `9 J回收最大的优势是爆产能,所以才能够“低成本”大批量发射星链这种太空垃圾
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    19#
     楼主| 发表于 6 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2026-7-10 23:34 编辑
    . ?* `5 c5 C2 h& [/ \$ M
    sleepyr 发表于 2026-7-10 21:09$ C: l( G4 W) D; S( ]1 y
    说中国的方案更先进,我觉得不太准确。从火箭降落最后阶段的控制精度要求来看,spaceX的方案肯定是更高的。 ...

    0 X4 ]& U; u8 V* S- L: y3 K' f3 P3 m: V( B
    达到同样目的的情况下,容错度更高的方案更先进,这是no brainer。
    2 H2 v/ L2 v$ V/ }+ ~4 x. Y1 d
    0 F6 @5 K" S$ W$ `$ l% M  z所以同样造7nm芯片,EUV比DUV多次曝光更先进。4 ^  }; m1 O* w1 W

    4 F2 x- k) f2 B7 H7 u在可复用技术里,最大的难关不是发射,不是再加注,而是回收。
    6 ^( Z& S" K  g1 O; I4 K4 c8 E, Q  M3 O3 W' r6 I" H7 Q& K* o
    回收火箭再次发射只是时间问题,但回收能否成功可不是时间问题。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    5 小时前
  • 签到天数: 3008 天

    [LV.Master]无

    20#
    发表于 6 天前 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-11 10:13
    ' z+ P4 ]- V/ Y快速查了一下,SPACEX发射和回收火箭用的是同一套launch and catch tower,显然是考虑过重复发射间隔的问 ...
    ; v: m+ x+ `( o9 ^
    火箭回收之后肯定要全面检修之后再组装,加注燃料之类的种种再重新发射,用同一套机构似乎没什么必要,如果这些都可以在发射架上完成,相信兔子肯定也能把发射架回收架合二为一。
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