
文/羊城晚报全媒体记者 许敏 实习生 邓颂妤
图/中国航天科技集团
2026年7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场升空后,其一子级在南部海域被一张巨型大网稳稳“兜”住。这是我国首次成功实施运载火箭一子级可控回收,也是全球首次实现海上网系回收。
在这场历史性突破的背后,中国航天没有参照国外的“垂直着陆”或“机械臂夹取”,走出了一条独具特色的“网系回收”路线。从画出第一张塔架图纸的中交第四航务工程勘察设计院有限公司(以下简称“中交四航院”),到改建海上回收平台“领航者”号的中船广船国际,这套世界瞩目的“中国方案”上,深深烙印着“广东设计”与“广东制造”的硬核实力。
凌晨3时破解超限难题
“在海上回收火箭,远比在陆地上复杂。”中交四航院副总工程师、网系回收系统钢结构研究设计负责人张立平说。
火箭回收塔架高达60多米、宽50多米。在5级海况下,三四米高的海浪冲击船体,塔架要承受极大的加速度。项目初期,设定的三向加速度指标都是0.9g(g即地球表面的重力加速度)。“我们在陆地上做项目,一般只有0.1g,极少数地区能达到0.4g,0.9g相当于超强震级别,这对结构计算是巨大的挑战。”张立平解释。
更难的是“限重”与“让位”。海上平台承载能力有限,塔架总重有限制要求;同时,考虑各种空间限制后,塔架结构布置受到很大制约。
2024年10月30日,张立平带着团队再次北上。在北京一家酒店的地下室里,他们为11月3日的方案评审做最后冲刺。经过反复试算,结构强度、变形指标均超限。“如果硬加大截面、加厚钢板,重量就会超标,根本行不通”。
11月1日深夜,压力到了临界点。“实在扛不住了,我跟同事说,我在桌子上先趴一会儿,小憩几分钟。”大约五六分钟后,一个方案从张立平的脑海里蹦了出来:“我猛地起来,说试一下这个方案:在塔架顶部张拉拉索,避开箭体的晃动范围,拉到船上。”他们立刻在计算模型里输入新方案,结果显示,强度和变形指标得到极大改善,全部达标。
这个诞生于凌晨3时的“斜拉索”方案,不仅解决了超限难题,还成为了全球首创的索撑巨型钢框架结构体系的核心巧思。
全新理念算出最优解
为什么不借鉴国外成熟的垂直着陆技术?张立平算了一笔账:国外火箭回收需要自带沉重的着陆腿,或者对降落精度要求极高。而中国航天专家提出的“网系回收”相当于给火箭准备了一个巨大的“网兜”,容错率更高。“火箭不需要带一两吨重的着陆腿,减掉的重量可以用来增加载荷或燃料。同时,降落位置、方向、速度的容差更大,可靠度更高。”张立平说。
技术上的自信,来自设计团队的综合实力。中交四航院是一家综合性大院,海洋工程和钢结构正是其强项。面对这个融合了机械、海洋、钢结构等专业的跨界项目,中交四航院迅速组建了一支平均年龄35岁的核心团队,并联合国内顶尖科研院所进行试验论证。
在随后的半年多里,团队在广州日夜奋战,每天工作到深夜,将图纸细化为施工图。通过水动力实验和专家论证,加速度指标得到进一步优化,硬是把塔架重量控制在了容许范围以内,让“广东设计”的图纸具备了落地的可能。
“广东制造”托举大国重器
要把设计图纸变成现实,离不开强大的制造能力。承担海上回收平台“领航者”号改建任务的,是位于广州的中船广船国际。
“领航者”号长144米、宽38米,满载排水量2.5万吨。它原本是一艘无动力驳船,要在上面加装60多米高的阻拦网架,并满足极高的动力定位和稳性要求,技术复杂性前所未有。
在改建过程中,广船国际项目团队克服了夏季船坞高温、工期极度紧张等困难。网系回收系统的载荷高度集中,基座改建精度要求达到毫米级。广船国际联合航天院所、船检机构组建专项攻坚团队,高质量完成了甲板重构。
值得一提的是,“领航者”号全面搭载了全国产化动力定位系统和船箭实时测控系统,核心设备实现100%国产化。从2025年4月开工到11月交付,仅用7个月时间,广东造船业就为大国重器提供了过硬的支承平台。
助力商业航天战略竞争
7月10日回收那天,张立平和团队一直在关注动态。当看到中国航天科技集团发布“成功”的消息时,他悬着的心终于放了下来。这次成功,不仅是技术上的突破,更关乎国家在商业航天时代的战略竞争。
“目前低轨卫星资源有限,各国都在抢占。如果不掌握回收技术,发射成本根本支撑不起大规模组网。”张立平介绍,传统一次性火箭的发射成本约为每公斤7万元至8万元,掌握回收技术后,成本可降至2万元左右。“同样的钱可以发射4枚火箭,而且‘领航者’号上的回收装置计划重复使用10次以上,这本身就是最环保、最经济的方案。”
在这一历史性突破的背后,中交四航院与广船国际作为重要的参研参建单位,用“广东设计”与“广东制造”的扎实功底,为航天工程提供了可靠的装备支撑。未来,随着重复使用火箭技术的持续迭代,这股“广东力量”将继续与中国航天并肩同行。