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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
$ }1 n1 T' b7 K: l* C' Y6 s6 W1 v- c6 }
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 ^! C) f# _8 D4 U$ s+ F0 F
  P" J2 H5 p; V  r7 h2 `- M
美国SpaceX是首先实现可复用技术的,从支腿式开始。' P1 T# Q# c: B$ ~5 o" F9 v6 d
6 X! L1 y( V9 y. n
- L0 r! V6 u- ?! X6 Y

5 v1 g; D8 P; @# n8 a& h/ l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。! {3 J  n0 p5 r' b8 n% J' Y, v
# x1 u9 d% g( ~- [& `$ Z1 b
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。
3 S/ @+ J9 ~$ F6 i; ^) _" r3 d0 j# o8 J5 ]8 d7 A0 I- P
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。" ]0 O# G/ @1 v$ v0 b* {
& `' Z% G# i- i$ i/ F5 ~
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”。, k6 v  c7 `1 q7 S! V

7 e  r  e; N: D8 r 5 |( l4 _0 ?9 `+ k/ k* p
, T  c) k4 N+ J: O; q
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。0 F: b, p) ^$ I* c; ^

9 W' h0 L5 k5 m1 Y9 w8 o# n- m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。+ D: j+ [4 P$ K
$ l) s, S$ C8 [) N4 @
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。
* n/ S) U- [& I, D* F& f# y
* n( G% o* k8 V: v, t4 }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
/ j5 z" D9 w/ R$ B6 X! j; m5 m( {( S1 C. c* T
2 T7 |4 {/ }/ H- q' [0 F

  h- Q; ]" o- j; D8 d; V$ }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。
/ h8 N& h- z$ N$ ]6 i% ?/ \
# P1 g; R* ?$ v6 M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。
( b' z+ j& V& n$ ]
. j4 x+ V/ E8 m; E3 {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。% Y' N0 o  l( Q' i0 T. j/ `
4 @* K$ t4 @7 b3 b0 I; \. y
  J1 k& P0 j% n

4 j% J( X/ @9 @6 m1 F4 Z& w/ d, P
2 o9 H' ?, t6 ^% R! ~
' y. o3 x' {( m, E1 A7 H) }7 ^) Y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。
( V0 A" `% G. P* ^* ]% r6 K# N: Z6 H6 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。
3 x2 v, o# Y9 A8 g" b4 T4 w! ~1 Y3 l1 `4 I% B6 }* o. s
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。1 V2 V. i2 t- ]3 @4 P

$ Q, R: ?+ C, 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。4 G3 z9 R( U1 S7 {# M& i

$ s! a; F. Y# K2 W: s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。
* X7 c8 h* t( s4 K* Z( r, n' k0 S
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。
    $ o/ Y# n, C* M! [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( y& u- H0 Z! P9 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。0 |3 w/ N! }# x
    不过上回落船边海里的 ...
    ! X" b" p' V. t# p2 O
    这个方案在原理上就可靠性高得多,还真是后发优势。
    8 Z5 s8 A) Q9 T% i; U, M1 h( C1 L+ b. N
    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 4 e% e7 d9 f) o0 w
    2 W- l4 O7 c5 S1 Y* X
    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。
    5 g8 ]( j9 G! C5 p. I& g3 }$ r! u$ |, p% t8 j4 K! B/ [( M7 ^
    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。; _; i' D1 f, r0 w
    8 I, a9 q0 _5 f" O- x  B& _
    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。
    , N( t% Q3 K( _5 P2 R" M; |7 G) z& a9 K2 @5 g( ^$ Z
    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。0 X. B/ _) C, p1 x( m! r
    . H$ p) w; y4 U, n( m7 j4 E
    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 12:089 L' M. Y1 g4 q8 {5 G6 |7 |
    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, ...

    2 i+ _8 u+ T; z2 J- }8 }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。. a; F- v6 V5 t. Y9 \- u
    ) j$ `0 P: O+ O7 b: y0 |0 D
    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。
    + C( q1 H2 z8 c- j  `% R; V4 ]$ d, O/ m7 S9 e
    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: n# q' ^' Y. f( @, H
    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。
    % v' {( |- g/ G4 T, Z+ _; U2 \2 q# T7 ]* a# X
    一级成本站75%,哪怕只能 ...

    & {$ t% `8 b* }  H# R2 A+ u/ z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。6 B) \0 E2 I) ~0 I

    % D/ ]; f, t( o! b% M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 16:056 O+ c- |+ F1 t
    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 b: W  Y- z2 s! T; a' I
    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
    9 o- u6 r+ _8 c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 ...
    * E/ P. r) e  T2 C# m6 [9 j* F0 i5 v
    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
    / ~4 O, q6 ]6 r8 j% 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 ...

    + h7 _' g0 z8 \; e' E* A- 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 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
    5 |3 e! G8 q1 v) _8 ?& P9 S
    晨枫 发表于 2026-7-11 07:52
    - O6 ?" }* Q+ J8 ^钱学森告诉过你他没有想到过回收火箭这一招?

    ' P+ X4 R" D6 R4 e" D0 v& t% `. j+ H
    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 $ x5 W! i* i) O/ X! H2 g
    孟词宗 发表于 2026-7-10 17:53% J! U* s3 l: ?
    钱学森告诉过你他想到过回收火箭这一招?
    . ^( S5 q$ |4 _8 ~$ t0 j0 m: Q' T

    , ?) H6 P/ D5 U+ K: D) R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
    $ q1 E! X& C0 q/ 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 ...
    9 s3 t8 n5 M# m8 z8 U/ L6 D
    / k7 o$ w. ^) H7 L
    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?! X1 _" b' n' w4 ~0 p( ]

    , N+ p; E) a4 i( m: n, s6 R; n
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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。9 ?# h0 P; Q# ~; 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 19:512 {5 S2 A2 j- \0 e3 q3 H
    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, ...

    + H/ ~1 \3 h6 U& Z) w& |: X- y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& w5 q( m, ^' M
    网系是误导,其实用的不是网,是缆。更换相对容易。
    ' f+ O/ `+ V' [  }( g
    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 v  c3 I" j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。
    0 S' g3 `7 j1 e% B7 q" }' e! W1 X+ G8 u# N* J. [7 _; e
    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
    ) {; H! ?* i# s9 S8 C6 k" m* 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 ...

    . w2 n! e6 B- p1 N  V8 G! V5 k2 P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
    + W1 {8 t- Z- ?% p2 w1 y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, ...

    2 R  A4 u& @& [% M0 P: a4 H" L: F: t9 m- R! _
    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 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 $ a( a( s+ @* m5 B9 I8 d
    sleepyr 发表于 2026-7-10 21:09& I7 D  y5 r& q0 x0 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。 ...
    & c2 e9 o* }- o  @$ E; F

    $ V. A( P  i) o" Z) 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。
    5 ?; ~/ N/ s9 ^+ F* t- l8 D
    - S% g  Z+ ]" x" b所以同样造7nm芯片,EUV比DUV多次曝光更先进。
    / I$ @+ H! K9 [1 l
    2 e$ t1 t: t) _% {( ^. 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。
    4 P8 _' E" Y: e( P4 }; S
    # S6 V( C: Y& t) o, @$ B6 ?$ W- @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
    7 小时前
  • 签到天数: 3047 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# ?0 b! X1 ?/ }
    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$ \+ x; E2 Z' F1 a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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