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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 2026-7-10 23:56:26 | 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
2 {8 ~$ z3 S) p' Y) J
/ v3 ?8 o/ N- m$ s2 d: N$ N$ K8 F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。
/ b! ?1 f0 P! v/ y# [% t( o  K0 q$ p4 N$ [) k/ _4 E! D2 @1 r7 d
美国SpaceX是首先实现可复用技术的,从支腿式开始。$ E1 n2 I7 X* i8 F, t* o8 [

) ^. ~7 J+ L! H+ d( R) r
  [- u8 C% K& D% \( h9 k" y* e  C( h" H$ o
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。
; u! V4 X  T# d# O, {! f! _8 i  J
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。  n0 t" k3 h4 q" E1 }6 l' W
( [- H3 Z* x$ {! G# V7 D7 o" U
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。: z+ P) ?. s4 F" k9 D1 |
( c( Q6 u0 P+ f7 z1 N0 z2 ?
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”。
/ F6 \. u1 \5 n! Y5 H' c: x% e0 `! A& K. F" n3 b& J3 q
+ q; l5 h8 D0 E# H+ q7 k

- v6 \4 ]7 |- M1 t0 p7 I% \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。
4 Y, L9 d- e. ^: @! Y  l; R
% Q& C; h6 L9 _" I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。
/ |+ L: W2 q' D6 b- {7 t
9 h: {1 D9 `' o$ J3 b$ R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。  \& {" \" D4 a% o% ~

. T: U+ [. p# q7 z/ Q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2 ~* N, m8 y- V7 x$ b; m4 X( [0 J

  P$ A8 C7 |1 u  R* Q& e 5 o$ U" \2 s+ z- B9 o% q% g" ~
! L% k; A8 S! g- W) q1 U
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。
1 j) V3 E$ V; o
5 G  G: w/ c* q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。( _: p' q8 O' n# @
# y* g9 x, P* {  f
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。
. a) G2 t! i4 }  x+ C- y' w/ O" _' @$ [* O, f5 R
; G) A7 u; P5 U# S

$ B- S' N  n* H' Q/ T, a. ]" z
- U) K( ~6 ?  V, T3 t- |3 z" A8 C; r6 k* r! z. [
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。
0 l1 {# Z8 i/ U- f& k
7 |8 x* [$ X7 q5 E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。
* `* q; C8 S; k- x: r* |$ c/ M9 X( f5 s  b; ~
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。
5 H9 l9 Y* x! X" b% e8 e6 q) J6 N- }0 {* p1 b- k
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。
$ S5 m) a+ ^- o& m6 R0 C9 |) r8 a! A* m' {+ ~" {
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。- I  e+ l: z( Z) G$ ~( D  G* k
! ~2 t" M$ ]. R& o! L2 l  w
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 2026-7-11 00:27:45 | 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。
    . p8 N) v; ~: `/ w6 B" T5 _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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    板凳
     楼主| 发表于 2026-7-11 00:31:36 | 只看该作者
    moletronic 发表于 2026-7-10 10:27% c# [7 t, w6 d* {- Y4 O- N7 Y
    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。4 \+ c& Z( B! ^  P3 f% ?) w
    不过上回落船边海里的 ...

    * u6 U7 ^( d' F. c这个方案在原理上就可靠性高得多,还真是后发优势。
    7 M5 U2 `8 K5 H3 O  T5 q% `8 I" k5 C) C+ H9 }
    冒烟可能是什么东西点着了,小问题。
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    地板
    发表于 2026-7-11 02:08:43 | 只看该作者
    本帖最后由 孟词宗 于 2026-7-11 02:10 编辑 3 |7 T9 B0 X& r5 m
    2 S, y* F/ T% P6 \) f
    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。: ^4 l3 j: s3 o5 v- S
    0 e; f- D+ V! {
    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。) W3 T- j% ?: R

    5 M0 `7 n- m2 g+ v! o; I* Z8 u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。. o& L3 y5 h2 I2 x0 ^1 `
    3 ?, y. r( Q7 G4 L) h$ {
    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。: N$ }# [8 O% q% i2 e+ ~
    5 X1 h) p* X6 x% h. L
    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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    5#
     楼主| 发表于 2026-7-11 03:10:22 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 12:08$ |1 r* {4 t3 O; {0 T" e8 \% A
    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 l3 y/ w/ r3 v5 @
    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。  ^* u! V* i# H6 r9 x9 x; ]
    8 i3 u9 Q8 w8 r8 H4 x
    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。
    ; `! N) u$ w7 r0 S) |0 g& t! l' s: f+ Y% E8 B( k9 h. {
    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 2026-7-11 06:05:21 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-11 03:10" {" x. j9 `1 t) ?* [: L
    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。
    # j, L; @% c0 S; A
    / P9 x  f6 w9 [0 n( ~+ S( f  b一级成本站75%,哪怕只能 ...

