问题——降低发射成本、提升发射频次,复用已成为液体火箭绕不开的课题。随着卫星互联网、遥感和商业载荷需求增长,发射任务呈现小批量、多频次特点。传统一次性火箭制造周期、成本结构和运力调配上难以完全适配。实现关键部段重复使用,尤其是一级回收与复飞,是提升运载资源利用效率、推动规模化供给的重要方向。垂直起降回收(VTVL)因场地依赖相对可控、回收流程更短,被认为是可行路线之一,但也对发动机节流能力、姿态控制和着陆可靠性提出成体系的挑战。 原因——为什么从低空“跳跃”试验切入。此次在铜川开展的验证采用低空垂直回收模式,通过短时飞行完成起飞、爬升、悬停、下降与着陆的闭环控制,重点检验发动机推力调节、制导导航控制算法,以及结构与缓冲装置协同等关键环节。试验箭最高飞行高度距地面不足10米,在满足高度与速度条件后执行关机,并在着陆缓冲机构作用下实现软着陆。选择低空阶段开展密集试验,可在较低风险和更快迭代节奏下暴露问题、积累数据,为后续更高高度、更多变量的回收验证打基础,符合工程研发循序推进的规律。 影响——多项“首次”带来可复用技术链条的实测数据。试验完成以泵压式发动机为主动力的液体火箭垂直起降飞行验证;实现液氧煤油发动机与全箭系统的真实飞行协同;完成3D打印火箭发动机在实际工况下的飞行考核;并在单台发动机“试车+飞行”累计重复使用超过10次的基础上,对工程化复用形成初步验证。执行任务的“雷霆-5”发动机在飞行过程中按程序实现60%至100%推力区间实时调节,为上升段与下降段的姿态稳定提供支撑。任务前该发动机累计试车时间超过500秒,并积累了较多变工况数据,为节流控制、点火可靠性与热结构裕度评估提供依据。着陆后综合检测显示箭体与发动机状态良好,具备再次复飞条件,为后续建立“可复飞、可维护、可周转”的工程流程提供了可参考样本。 对策——以体系化思路推进复用从“能回收”走向“可运营”。复用的关键不只是一次落地成功,更在于形成稳定、可复制的工程链路。下一步需在更高飞行包线下继续验证,逐步引入更高速度、更长滞空时间和更复杂风场等因素,系统提升制导与控制的鲁棒性;同时完善发动机健康监测与快速检测标准,推动关键部件寿命评估、可维护性设计与周转流程规范化。围绕回收场地、测控链路、安全评估与应急处置等环节,也需要建立与复用试验相匹配的地面保障体系,推进试验数据共享与标准体系建设,降低重复试错成本。 前景——复用能力将成为我国商业航天竞争力的重要支点。液体火箭复用一旦实现稳定复飞,有望明显降低单次发射成本、缩短制造与交付周期,并提升运力调度灵活性。对产业链而言,复用将带动发动机批产、材料与增材制造、结构与热防护、测控与地面保障等环节协同升级,推动从“项目型研制”向“产品型供给”转变。按照规划,后续将开展更高高度、更大推力的垂直回收飞行试验,持续扩大验证边界。可以预期,在政策引导、市场需求与技术迭代共同作用下,我国液体火箭复用将从低空验证逐步迈向更高难度任务,为商业发射服务能力提升提供新的技术路径。
从“能飞”到“常飞”,从“回收一次”到“周转多次”,每一步都需要用工程数据和系统能力来验证。铜川这次低空垂直回收试验的价值,在于以可验证、可复现的方式跑通关键链条,为更高难度的复用飞行奠定基础。面向未来,只有将技术突破转化为稳定的工程能力和可承受的运营成本,才能把可重复使用的潜力真正转化为我国航天高质量发展的新动能。