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【航空航天科普】從朱雀三號説起:如何打造一枚可回收火箭?

2026-08-21 08:59

  2026年8月19日7時35分,東風商業航天創新試驗區,一枚通體潔白的運載火箭拔地而起。起飛約137秒后,火箭一二級分離,二子級繼續爬升,將鴻鵠03星準確送入預定軌道;7時43分許,火箭一子級按預定程序成功軟着陸於甘肅省民勤縣的朱雀三號着陸場坪。

  這看似尋常的一次「落地」,卻是中國航天史上的里程碑——朱雀三號由此成為中國首款成功入軌並實現陸地回收的運載火箭,也是中國首次實現入軌級運載火箭一子級着陸支腿方式回收。

  為什麼一枚火箭的「回家」如此牽動人心?因為它觸及了商業航天最根本的經濟學命題:如何把「一次性消耗品」變成「可重複使用的交通工具」。

  一、為什麼要回收火箭:成本是第一性原理

  在SpaceX之前,全球主流運載火箭均為一次性使用,每次發射都意味着數億美元的箭體硬件直接墜入太空或海洋,火箭本身造價佔單次發射總成本的50%以上。

  可回收技術的降本邏輯其實是一道簡單的數學題。據據藍箭航天招股書,可重複使用技術通過回收佔火箭成本約70%以上的一子級,可有效降低發射成本並提升發射頻次。

  SpaceX的實踐給出了最直觀的參照。以獵鷹9號為例,其全新火箭硬件BOM成本約4500萬美元,其中一級助推器(可回收)約3000萬美元、二級(不可回收)約1000萬美元、整流罩(可回收)約500萬美元;計入燃料與翻修成本后,全新火箭單次發射成本約5000萬美元。

  關鍵在於,可回收的一級與整流罩合計3500萬美元的成本,會隨着複用次數增加而被不斷攤薄。東北證券7月研報測算顯示,以獵鷹9號為標準,假設全新成本5000萬美元,第十五次複用后發射平均成本約1733萬美元,降幅達65.3%;目前單枚火箭最多複用次數已達36次,隨着複用次數增加,平均成本將趨近於1500萬美元。

  正是這種數量級的成本下降,讓SpaceX把全球發射成本從每公斤數萬美元拉低至3000美元以下,進而催生了星鏈這樣的巨型星座。

  二、回收火箭的「技術骨架」:垂直回收是怎麼實現的

  要造一枚可回收火箭,首先要選定回收技術路線。目前全球主流是SpaceX開創的垂直起降回收(VTVL)——火箭一子級在完成任務后,通過發動機反推減速,垂直降落在陸地或海上平臺上。

  朱雀三號採用的正是這條路線。它是一枚由民營火箭公司藍箭航天自主研製的重複使用液氧甲烷運載火箭,全箭長66.1米,起飛質量約570噸,起飛推力7542千牛。

  那麼,一枚火箭從數百公里的高空「倒車」飛回地面,究竟要闖過哪些技術關?

  1.發動機:能多次啟動、能深度變推力

  回收的第一道門檻是發動機。火箭上升時需要滿推力工作,而回收着陸時卻需要極其精細的低推力控制——這就要求發動機具備深度變推力能力,能在很寬的推力範圍內穩定調節。

  朱雀三號為此將一子級發動機升級為天鵲12B型,點火響應延迟從0.3秒壓縮至0.05秒以內。點火延迟的毫秒級壓縮,意味着在着陸的最后關頭,發動機能更快響應指令、更精準地控制推力,這正是「軟着陸」的生命線。

  2.柵格舵與氣動控制:在高空「剎車」

  當一子級完成分離后,它要以極高的速度穿越大氣層。此時需要柵格舵(一種網格狀的氣動舵面)來提供氣動控制力矩,幫助火箭調整姿態、對準着陸點。同時,火箭還要經歷劇烈的氣動加熱,因此尾艙的熱防護結構至關重要——朱雀三號首飛時正是在末端着陸環節出現燃燒異常,藍箭航天隨后專門優化了尾艙熱防護結構來解決這一問題。

  3.推進劑管理:失重狀態下的「沉底」

  火箭在太空中處於失重狀態,貯箱里的推進劑會漂浮起來,無法穩定供給發動機。因此回收時必須進行推進劑沉底控制,通過小推力機動讓推進劑「沉」到貯箱底部,保證發動機隨時有點火所需的燃料。朱雀三號為此新增了推進劑沉底控制邏輯,並加入實時風場修正算法,提升低空段的姿態穩定性。

  4.着陸腿與緩衝:最后一米的温柔

  當火箭下降到接近地面時,需要展開着陸腿,通過液壓緩衝系統吸收觸地瞬間的巨大沖擊。朱雀三號依靠着陸腿實現硬着陸定點回收,這對動力多次重啟、姿態實時控制、低空抗風能力都提出了極高要求。

  5.制導導航與控制:全流程的「大腦」

  以上所有環節,最終都要靠一套高精度的制導導航與控制系統(GNC)來統籌。火箭要在高速飛行中實時解算自身位置、速度、姿態,並據此規劃出一條能精確落到回收場坪的軌跡。正如華泰證券所指出的,可回收火箭的本質是讓一次性的運載工具完成「發射—分離—再入—着陸—複用」的全流程閉環,既要突破單一技術瓶頸,更要解決多系統協同的系統性難題。

