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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 * T8 m, G; Y4 c5 a2 v
7 c- _2 V& f" D" u9 F9 e1 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。
6 n' p9 r* X, K7 g2 X. D/ z  V
* G  P! R. Y: B  e# H美国SpaceX是首先实现可复用技术的,从支腿式开始。* u1 {9 ~+ ?  |* P" V

  D( |/ f* e. T. R, C$ V* v, N: ] ) z9 H7 _7 y) l( h. x; y  U
, h: b# ^0 }9 W' C! ~: I  Z' F6 `
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。) k# ?1 F: g4 i5 @( m5 I6 w1 s( @

1 [# Q) p+ v, x, S0 H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。
4 b, f( W6 w" ]! r" u0 i
& f* ?, I% Q* D5 L5 j% r" ?- l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 G- f& m3 @7 H% u0 C7 B
' _/ k* x9 L5 I1 A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”。( o- N+ Q$ C! N5 ^; F( W9 a
& B6 w# d6 }' L( B, b/ j+ I
' L6 n/ v$ [0 h. j4 _
2 v' A0 C2 X8 p
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。
. o0 P) Z8 I9 w
( T' I$ B  s1 M/ u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。
3 Q+ F/ Q: a; H0 `+ n8 d% O! _4 t) U$ g# `+ @
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。
9 {- N+ P# c7 Z4 W' q8 }* p: Z* i7 B/ i7 N; d# J  n
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- k- a  J  o$ @) s, q2 s6 Y* b

9 M5 i; {) i5 h; b5 w/ e7 Z9 b7 a
* b% D3 T  F9 |1 n( W4 N
% Z$ @0 X) D6 S. }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。
# X* ~/ U. o; E' a$ R3 `2 ?4 ~
" `. g8 V8 S; F5 h/ N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。
3 Z4 j& @7 ~% g1 y2 c; s' f+ {3 b& }( j
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。
9 y! m' }' W) I; ?: L8 p! G/ k; i2 L" t

  a. z% |8 z* s, V1 S. p2 T; u) t- b" k+ [/ o

5 x0 `$ E3 F$ C9 ~( V# A. [: b9 k  Q9 h3 J$ b
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。
: H3 e' `0 e" N" I+ ]0 _
$ K) T9 A- p) X4 ?; [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。! }! z5 \+ K; t! |2 E! L

( J! E  V* J- q: I, r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。
# \% _6 v; _6 A! l7 J2 V# M# l  k% r7 i+ Q6 E) i' R' t( v( U0 r
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。+ X4 |5 _8 d2 f% ~. Z* V
+ _9 g% V% q4 z6 H9 O
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。) @; G3 U( ]3 [! r3 ]
  y  G! u4 i- p8 `4 n
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。
    , |8 Z8 `6 E  E* m* p# A; u5 F- [0 G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 10:271 U  s; w* o. ]0 h3 k9 p$ V
    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 h2 m) X/ x) |+ l* i# g不过上回落船边海里的 ...
    8 K2 L+ z- g) k( s2 @
    这个方案在原理上就可靠性高得多,还真是后发优势。7 x- l6 l% D! w1 x  x6 y0 A8 z0 l

    : g& L! G& [9 S; x/ q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
    % p% [0 q& ^* H7 t  E0 D: `
    9 e4 G6 N7 c* r1 |0 o" z' j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。2 c: |' O  N/ f' ~2 a1 r
    ; v1 c  G& [( w) ~4 o- ^& y: ?8 m, P0 b
    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。8 w. z" p/ f) S

      @' ]: J$ M- T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。
    : y) E& \6 J2 \0 y( T6 B; P  V  o3 m% j) e2 c. }2 z- b
    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。) c  Z+ O$ J: X' x; X4 U1 t% g9 x

    0 B1 q- X9 L3 V" F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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    参与人数 1爱元 +12 收起 理由
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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 12:082 q( l( q( n0 ~" D: o
    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, ...

    , M, {" N6 V1 `& P9 s' R4 X) s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。9 |5 z* m. |3 x! p/ N* t

    ; m. a: c5 B3 U- }" r8 ~. G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。
    8 y3 M: H% N6 x  ?$ o- Q1 d# E  Q0 c$ ~. c
    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+ _9 a2 e) |; ?+ M7 r. H$ j
    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。9 ^# b2 P3 z  o
    7 p, D! G5 ]$ u# b
    一级成本站75%,哪怕只能 ...

    , z" G& ^# m  y6 p0 b$ U; j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。
    0 K9 R# c& w7 a- y7 M5 u
    1 u1 ^- B6 G& Q' ~3 l! }6 v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; V+ v' g9 w+ L% {( D" G
    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 ...

    1 r+ e. K! V- d" k0 O; ?8 \$ 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+ z3 s+ |$ M& \, w, _8 D  x7 }
    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 ...
    , d. F7 Q% C  k
    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
    # O) X7 a' d9 b4 {  |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 ...

    - V( a5 ?4 P3 ~8 U* F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
    2 }) r; Y2 h" ^9 u
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:52
    + n8 }7 e' x+ P3 h! F- S钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?

    - ?7 G" a2 n" T- x* q( u  E' j( m3 I* M
    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 8 D2 s0 h7 w! ]% {
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:53
    * B$ x, M6 E/ ^; P钱学森告诉过你他想到过回收火箭这一招?
      O2 ^% j! `. u' u

    0 J7 p2 G! v; \; O+ |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' Y( v: _' ^% g( O1 D$ S6 O6 F/ O5 z
    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 ...
    ( o9 W9 i; F1 B4 T5 j1 l  [
    . F% u  Q6 R" n! a2 H' N+ [# @% m
    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?# [3 I8 N$ }3 I+ o" g9 I
    : A4 w4 Z+ f9 u( ?# b
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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 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。
    ) @+ A% q# b: |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
    * E& b2 J/ |$ Q1 L) g; R! H/ n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, ...

    6 y4 L) Z! W! B% l) b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 2026-7-11 10:13:48 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-7-10 18:00
      o& }& L  X% p/ [网系是误导,其实用的不是网,是缆。更换相对容易。

      f/ I& M( a3 I- o2 N! L. R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。7 X3 a5 |& X+ i
    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。, O( n7 j2 A0 ?1 O" T

      n/ D# q) i0 ^0 }- s. n/ R% W! M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 20:13
    - c1 {. [% N2 l3 k1 @, g( K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 ...

    ' c9 p0 h7 @, q3 U6 A/ e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
    . P) u, y  Q9 E, ?+ @0 ^  `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, ...

    + e2 y1 }# t/ P+ S# P' U$ o
    - d. @/ B; D; ?8 A* c! e0 q9 ~; ]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
    / P- |' x2 L6 K
    sleepyr 发表于 2026-7-10 21:09& B2 t8 l" f  C* e# }' ~
    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。 ...

    9 `7 ^) C( U  k  z# Q4 e  ~+ C1 X# \1 X& I
    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。: l9 o6 H5 N2 ~. Q( S
    , C* k8 v& z: I; L: u9 t
    所以同样造7nm芯片,EUV比DUV多次曝光更先进。
    ; p3 }% _' m+ [& c. q4 E8 u' }2 B* I4 c2 e  F; F1 |3 p! @
    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。
    ) d7 u+ E' n" }6 j
    ) ], R/ c- o; K6 K2 Y' ?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
    昨天 06:02
  • 签到天数: 3055 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
    2 `" D1 n% I$ ^/ 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 ...
    ! e$ R% R, ?! Q6 z+ I$ T
    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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