    1 L+ o- o7 v5 I" p1 a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。
    # A* t* I, K" ?2 k, u' T, y* B  y2 v3 G5 u/ B0 ]
    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 2026-7-11 07:23:12 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 16:05) R8 U9 L: Z$ K7 M: ^# I
    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 ...
    9 n7 `6 k3 [+ f* n5 ~7 V
    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 2026-7-11 07:50:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:23- Q2 A( w" v& a4 H2 m# Y1 p5 B
    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 ...
    2 g) z1 ?* [  P5 t6 e* f+ A6 b
    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 2026-7-11 07:52:28 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:50
    . ^1 G  T0 F+ Z, x4 Y4 T$ 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 ...

    $ @: C. h- q$ r6 n: C8 {1 j钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?
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    该用户从未签到

    10#
    发表于 2026-7-11 07:53:23 | 只看该作者
    本帖最后由 孟词宗 于 2026-7-11 07:55 编辑
    8 R: \0 E0 s& ^
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:52" l) Q* ?/ y' M) z" a! {2 n2 o2 L
    钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?

    5 f( t' W0 T7 k: f. n0 X
      v8 l9 V. E! g$ s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 2026-7-11 07:54:46 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2026-7-10 17:56 编辑 & g. X- N2 a# H0 D" R9 R, B2 p: H
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:537 L  h0 r4 y$ V/ i: P! K
    钱学森告诉过你他想到过回收火箭这一招?
    ! R; i' P- o. @( h: R- N+ k0 v4 f# c

    + a& D! v( B5 @# F+ I3 A! f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 2026-7-11 09:06:59 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-11 07:50
    : L6 N4 t) w/ p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 ...

    3 D9 K$ b+ E/ H* u* o6 g: M& J. H5 }" g4 u* @
    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?
    9 t* H& A) V; a6 y/ b3 f, ~3 L! Z4 b
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  • TA的每日心情
    衰
    2024-12-7 02:20
  • 签到天数: 389 天

    [LV.9]渡劫

    13#
    发表于 2026-7-11 09:51:10 | 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。2 q( J8 Q) R3 Y4 E- e, k
    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 2026-7-11 10:00:17 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-10 19:51+ P3 r3 z- E0 D7 A  X; g$ M
    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, ...
    7 {/ [; ]1 n9 h5 i$ I
    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
    衰
    2024-12-7 02:20
  • 签到天数: 389 天

    [LV.9]渡劫

    15#
    发表于 2026-7-11 10:13:48 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-10 18:007 Y0 ]2 t/ i, r
    网系是误导,其实用的不是网,是缆。更换相对容易。
    # d. u5 a7 f; R, S1 z! v) |7 j
    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。
    0 |$ P) U* w, D& u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。3 I0 ~( }8 P. @4 T

    6 \' @) j. O& Z- ?7 V7 X各有利弊吧
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    16#
     楼主| 发表于 2026-7-11 10:36:32 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-10 20:135 V7 ]7 p  u: B
    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 ...
    + J3 A" V* E5 v: M
    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 2026-7-11 11:09:51 | 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 2026-7-11 11:27:39 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2026-7-11 02:08
    4 ~- H6 y, ~2 r" v0 Q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, ...
    . P: p9 p2 S6 d  w; B: n4 q* j) a
    % z& {4 v$ M& B4 k' {& m8 i
    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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    该用户从未签到

    19#
     楼主| 发表于 2026-7-11 13:33:24 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2026-7-10 23:34 编辑 ! d8 b# s1 W; S3 k" \. [% U
    sleepyr 发表于 2026-7-10 21:09
    # ^5 y7 A8 m7 B7 p+ a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。 ...
    . I/ j& h+ l3 u! b/ n: t
    1 E, O8 i% C* t) F/ I- 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。% I) J, y' O" `' w

    . N( v$ o; {7 @所以同样造7nm芯片,EUV比DUV多次曝光更先进。, v% g) t6 e0 E9 N: B" I* Y

    9 C4 \* i3 a0 P, w' M; M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。
    9 V% k, p+ y* u/ w6 X9 W) l
    + o" C) X  `$ \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
    前天 19:42
  • 签到天数: 3077 天

    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2026-7-11 18:04:19 | 只看该作者
    togo 发表于 2026-7-11 10:13$ B- v2 k1 n/ \
    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 ...
    : I+ Y3 J) l! m8 A  L/ ~
    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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