商业航天行业系列七：火箭回收方案运载能力、成本与技术的三方博弈

目录索引TOC\o"1-1"\h\z\u一、箭收大提商业天箭射率 5二、载置收案牺牲载率换复用 7三、台备收案设置台放载力 9四、资议 五、险示 图表索引图1：业天境路径 5图2：收案比 6图3：鹰9号陆构 8图4：射机臂“超助器”（），星舰现快复（） 9图5：国个箭回收上台领者” 10表1：伞回方对比 7表2：腿着机总方案比 8一、火箭回收可大幅提高商业航天火箭发射效率现状：增加火箭发射频次、降低发射成本是商业航天重要的一个发展方向，目前商业航天面临星多舰少、运力不足的情况，最主要困境是火箭的发射成本较高且生产周期较长。火箭回收的必要性：SpaceX的猎鹰9450030001000图1：商业航天困境解决路径

火箭回收的不同路径：火箭回收的不同方案：箭载装置回收方案分为伞降式回收和垂直返回腿式着陆回收两种，其中伞降式回收的运载能力更强，但翻新成本和落点精准性都不如垂直返回腿式着陆回收；平台设备回收方案包括塔架捕获技术和网系回收两种，塔架捕获技术的落点精准性优于网系回收，而在运载能力和翻新成本上，两者没有明显的优劣之分。图2：回收方案对比《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等），央视新闻，广发证券发展研究中心二、箭载装置回收方案：牺牲运载效率以换取复用（一）伞降式回收：有效荷载相对较高的箭载装置回收方案对比指标 圆形伞式 伞+缓冲气囊式 翼伞式表对比指标 圆形伞式 伞+缓冲气囊式 翼伞式

