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2026年8月19日7时35分，朱雀三号重复使用遥二运载火箭从东风商业航天创新试验区升空。约137秒后，一、二级分离：二子级继续把鸿鹄03星送入预定轨道，一子级则开始返回。7时41分许，一子级在甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪完成软着陆。

🔺朱雀三号成功回收过程（视频来源：蓝箭航天）

我国由此首次实现运载火箭一子级以着陆支腿方式回收，也首次实现入轨级运载火箭一子级陆地回收。那么，朱雀三号究竟是如何做到从太空“倒车入库”的呢？

这么大的火箭，如何完成空中转身？

此次执行任务的朱雀三号遥二运载火箭采用两级串联构型，箭体直径4.5米，全箭高度约66米，起飞质量约570吨。一级配备9台天鹊-12A液氧甲烷发动机，并联总推力达到7542千牛。当一级完成主要推进任务，与二级分离后，并不会像传统火箭那样直接坠入大气层，而是要经历一段复杂的返回过程。

🔺箭体上的栅格舵（图片来源：[1]）

首先，一级火箭需要完成返回调姿，将原本用于高速上升的姿态调整为适合返回的飞行状态。此时，火箭需要依靠发动机、姿态控制系统以及气动控制装置的共同作用，重新规划自己的飞行轨迹。在返回过程中，安装在箭体上的4片栅格舵发挥了重要作用。栅格舵类似飞机的控制舵面，但结构更加特殊。它由多个格状结构组成，既能够承受高速飞行中的气动力，又能通过改变角度调整火箭姿态。

🔺朱雀三号的边条翼（图片来源：[3]）

返回初期，大气较为稀薄，栅格舵作用有限，需要依靠发动机和姿控系统辅助控制；随着火箭进入较低高度、大气密度逐渐增加，栅格舵开始发挥主要作用，通过调整俯仰、偏航和滚转方向，让火箭不断修正落点。为了进一步提高返回效率，朱雀三号还采用了面对称边条翼、局部后掠栅格舵以及流线型着陆腿外罩等气动设计，使火箭在返回过程中更加稳定，并减少额外推进剂消耗。

发动机如何完成从“加速”到“刹车”的转换？

对于普通火箭来说，发动机的任务是提供巨大推力，将飞船或卫星送入太空。但对于可重复使用火箭而言，发动机还必须承担另一项任务——帮助火箭安全返回。这意味着发动机不仅要推力大，还要能够精准控制推力大小。

朱雀三号采用的天鹊-12A液氧甲烷发动机，具备重复启动能力，并验证了50%～110%范围内的推力调节能力。这些能力对于火箭回收至关重要。在返回过程中，一级火箭首先需要通过发动机重新点火进行减速，使高速飞行状态逐渐转变为下降状态。当火箭接近地面时，还需要再次调整发动机推力，完成最后的着陆减速。

🔺一级配备的9台天鹊-12A液氧甲烷发动机（图片来源：[3]）

这一过程就像驾驶汽车下坡时踩刹车：踩得太轻，无法及时停下；踩得太重，又可能导致动作过猛。火箭同样需要根据高度、速度和姿态变化，不断调整发动机输出，让下降速度在接触地面前降低到合适范围。

朱雀三号遥二任务的重要突破之一，就是针对遥一飞行过程中暴露的问题进行了优化。2025年12月，朱雀三号遥一首飞时，一子级已经完成再入点火，高速返回阶段的姿态控制也保持稳定，但最终在着陆阶段未能实现软着陆。遥二任务则进一步优化了着陆动力方案和返回控制策略，使火箭最终实现稳定回收。这也说明，重复使用火箭的发展并不是一次成功即可完成，而是在一次次真实飞行中不断发现问题、改进技术的过程。

从“飞回来”到“站起来”，着陆支腿有多重要？

如果说栅格舵负责帮助火箭找到位置，发动机负责帮助火箭降低速度，那么最后让火箭真正站稳的，就是底部的着陆支腿。在飞行过程中，着陆支腿需要尽可能收拢，以减少空气阻力。因此，它们平时紧贴箭体，并由防热结构保护。只有进入最后着陆阶段，支腿才会迅速展开。

