民營火箭企業翎客航天科技有限公司（下稱“翎客航天”）在山東龍口完成RLV-T5可回收火箭第二次低空發射及回收試驗，飛行時間30秒，飛行高度40米，是首次自由飛行高度的兩倍。回收落點精度優於30厘米，相較首次試驗提高了近40%。

（原標題：中國民營可回收火箭完成“第二跳”，可回收火箭技術難在哪？）

澎湃新聞記者張靜

RLV-T5可回收火箭第二次低空發射及回收試驗

提起可回收火箭，一定離不開馬斯克的Space X。從2012年9月開始，SpaceX多次發射蚱蜢火箭開展試驗，最初飛行高度僅2米，第二跳高度為5.4米。一年後在“第八跳”時達到744米，對獵鷹9號垂直回收技術進行了驗證。目前，中國也正沿著“降落傘+氣囊”和“垂直降落”兩條路走。那麼火箭回收方式有哪些？可回收火箭技術難在哪？

翎客航天成立於2014年，從事可重複發射與液體火箭發動機技術研發，其首款小型商業運載火箭“新航線一號”（NewLine-1）面向微小衛星發射市場，計劃於2021年左右實現首飛。RLV-T5型火箭於2018年5月完成方案詳細設計並正式投產，全箭高度8.1米，起飛重量1.5噸，動力系統採用5台可變推力的液體火箭發動機並聯組成，其總體構型、著陸機構等部分核心技術考慮了繼承性，其控制算法框架及試驗研製流程可繼承至首型商業運載火箭新航線一號。

中國民營可回收火箭“第二跳”

山東龍口，一塊楚龍飛也說不上來到底多大的黃沙試驗場上，RLV-T5已經過測試、加註乙醇。8米高的火箭豎在沙地中的水泥場地，上面刷著“welcome to earth（歡迎來到地球）”。下午2時30分，對講機裡交流不斷，“準備校準、手動吹除正常、箭機復位……”

兩公里外，熱電廠煙囪吐著的滾滾白煙穩穩騰上天，這是翎客航天試驗場的風向標，風不大，是個適合試驗的好天氣。一個小時後，CEO胡振宇爬上火箭，插了一根自拍杆。如果試驗火箭不摔，他將用那些照片發個微博。

“一切正常，可以進行點火流程。”完成液氧加註後，流程不再可逆，下午4時許，楚龍飛發出指令，隨著10秒倒數，火箭點火起飛，上天后發出刺耳的響聲，只做短暫停留便穩穩著陸，隨即掌聲響起，空中傳來一聲“牛”。

這意味著，中國民營可回收火箭試驗完成“第二跳”，飛行時間30秒，飛行高度40米，是首次自由飛行高度的兩倍。試驗場風速為3至4級，回收落點精度優於30厘米，相較首次試驗提高了近40%。

火箭著陸後地面痕跡

早在今年3月27日，同樣在山東龍口的試驗場，RLV-T5型火箭開展首次自由狀態下的低空飛行回收試驗並取得成功。彼時火箭在升空至20米處完成10秒懸停動作並平穩著陸至回收試驗場中心區域。根據實時回傳的數據判讀，試驗在平均風速5級、瞬時風速6—7級的干擾環境下實現落點精度優於50厘米的控制效果。

RLV-T5型火箭首次自由狀態下的低空飛行回收試驗數據

即便這樣的試驗已經經歷過一次，楚龍飛還是有些激動，反復觀看手機中火箭試驗的畫面，“目前無法用言語表達感受，就是覺得牛。”胡振宇也用那些“來自火箭”的照片發了條微博，“完美實現第二跳。”

試驗前，楚龍飛告訴澎湃新聞，對於火箭回收的技術來說，第一次試驗成功只能說明在原理上走通了，但該技術的成熟性和系統的可靠性需通過若干次試驗驗證。“這些試驗每次狀態的改變和優化都是要基於大量數據分析與計算。這次試驗我們主要還是考核全部系統可靠性與可重複性。”

RLV-T5可回收火箭

火箭回收方式有哪些？

提起可回收火箭，一定離不開馬斯克的Space X。從2012年9月開始，SpaceX多次發射蚱蜢火箭開展試驗，最初飛行高度僅2米，第二跳高度為5.4米。一年後在“第八跳”時達到744米，對獵鷹9號垂直回收技術進行了驗證。當地時間2015年12月21日，馬斯克的獵鷹9號成功回收火箭一子級。今年當地時間4月11日，獵鷹重型火箭實現首次帶載荷的商業發射，並史無前例地完成一枚芯級和兩枚助推器的同時回收。