伞降式回收方案在有效载荷保持方面具有显著的优势。它是一种利用空气动力阻力实现火箭子级减速与着陆的传统技术路径，主要通过在火箭返回段依次展开减速伞和主伞，将高速下行的箭体动能转化为空气摩擦热能与阻力，从而使火箭以较低的速度降落，常结合缓冲气囊系统以实现安全着陆。相较于需要预留大量反推燃料的垂直回收模式，伞式回收对火箭运载能力的折损相对较小。陆地回收 不适用 适用 适用海面溅落 适用 适用 适用陆地回收 不适用 适用 适用落点精度 低 低 较高冲击载荷 较大 小 较小冲击载荷 较大 小 较小可回收质量 较大 大 较小技术成熟度 高 高 高可回收质量 较大 大 较小自身质量 小 小 较大系统复杂度 简单 简单 较复杂系统复杂度 简单 简单 较复杂《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等）但伞式回收在落点精度与后续重复使用维护上面临较大的局限性。由于降落伞系统易受到高空风场等环境因素干扰，其落点散布范围通常较大，难以实现精准的定点回收，且大多需要采取海上溅落的方式。此外，海水浸泡产生的腐蚀以及降落伞本身的折叠修复，大幅增加了火箭子级的后期处理成本和周转周期，这限制了其在大规模、高频次重复使用场景下的应用前景。（二）垂直返回腿式着陆回收：技术成熟但需牺牲一定运载效率垂直返回腿式着陆回收方案通过牺牲部分运载效率换取了较好的重复使用便利性。该方案利用火箭子级剩余燃料进行动力反推减速，配合箭体上端的栅格舵精密调节姿态，使火箭在降落末段由高速飞行转为垂直悬停状态。通过在触地瞬间展开专用腿式着陆方案需在机构的几何性能与运载能力损耗之间进行权衡。根据牛枞等人在《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》中的分析，向上收拢方案虽然在发射阶段对箭体气动布局影响较大，但其具备最大的展开半径和伸展角度，能够有效提升火箭在着陆时的稳定性。相比之下，伸缩收拢方案与向下收拢方案虽然通过减小展开半径降低了对气动外形的干扰和结构重量，但在应对复杂工况时的可靠性与稳定性极限相对较低。这种方案层面的差异化选择，揭示了着陆机构设计需通过优化机构自由度与收展路径，实现在极致运载效率约束下的安全着陆闭环。表2：腿式着陆机构总体方案对比对比指标向下收拢向上收拢伸缩收拢复杂度复杂较复杂简洁展开半径较小大小结构重量较重较轻轻气动布局影响较小影响大影响小伸展角度较小大小可靠性较高较高高可承受过载较大大较大技术成熟度成熟成熟较成熟《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等）目前，腿式着陆回收方案已在多个型号中得到工程应用验证。根据牛枞等人在《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》，SpaceX公司的“猎鹰9号”火箭采用了成熟的倒三角式构型及液压展开方式，成功实现了多次海上与陆地定点回收；蓝图3：猎鹰9号着陆结构《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等）三、平台设备回收方案：设置平台释放运载能力地表平台设备回收是一种通过地面或海上专用捕获装置实现火箭子级定点回收的新型技术路径。该方案的核心思想是“以站代箭”，即将复杂的着陆减震与捕获机构从火箭端转移至地面平台端。通过这种方式，火箭子级无需携带沉重的着陆支腿，仅需保留必要的格栅舵或小型挂载点，从而显著降低箭体结构死重，最大限度地保留火箭的有效载荷运载能力。目前主要分为塔架捕获和网系拦截两种主流方案。塔架捕获方案利用发射塔上的巨型机械臂在火箭悬停瞬间进行精准合拢捕获，能够实现回收与发射工位的直接对接，简化了发射后的转场流程。网系回收方案则通过铺设大型缓冲拦截网或柔性支承系统，吸收火箭触地瞬间的动能。这两种方案的共同特点是利用外部设备的强大缓冲能力，抵消火箭下降时的残余速度，确保箭体结构安全。（一）塔架捕获方案：技术要求高但可大幅降低成本和发射周期SpaceX2022年提SpaceX舵与发动机控制，以特定角度靠近发射塔；达到悬停状态后，发射架的两条机械臂像“筷子”一样捕获助推器并将其吊挂在捕获塔上。可以有效降低回收装置对火箭气动外形的影响、运载能力的损耗，进一步降低成本、缩短发射周期。图4：发射塔机械臂捕获“超重助推器”（左），星舰实现可快速复用（右）《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等），SpaceX官网，广发证券发展研究中心）损耗和气动外形的影响；（2）回收系统置于地面便于维护检修，可控性显著提高；塔架捕获方案的挑战在于对于技术要求高，姿态控制精度要求高，且回收风险损失大。根据《可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展》（牛枞等），机械臂夹取前，需使助推器尽可能保持稳定悬停状态；相比于要求千米/百米级回收精度的伞式回收、米级回收精度的腿式着陆机构，地表设备式回收对于动力系统的末段速度与姿态控制要求极高。此外，竖直与水平方向动能需要靠机械臂与塔架的缓冲器快速耗散，降低冲击能量对于一子级栅格舵、机械臂、发射架的影响，而水平方向的动能缓冲行程极小。一旦回收着陆失败会导致整个发射/回收台炸毁，回收风险损失极大。（二）网系回收为新型回收模式井”挂在绳索上，由索网系统吸收冲击动能。网系的着陆指标适配性更好，可以通过高度的系统协同显著提升捕获与缓冲的成功率，并能有效简化火箭结构。由于火箭入网接驳时的大部分动能与势能均由地面缓冲机构吸收，大幅降低了对箭上缓冲结构的设计强度要求；同时，系统可通过简单图5：我国首个火箭网系回收海上平台“领航者”央视新闻，中国运载火箭技术研究院但复杂的集中载荷分布与高重心特征对回收平台的船体结构设计与系统稳性保障提出了更高要求。由于网系回收系统的巨大载荷通过四组大支座集中作用于甲板，这种非均匀分布给船体局部结构设计带来了巨大压力，加之高耸桁架结构导致平台整体质量大、重心高，显著增加了船舶稳性设计的难度，必须在初期通过详尽的海况载荷分析、风洞实验及外廓飘台设计来确保作业过程中的结构安全性。实验及外廓飘台设计来确保整体结构的安全性。四、投资建议建议关注回收缓冲装置相关公司恒立液压、回收船相关公司中国船舶等、网系回收相关公司巨力索具、伞降回收材料相关公司南山智尚（纺服组覆盖）等。五、风险提示（一）行业竞争加剧风险商业航天火箭发射的市场竞争态势正逐步升级，现行业处于快速发展时期，未来新进入者将持续增加，若后续竞争格局进一步加剧，可能导致订单获取、产品定价等方面面临更大压力，对行业内相关公司经营业绩产生不利影响。（二）技术发展不及预期风险商业航天火箭发射业务开展高度依赖相关技术的迭代升级与场景迁