長征5號也能重復使用

長征5號也能重復使用

長征5號和長征7號是中國目前最先進的重型和中型火箭，它們的近地軌道最大推力分別達到了25噸和14噸，總體性能在世界上屬先進水平。不過有壹些網友對此表達了遺憾：這都是壹次性火箭，這與當前重復使用的發展方向不符。其實這種遺憾是不必要的：因為這二型火箭發動機都具備重復使用能力，理論上可以像使用相同發動機的長征8號以及美國獵鷹火箭那樣實現助推級和壹級火箭整體回收。

長征5號重型火箭

專家介結明確了長征7號發動機重復使用

但是，如果要實現火箭整體回收將會大幅降低火箭載荷，可謂得不償失。因此，只能在不降低現有火箭運載能力的情況下另尋方案。而要在火箭重復使用和不降低運載能力之間達到平衡，最好的辦法就是只回收火箭的發動機艙，而燃料箱則給予拋棄可用更簡的方法回收。可能有的網友覺得似曾相識，的確：從2000年開始我在多個論壇上發布過壹種名為“新箭計劃”的系列重復使用火箭，這其中就包括火箭發動機艙單獨回收。而在2015年4月13日，美國公布了“火神”火箭方案，這種火箭的特點也是只回收壹級火箭發動機。

綜合上述方案，並結合長征5/7號的結構特點，可對這二型火箭的回收方式進行如下預測：

其壹，助推級火箭和壹級火箭發動機艙在海上平臺實現著陸回收。即長征5/7號助推火箭和壹級火箭完成任務後，火箭發動機艙與燃料箱再次分離；之後這些動力艙精確調整落點，並在預定海區待命的船舶上啟動反推發動機降落。由於火箭發動機艙的高度很低重心很穩，其回收安全性比“獵鷹”火箭更高。而火箭的燃料箱則利用降落傘和氣囊在海面降落回收。

其二，采用發動機艙反扣落水方式回收。

這個方案我在2016年有過說明。就是將發動機艙倒過來打開降落傘，之後利用氣囊在海面降落。在落水之前，火箭發動機艙打開4-6條帶有充氣浮筒的浮力架，從而可以在風浪中保持發動機朝上的狀態以免被海水浸泡，直至被回收船打撈回收。

不過當時對這個方案的細節有所保留：動力艙落水時沖起的水花、海浪拍打形成浪墻、甚至暴雨都會對暴露的發動機構成倒灌損壞。其實解決個問題很簡單：就是發動機艙反扣落水之前，先充起全封閉氣囊，或升起環形硬質保護罩。這樣即便落區有很大的風浪和暴雨，火箭發動機都不會進水受損，直至堅持到被回船撈起。

其三：采用美國“火神”火箭半空回收模式。即使用直升機空中鉤掛方式，在半空中回收4個助推火箭和壹級火箭的發動機艙。不過這對直升機外掛能力以及飛行員的操縱要求非常高，而且在能見度較差的惡劣天氣下無法進行。

美國火神火箭回收示意圖

上述幾種回收方案是各有優點，具體有哪壹種方案可以根據實際情況而定。另外，中國民營航天所屬的“朱雀”、“雙曲線”火箭也可以這采這種方案。同時美國“火神”、獵鷹、藍源等火箭也有可能會將這種“發動機水面反扣”作為應急備份方案，以便既定回收失敗時將能讓發動機艙獨自獲救，以免造成更大的損失。

直升機懸掛發動機模型測試

（註：上述關於長征火箭的回收方案為個人想法。權威消息以官方發布為準）