  三、不止一條路:中國可回收火箭的多元探索

  值得一提的是,中國可回收火箭並非只有「着陸腿垂直回收」一條技術路線。2026年7月10日,長征十號乙運載火箭在海南商業航天發射場發射升空,成功將衞星送入預定軌道,火箭一子級成功回收——這是我國首次成功實施運載火箭一子級可控回收,也是全球首次實現運載火箭海上網系回收。

  所謂「網系回收」,是在海上平臺預先架設「智慧捕獲網」,火箭下降至指定高度時由火箭上的掛鉤勾住纜索,再通過緩衝系統吸收衝擊力,原理類似航母用攔阻索回收艦載機。

  兩條路線各有優劣:着陸腿垂直回收對控制精度要求極高,但回收后可直接複用;網系回收控制難度相對較低、推進劑消耗少,但需要海上平臺的配合。此外,星際榮耀的雙曲線三號、東方空間的引力二號、深藍航天的星雲一號、箭元科技的元行者一號等民營火箭也都在加速推進各自的回收方案。

  四、回收之后:商業航天的「下半場」

  回收只是第一步,真正的價值在於複用。朱雀三號按照設計,一級在級間分離后可進行垂直返回軟着陸,設計重複使用次數不低於20次,成熟后航區回收狀態下近地軌道運載能力不低於18噸,具備互聯網星座一箭多星部署能力。

  從「能回收」到「能穩定複用」,中間還有很長的路。SpaceX的經驗表明,獵鷹9號主力型號Block5已實現601次成功着陸,成功率99.01%,最高複用次數達35次。只有當複用足夠穩定、發射周轉足夠快時,降本才能真正兑現。

  這也解釋了為何可回收火箭被視為商業航天邁向規模化商業運營的關鍵拐點。賽迪研究院商業航天首席研究員楊少鮮指出,「2026年將是可回收技術驗證的關鍵之年」,未來率先掌握可複用、低成本、大運力發射能力的企業,將佔據大部分商業發射份額,頭部效應愈發突出;但從成功回收到經濟性複用仍有較長路要走,可靠性與成本控制是兩大核心攻關方向。

  五:投資錦囊:如何佈局航空航天產業鏈?

  回望朱雀三號這一次優雅的着陸,我們看到的不只是一枚火箭的迴歸,更是一個產業範式的轉換。當火箭從「一次性消耗品」變成「可重複使用的交通工具」,發射成本的數量級下降將釋放出巨大的想象空間——衞星互聯網、太空算力、深空探測都將因此獲得前所未有的可能性。

  對於普通投資者而言,航空航天產業鏈的上市企業眾多,不妨借道指數類產品來佈局整個行業,分散個股風險。例如,通用航空ETF華寶(159231)及聯接基金(A類:024766;C類:024767)標的指數全面覆蓋50只航空航天成份股,涵蓋低空經濟、商業航天、衞星導航、大飛機、無人機、軍用飛機等熱門領域,其中低空經濟概念含量超90%,商業航天含量超60%,衞星導航概念超45%,是一鍵配置中國航空航天產業鏈的利器。

  近期市場波動可能較大,短期漲跌幅不預示未來表現,基金投資可能產生虧損。請投資者務必根據自身的資金狀況和風險承受能力理性投資,高度注意倉位和風險管理。

  數據來源:滬深交易所、iFind,相關概念分別為886067.TI低空經濟、886078.TI商業航天、885574.TI衞星導航,相關概念含量為通用航空指數與上述概念指數共有成份股的合計權重,截至2026.6.30。文中圖片由AI生成。

  基金費用説明:通用航空ETF不收取銷售服務費,申購贖回代理機構可按照不超過0.5%的標準收取佣金。場內交易費用以證券公司實際收取爲準。通用航空ETF華寶聯接A的申購費為:200萬元以上1000元/筆;100~200萬元0.6%;100萬元以下1%;贖回費為:7日以下1.5%;7日以上0%;不收取銷售服務費。通用航空ETF華寶聯接C的贖回費為7日以下1.5%;7日以上0%;銷售服務費為0.25%/年。

  參考資料及觀點來源:華泰證券2026-08-19《航天軍工動態點評:我國可回收火箭首次實現陸地回收》、華泰證券2026-07-12《航天軍工動態點評:中國航天邁入」重複使用火箭」大門》、中泰證券2026-06-25《SpaceX深度研究系列(1)》、中泰證券2026-06-01《他山之石可以攻玉——SpaceX引領全球商業航天產業進展》、藍箭航天科創板招股説明書(申報稿)、央視新聞、財聯社、藍箭航天官方信息。

  風險提示:通用航空ETF華寶被動跟蹤國證通用航空產業指數,該指數基日為2012.6.29,發佈日期為2012.12.28,指數成份股構成根據該指數編制規則適時調整,其回測歷史業績不預示指數未來表現。本文中指數成份股僅作展示,個股描述不作為任何形式的投資建議,也不代表管理人旗下任何基金的持倉信息和交易動向。基金管理人評估的該基金風險等級為R3-中風險,適宜平衡型(C3)及以上的投資者,適當性匹配意見請以銷售機構爲準。任何在本文出現的信息(包括但不限於個股、評論、預測、圖表、指標、理論、任何形式的表述等)均只作為參考,投資人須對任何自主決定的投資行為負責。另,本文中的任何觀點、分析及預測不構成對閲讀者任何形式的投資建議,亦不對因使用本文內容所引發的直接或間接損失負任何責任。基金投資有風險,基金的過往業績並不代表其未來表現,基金管理人管理的其他基金的業績並不構成基金業績表現的保證,基金投資須謹慎。

責任編輯:石秀珍 SF183

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