同樣作為技術驗證火箭，“RLV-T5火箭與Space X的蚱蜢火箭還差得很遠。至少從噸位上說，蚱蜢火箭達到幾十噸量級，我們才1.5噸，僅有它的幾十分之一。”楚龍飛說。

可回收火箭技術是航天大國激烈角逐的最前沿領域之一。火箭回收方式有3種，一是“降落傘+氣囊”式，即在火箭分離後先進行空中製動變軌進入返回地球大氣層的返回軌道，接著在低空採用降落傘減速，最後打開氣囊或用緩衝發動機著陸。二是滑翔飛行水平降落方案，即箭體採用翼式飛行體，在變軌制動後，火箭像飛機一樣水平降落返回地面。

第三種是利用發動機的反推作用垂直回收，Space X採用的就是此種回收方式。目前，中國也正沿著“降落傘+氣囊”和“垂直降落”兩條路走，2011年，中國運載火箭技術研究院研發中心開始設立可回收火箭項目。另外，採用子級整體垂直反推回收技術的“長征八號”火箭預計最早即可於2020年首飛。

楚龍飛介紹，垂直回收方式的流程包括火箭一子級發動機在百公里高度停止工作，一二級分離，由於慣性一子級繼續向上飛行，當飛行速度減小到零時自由落體，在這個過程中啟動柵格舵氣動減速、控制姿態。直到一子級下降至距離地面1-2公里時，再次啟動發動機進行多次點火，用產生的反推力抵消快速降落的速度，實現一子級軟著陸。

翎客航天低空飛行回收試驗“第一跳”、“第二跳”均是火箭垂直回收環節的最後一步。今年下半年，翎客航天還將在青海進行公里級火箭回收實驗，但目前試驗高度僅為40米，翎客航天火箭結構主管萬美對澎湃新聞表示，“我們通過這個小火箭20米、40米、100米到1公里不斷迭代，最終完成1公里的回收，這將是火箭回收技術的關鍵突破。”

RLV-T5可回收火箭2

可回收火箭技術難點：控制系統和動力系統

40米高的飛行過程同樣驗證火箭精確高效的控制技術、可以變推力和重複使用的發動機技術。但距離真正的運載火箭一子級回收，目前還隔著多個技術坎。楚龍飛曾在接受采訪時表示，運載火箭一子級不會入軌，回收難度與亞軌道火箭相當，但其高度達到百公里，速度也有4倍音速左右，遠超出公里級回收試驗範圍，由此帶來的許多技術尚待攻克或驗證。

RLV-T5可回收火箭3

那麼可回收火箭究竟難在何處？中國運載火箭技術研究院研發中心高級工程師唐慶博曾介紹，火箭一子級垂直返回過程精度控制要求高，包括一子級落點精準控制和垂直姿態控制。發動機大範圍變推力調節能力強，推力調節要從60%調節到110%。推進劑管理難度大，一子級下降時推進劑失重而飄浮，解決推進劑沉底是關鍵。另外，火箭一子級著陸時要有緩衝裝置，一方面要緩衝著陸、防止傾倒，另一方面還要忍受發動機噴射的高溫。

“可回收火箭的技術難點主要在於控制系統和動力系統。”楚龍飛表示，動力主要包括火箭發動機調節推力的能力以及多次點火的能力。例如參與此次實驗的RLV-T5型火箭，起飛推力略大於1.5噸，當推進劑燃燒後，火箭重量不斷減輕，如果推力不變，火箭將繼續向上飛行，因此通過實時調節火箭推力可幫助火箭降落。在這一過程中，推力的調節是通過調整儲箱中燃料流向發動機的流量來實現的。但流量一調整，對發動機的燃燒穩定性有較大影響，易導致發動機內部燃燒不穩定。而多次點火產生的上千度高溫或損傷發動機。

從控制角度講，控制的作用是根據火箭實時的物理狀態進行計算，計算每個執行機構的執行任務。所有執行機構的響應會影響火箭的物理狀態，如果控制是正確的，則意味著火箭能穩定地控制在空中；如果出現錯誤，則火箭直接會失去控制，掉落地面甚至爆炸。