长征十号乙首飞成功:我国首次实现运载火箭一子级可控回收,全球首创网系回收技术

长征十号乙首飞成功:我国首次实现运载火箭一子级可控回收,全球首创网系回收技术

  • 2026-07-10
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关键词: 长征十号乙 一子级回收 海上网系回收 商业航天

2026年7月10日12时15分,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,成功将卫星送入预定轨道。火箭一二级分离约6分钟后,一子级垂直返回,在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收,发射及一子级回收任务取得圆满成功。

此次任务是我国首次成功实施运载火箭一子可控回收,同时也是全球首次运载火箭网系回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得历史性突破,将为加快提升我国进出空间能力奠定坚实基础。

大运力:起飞重量约760吨

长征十号乙运载火箭由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制,是一型5米直径两级串联构型的大型液体运载火箭。全箭长度约63米(后续可拓展至70米),直径5米,起飞推力约890吨,起飞重量约760吨,重复使用状态下近地轨道运载能力16吨,卫星互联网900公里、50度倾角轨道的运载能力为11吨。

该火箭一子级采用液氧煤油推进剂,芯一级沿用长征十号甲运载火箭一子级状态,配备7台液发100系列发动机,其中5台可摇摆、2台固定,5台具备二次启动能力;二子级采用新研的液氧甲烷推进剂,采用低成本设计。这种混合动力方案燃烧产物清洁、不易结焦,且甲烷价格远低于传统推进剂,可大幅降低发射成本。

“长征十号乙主要瞄准我国商业发射市场,运载能力更强,任务适应性更广。”中国航天科技集团陈牧野表示,这一火箭可满足低轨卫星互联网星座部署、大型商业卫星发射等各类任务需求,复用状态下可大幅降低发射成本,具有大运力、高性价比的优势。

6分钟:“空中体操”极限挑战

长征十号乙运载火箭发射升空后,一子级完成加速飞行后与二子级分离,而后进入“返程之旅”——滑行调姿,像体操运动员在空中完成姿态调整;动力减速,发动机再次点火“踩刹车”;气动减速,火箭依靠气动阻力减速飞行;最后精准着陆,创新性地采用全球首款“井”字形高强度缓冲拦阻网系,配合箭上挂索机构实现箭体捕获。

从分离到回收,一子级在约6分钟内完成这套极限“空中体操”,实现“控得住”“回得准”“落得稳”“接得住”。

在上升段飞行期间,一级7台液氧煤油发动机完成加速飞行和级间分离后,二级1台液氧甲烷发动机接力工作,经一次飞行、滑行调姿、二次点火等环节,将卫星精准送入预定轨道,同时完成箭体钝化处置。

返回着陆段是本次任务的核心验证内容,分为滑行调姿段、动力减速段、气动减速段和着陆段4个阶段。在滑行调姿段,栅格舵系统展开并完成再入姿态调整,推进剂沉底管理系统同步工作,将储箱内的推进剂沉降集中至底部,为动力减速段发动机点火做好充分准备。着陆段采用“准悬停”的控制策略,通过在线轨迹规划获得最优控制序列,实现在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。

创新方案:海上网系回收

当前世界主流火箭回收模式是垂直起降,火箭“长腿”站立。而长征十号乙另辟蹊径——火箭直接飞进一张海上大网里,被温柔地“抱住”。

“网系回收有利于简化箭上结构,减轻箭体重量,增加运载能力;对落点偏差的适应能力强,可通过网系协同‘放大’捕获窗口。”陈牧野说。

2025年11月,中国运载火箭技术研究院研制交付了首艘火箭网系回收海上平台——“领航者”号。“领航者”号长144米、宽50米,满载排水量2.5万吨,是网系回收方案的重要基础。

网系回收绝不是简单的“张网以待”。火箭与回收船,在大海的风浪扰动下完成高动态“对接”。长征十号乙在回收状态下不用着陆腿着陆,而是通过箭上特有的“钩子”挂住回收船柔性索,最终卡在网系中进行挂网着陆。

(长十甲系列“钩子”)

力热环境:复杂飞行条件下的极限挑战

全任务剖面的成功实施,背后是对复杂力热环境的精准把握和有效应对。火箭飞行过程中,箭体需穿越从海平面到轨道高度的全程空域,经受起飞级间分离、跨声速飞行、最大动压飞行、返回再入等复杂力热环境考验。

返回段是力热环境最为严酷的飞行阶段。当火箭以数倍声速再入稠密大气层时,气动加热导致箭体底部温度急剧上升,箭体结构面临高温烧蚀和力学载荷的双重挑战。针对严苛的气动加热环境,研制团队为箭体配备了耐高温防热材料和优化的气动外形设计,以确保箭体结构在返回过程中保持完整性和功能可靠性。

力学振动环境贯穿全飞行段。发动机推力脉动、级间分离冲击、跨声速气动载荷、再入减速等环节均产生复杂的振动激励,对箭上电子设备和精密仪器的正常工作构成严峻考验。研制团队通过精细化的频率管理和减振设计,确保各系统产品力学环境适应性满足设计要求。

发射成功的意义

此次任务成功突破了复杂力热环境适应性、高精度导航控制、海上平台网系捕获回收等关键核心技术,不仅标志着我国在重复使用运载火箭领域达到了新高度,更为后续的火箭复用飞行奠定了坚实基础。

太空发射长期存在高成本特点。重复使用火箭技术对我国意义重大,将为卫星组网、深空探测、载人登月等任务提供更加经济可行的方案,大幅提升我国进出空间能力。

此次任务是长征系列运载火箭的第657次发射,也是继长征十号系列运载火箭低空演示验证飞行并在海上安全溅落后,对重复使用火箭回收技术的进一步验证。

“回收之后,我们要对火箭进行相应的检查、检修、维护,以及确认再测试,使它能够达到第二次飞行的条件。”陈牧野表示。后续,研制团队将按计划开展一子级复用飞行验证,持续优化火箭性能,加快重复使用火箭技术迭代升级,预计将在今年年底前完成一子级火箭复用飞行。


来源:电子工程专辑