长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场点火升空,将卫星送入预定轨道。一二级分离后,火箭一子级实施垂直返回,被海上回收平台的巨网稳稳接住。

这是运载火箭一子级可控回收中,全球首次采用海上网系回收的工程实践。

为啥用网?跟着陆腿路线差异在哪

绝大多数重复使用火箭目前都用着陆腿垂直回收,猎鹰九号即采用此方案。其硬伤在于:四条着陆腿自重数吨,作为死重直接占用运力;且对落点精度要求极高,偏差稍大即无法站稳。

长征十号乙采用另一条路:取消着陆腿,简化箭体,将捕获、缓冲、固定全部转交地面网系。箭上仅保留数个轻量化挂钩,入网后由绳索系统主动挂住。

技术收益很直接。省去数吨着陆腿结构,运载能力相应提升。不再要求厘米级精准悬停,通过网系协同可将捕获窗口放宽为数十米级,发动机推力调节与姿态控制难度随之下降。

网系回收的运行机理

火箭一子级分离后,依靠栅格舵与发动机反推归航,无需像猎鹰九号那样减速至零速度悬停,只需以约每秒两米的下行速度落入网区范围。

回收船展开高强度井字形阻拦网,箭体挂钩触网后自动锁住主索。动能经绳索传导至船上多级缓冲装置,在毫秒级内转化为热能消散,实现软捕获。随后四周稳态绳索收紧,将箭体固定于网中或下放至甲板抱夹,避免海浪晃动造成二次碰撞。

跟着陆腿方案的系统级差异

着陆腿方案是箭上全包模式。火箭自带腿、自带缓冲油缸、自己减速、自己找点、自己站稳,地面仅需静态平台。

网系方案是箭地协同模式。最重的捕获与吸能任务由海上平台承担,箭体只负责归航至网区附近。

箭体侧,省掉数吨着陆腿及相关液压展开机构,仅保留数十公斤级挂钩。缓冲冲击由船载阻尼吸收,箭体结构受力更小,翻修与探伤压力降低。制导侧,落点窗口放宽至数十米,对末端发动机深度节流与姿态极限控制的要求下降。

但系统侧代价也摆在那。需配套一套高复杂度海基回收系统,船体、DP2级动力定位、高耸桅杆网系、多级阻尼标定等。船箭在六自由度相对运动中完成动态挂钩,对通信、感知与预测算法要求极高。网捕获瞬间为集中载荷输入,船体需通过四组大支座承受极值载荷,稳性设计处于船舶工程上限。

回收船的平台特征

承担回收的是领航者号海上网系回收平台,船长144米、宽50米、吃水5.5米,满载排水量2.5万吨,具备DP2级动力定位能力。

据公开报道,该船由中船防务参股的广船国际联合中国科学院深海所建造。

核心难点在于:普通船舶为均布载荷,该船需承受高度集中的冲击载荷;网系桅杆高耸,横摇纵摇耦合下对稳性提出极值要求;DP2系统在多浪向下需维持米级甚至亚米级定位精度,以匹配网区空间窗口。

产业链相关技术环节

公开信息显示,海兰信子公司参与了指挥测控船相关标段,涉及测控通信、动态定位和轨迹引导系统。中信重工承担了网系回收系统的联合设计制造、主体设备供货及安装调试总包。

同益中的高强聚乙烯纤维产品,强度为钢丝十几倍、自重极轻,在材料特性上具备作为回收网索的可行性。九丰能源为发射任务提供高纯液态甲烷、液氧、液氮、氦气等,其液态甲烷产品系该发射场特燃特气配套项目投产后的首次任务应用。

本质:工程权衡的不同取向

着陆腿路线是以箭上死重和制导极限换取部署灵活性。火箭自带腿,对地面依赖小,但运力被永久占用。

网系路线是以基建复杂度和专用海基系统换取运力释放与容错率。让平台伸手接住火箭,箭体轻装,但需养一套庞大、昂贵、高技术的回收船与网系。

一个让火箭自己站稳,一个让系统主动捕获。仅是不同约束条件下的工程取舍。

本文基于公开信息整理,仅作产业技术复盘,不构成任何投资依据