中國的網系回收比“筷子夾火箭”先進在哪里？

　　中國成功進行了運載火箭第一級的網系回收，成為世界上第二個具有可復用火箭技術的國家。（文章回顧：）

　　美國SpaceX是首先實現可復用技術的，從支腿式開始。

　　支腿式對地面回收場的要求不高，技術難點都在火箭上。首先需要堅固的安裝點，其次支腿強度和抗沖擊力要求非常高。據估計，支腿的重量代價約10%，很占用火箭的運載能力。可復用火箭里，支腿和安裝點是不可復用的，但這相比于第一級的整體價格，還是劃算的。

　　下落速度控制當然重要，但支腿式的技術難點在于精確控制下落姿態，偏離垂直可能立刻造成傾倒，接下來就是爆炸。SpaceX的早期試驗里，沒少這樣的事故。偏離垂直可以是控制問題，也可以是地面風的干擾。在海上回收的話，還會因為波浪運動造成平臺傾搖，造成同樣的問題。

　　支腿式的重心必須精確落在支腿之間，這帶來很大的控制和實際應用環境的挑戰，控制精度還有辦法通過技術進步來解決，地面風還有可能通過頂端的側推姿控火箭迅速回位到垂直狀態，海浪影響就很難解決，簡單恢復到垂直狀態都不一定解決問題，還取決于支腿落地時的受力分布和平臺傾搖。即使勉強落地，還有風浪中的火箭固定和不使傾倒的問題。

　　第二代可復用技術是夾持式，中國人喜歡形象地稱作“筷子夾”。

　　高大的回收塔上有一對鉗式夾具，待回收火箭落入夾具之間時，夾具動作，夾住火箭。實際上不是直接夾住箭體，而是架住頂部格柵翼和承力耳環，把火箭“拎著耳朵吊起來”。頂部格柵翼主要用于回收時的氣動姿態控制，也用作夾持時的掛鉤。

　　夾持式與支腿式相比，箭上重量代價降低80%以上，非常可觀。翻修、復用成本也大大降低。

　　與支腿式相比，夾持式更加穩定。重心在夾持點之下，這是自然穩定的。最重要的是，夾持穩定對火箭姿態不敏感，偏離垂直也不打緊，“吊住”后，就自然穩定了。當然，回收塔的要求很高，火箭精確落入夾具之間的要求也很高。

　　在珠海航展上，中國展示了改進的夾持式，單立柱的回收塔改為四立柱的回收架，雙臂式夾具改為雙天車式夾具

　　四立柱的回收架比單立柱的回收塔更加穩定，雙天車的夾臂也比雙臂式的夾具提供更大的容錯余量，大大提高回收操作的可靠性和穩定性。四立柱避開火箭尾焰，也有利于降低材料和構造的要求，減輕重量、降低成本。單立柱就沒法避開火箭尾焰了。實際上待回收火箭的進入姿態略微朝向回收塔，塔身按設計就是正好在尾焰的噴拂之中。

　　高大單立柱結構在大風中會有晃動，這也限制了回收操作的氣象條件。相比之下，四立柱受到風力的影響小得多，只要火箭的抗陣風控制過關，風力限制小得多。

　　雙天車的缺點是天車臂比較長大，相對沉重，精確迅捷又足夠輕柔的夾持動作實現不易。

　　與容易有的誤解不同，網系回收不是像蹦極網那樣硬接，而是用網系代替夾具，是四立柱夾持式的改進，不僅把頂部的雙天車改成井字形網索，還在底部增加了一組井字形網索。上井字形網索的作用和雙天車相同，只是有更多的承力點，分散應力，對火箭姿態的敏感性進一步降低。下井字形網索幫助迅速固定火箭，避免晃動。網索的重量也大大低于剛性夾具，動作輕柔、敏捷、可靠。上下井字形網索完成固定后，一直到回收船回到基地才解開，確保火箭在海上的途中安全。

　　與剛性夾具相比，柔性網索具有彈性和緩沖裝置，降低回收的沖擊力，提高回收安全性，降低回收掛鉤的強度要求。火箭上的重量代價和翻修成本進一步降低。長征十號乙也采用格柵翼，中國擁有格柵翼技術，加裝格柵翼用于回收下降過程的氣動控制順理成章，現在也用作夾持回收的掛鉤。

　　回收船需要甲板寬大，特別穩定，船體分前后兩段，中間由四立柱框架搭接，還解決了火箭尾焰對甲板的燒蝕問題。這樣的船體復雜，但這完全在中國造船技術的范圍之內，成本也可控。在未來，前后船體都采用雙體船型也是可能的，這將是獨特的四體船，更加適合四立柱的要求。

　　與SpaceX的夾鉗式相比，中國的網系式更加輕柔、可靠、穩定，海上回收也更安全。SpaceX的單立柱回收塔基本上不可能在海上應用，任何一點小風小浪就會導致不可接受的塔頂晃動，塔越高，晃動越大，基本上沒法用于回收作業。SpaceX考慮過買二手鉆井平臺用于海上回收，最后還是放棄了。

　　海上回收既受到海洋風浪的影響，又有主動避開不利氣候的能力。火箭發射和回收不是隨便哪里都可以的，發射需要盡量靠近赤道，以最大限度利用地球自轉的影響，回收則受到入軌方向的限制。但中國已經具有運載火箭機動發射的能力，與機動回收相結合，將大大增加發射窗口，提高發射頻度。這樣未必能保證每一次發射都在最優條件下進行，有效載荷會吃點虧，但更加寬大可靠的發射窗口同樣重要。

　　長征十號的發動機技術還是常規的，不及SpaceX的液氫液氧先進，但中國的液氫液氧火箭已經在路上了。盡快解決可復用技術有助于加快組建低成本“中國星鏈”，其意義是怎么說也不過分的。更加先進、可靠、耐氣候的網系回收大有可為。

　　
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