🔺火箭一子级成功软着陆（图片来源：[4]）

朱雀三号的4条主支腿收起时约3米长，展开后单条长度可达到约7米，能够形成近14米的支撑跨度。当火箭下降到距离地面约70米时，着陆支腿开始展开，并在约10秒内完成部署。你可能会想：为什么需要这么大的支撑范围呢？这是因为火箭虽然高达几十米，但箭体直径只有4.5米，本身属于典型的瘦高结构。如果落地后支撑范围过小，即使只是轻微倾斜，也可能产生较大的倾覆力矩。展开后的着陆支腿，相当于为火箭增加了一个临时底座，提高了触地后的稳定性。

此外，着陆支腿还承担缓冲作用。火箭即使已经大幅减速，接触地面时仍会产生一定冲击力，需要通过结构设计吸收这部分能量。因此，所谓“软着陆”，不仅意味着速度降低，也意味着着陆冲击能够被有效控制。

火箭如何自主判断自己的落点？

从一级分离到最终着陆，整个返回过程只有几分钟时间，不可能完全依靠地面人员实时操作。真正控制火箭完成返回的，是安装在箭上的自主控制系统。朱雀三号采用分布式综合电子架构，把飞行控制、测量和健康管理等功能集成起来，并构建了高速实时通信网络。蓝箭航天公布的数据显示，其箭上实时通信速率超过100Mbps，返回控制计算机的算力达到传统运载火箭计算平台的10倍以上。

🔺朱雀三号重复使用火箭一级返回与着陆回收流程示意图（图片来源：[5]）

算力为什么如此重要？这是因为返回中的火箭一直在面对变化。高度在降、速度在变，空气密度和气动力不断增加，风又会把火箭吹离原定轨迹。控制计算机必须不断读取导航信息，预测未来轨迹，再决定发动机应该如何摆动、栅格舵应该偏多少、何时点火以及推力调到多大。遥二还给箭上自主安控系统增加了预示落点功能，也就是根据火箭当下的飞行状态提前预测它可能落到哪里，从而提升返回过程中的自主安全控制能力。

为什么朱雀三号偏偏选择不锈钢？

除了返回技术，箭体材料同样决定着火箭能否真正实现重复使用。传统液体运载火箭大量使用铝合金，而朱雀三号为大直径超薄壁不锈钢贮箱开发了专门的激光焊接工艺和生产线。按照蓝箭航天公布的工程数据，这套不锈钢贮箱制造方案的成本较铝合金方案降低约80%，生产周期缩短约40%。

不锈钢的密度虽然比铝合金大，但它具有成本较低、焊接工艺性较好、耐高温等特点。对于需要重复返回的火箭来说，箭体面对的不只是一次上升飞行，还要反复经历低温推进剂加注、发动机工作产生的振动以及高速再入时复杂的气动和热环境，因此结构能否方便生产、检查和维护，同样是重复使用需要考虑的一部分。

🔺朱雀三号的不锈钢筒段（图片来源：[3]）

朱雀三号的成功回收，不只是一次火箭着陆试验的成功，更代表着我国商业航天向重复使用时代迈出了关键一步。从高速返回时的轨迹控制，到发动机精准减速，再到着陆支腿稳定承载，每一个环节都凝聚着材料、动力、控制和制造技术的突破。未来，随着重复使用技术不断成熟，火箭有望像飞机一样经过维护后再次执行任务，让进入太空变得更加高效、更加经济。

参考文献

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/RyoGRBIjGlKmzm7xZPOW6w

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/PPoU06ctr4acBPV0uN1Bdg

[3]https://news.ifeng.com/c/8onqrG5qsIr

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/YJxYfMAQqpz38W0QVPsDVw

[5]https://haiwaiwai.com/news/133788

来源：力学科普