2026年8月19日7时35分,蓝箭航天朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区点火升空,起飞约137秒后一二级分离,一子级完成再入减速与着陆缓冲后,稳稳降落在甘肃民勤的着陆场坪,二子级同步将鸿鹄03星送入预定轨道。这是我国首次实现运载火箭一子级着陆支腿方式回收,也是首次实现入轨级火箭一子级陆地回收。在这条归巢之路上,3D打印钛合金着陆腿与占比超七成的发动机打印零件,成为支撑火箭复用梦想的关键工艺。
一、我国首次入轨级一子级陆地回收,可复用火箭进入工程化验证
朱雀三号是由国家航天局批复立项的新一代低成本、大运力、高频次、可重复使用液氧甲烷运载火箭。本次执行任务的遥二火箭采用单芯级两级串联构型,全箭长66.1米,一二级箭体直径4.5米,起飞质量约570吨,一子级配备9台天鹊-12A液氧甲烷发动机,起飞推力约7542千牛。升空后,一子级先后完成高空返回调姿、再入点火动力减速、气动滑行控制、着陆点火减速和着陆支腿展开缓冲等关键动作,最终依靠四条着陆支腿稳定落地,全程飞行正常。
此次任务的成功意义重大,标志着朱雀三号由回收技术验证进入工程化复用验证阶段,也意味着我国重复使用火箭技术取得重大突破。此前长征十号乙采用海上柔性网兜捕获方案完成回收,朱雀三号则以着陆腿完成陆上垂直回收,中国由此形成网系捕获和支腿着陆两条技术路线并行发展的格局。在降本逻辑上,一子级约占火箭总成本的70%,实现陆地垂直回收后,蓝箭航天将着手推进回收箭体的检测与复飞工作,力争在半年内实现复用火箭的再次发射,随着复用次数增加,单次发射成本有望大幅降低,未来目标是把每公斤发射费用压到2万元人民币以下。
二、3D打印钛合金着陆腿:四条「大长腿」接住百吨级火箭
让一枚冲上万米高空的火箭稳稳落地,最后的临门一脚全靠箭体下方的四条着陆腿。着陆腿分为主腿和辅腿,主腿飞行时紧贴箭体,长3.5米,落地前几秒展开后可达7.5米,内部装有120吨级油气弹簧缓冲器,可在毫秒级时间内卸掉几十吨的落地冲击;辅腿则像张开的双手扶住箭体,防止倾倒。着陆腿技术负责人介绍,整个着陆腿承受的冲击载荷达到上百吨级,而民航客机起落架的载荷只有50至60吨,航天工况的严苛程度可见一斑。
承受如此苛刻的载荷,着陆腿却必须「既轻又强」,因为传统钢结构虽然强度足够,却会牺牲火箭的有效载荷。为此,研发团队在辅腿及连接部位采用了超高强度的轻型合金材料,其中连接主腿和辅腿的关节部位采用整体3D打印的钛合金设计结构,在着陆瞬间承受上百吨载荷,相比普通钢材设计重量降低20%至30%。四条着陆腿总重被控制在4吨以内,单套主辅腿重约1吨,设计的重复使用寿命达到20次。央视财经在专题报道中展示了这套3D打印钛合金着陆腿结构,称其为火箭「回家」的关键支撑。
3D打印在着陆腿上的应用并非孤例,朱雀三号的不锈钢箭体同样通过整体锻造与3D打印技术控制质量。不锈钢箭体是蓝箭航天为可复用火箭做出的关键选择,材料便宜、易焊接、耐高温,600多摄氏度下仍能保持结构强度,箭上不锈钢结构成本比铝合金低了约两个数量级,这种新材料加新工艺的组合,正是可复用火箭降本的核心逻辑。
三、天鹊发动机七成零件3D打印,增材制造成复用火箭核心工艺
如果说着陆腿是火箭回收的临门一脚,发动机就是整枚火箭的心脏。朱雀三号一子级配备的9台天鹊-12A液氧甲烷发动机支持40%至110%宽范围变推力调节,动力系统可像汽车油门一样精细控制,为最后一脚刹车提供动力基础。更值得关注的是,面向朱雀三号全箭飞行20次复用指标设计的天鹊12B发动机,3D打印零件占比已达到70%以上,取消的零件数量达30%。蓝箭航天工程师指出,3D打印技术的重要特点是非常快,而且可以打印出工程师想实现的任何形状。
金属3D打印在复用火箭中的价值体现在多个维度。推力室、燃料喷嘴、涡轮泵等复杂异形件传统机加工难以成型,3D打印不仅减少焊接点、实现结构减重,还大幅缩短了交付周期。央视2025年9月报道显示,天鹊系列百吨级发动机生产周期已从「十四五」初期的五年生产一百台,提速至如今的一年生产一百台,产能提升背后,增材制造功不可没。在产业链层面,铂力特为天鹊发动机打印推力室、燃料喷嘴等复杂构件,栅格舵部分构件也来自其3D打印业务;斯瑞新材供应可耐受约3000℃高温的纳米晶铜铬锆合金推力室内壁;宝钛股份提供着陆支腿、贮箱等承力结构所需钛合金原材料。
| 产业链环节 | 代表企业 | 在朱雀三号中的角色 |
|---|---|---|
| 金属3D打印零部件 | 铂力特 | 推力室、燃料喷嘴、涡轮泵复杂异形件 |
| 热端材料 | 斯瑞新材 | 铜合金推力室内壁,耐受约3000℃高温 |
| 钛合金原材料 | 宝钛股份 | 着陆支腿、贮箱、箭体承力结构材料 |
| 高温合金锻件 | 航宇科技 | 涡轮盘、机匣环锻件,适配多次复用标准 |
四、从遥一失利到遥二归巢,八个月迭代与冲刺科创板
朱雀三号的成功并非一蹴而就。2025年12月,朱雀三号遥一火箭完成入轨,但一子级在着陆段点火过程中出现异常,未实现软着陆,残骸距回收场中心仅约40米。此后团队用8个月时间针对热防护、点火策略和着陆系统进行了多轮优化,包括减少着陆点火发动机数量以简化系统设计、新增预示落点安控功能、优化返回控制策略和抗再入极端力热环境防护设计等,最终换来遥二的圆满成功。北航专家评价,9台发动机在发射、再入制动、着陆减速三次点火中全部通过验证,充分证明了九机联动发动机的可靠性。
此次成功也为蓝箭航天的资本市场之路增添了关键注脚。作为首家适用科创板第五套标准申报的民营液体火箭企业,蓝箭航天2025年营收达5209.63万元,同比增长约11倍,全年净亏损17.11亿元,拟募资75亿元重点投向可重复使用火箭产能提升及新一代发动机研发,IPO申请已于2026年6月更新财务数据并恢复「已问询」状态。产能端,2026年5月27日投产的蓝箭航天无锡生产基地是国内首个基于高强度不锈钢和智能化激光制造技术的火箭批量生产工厂,具备年产朱雀三号火箭10发的能力,打通了可复用火箭研发、量产、商业发射的完整闭环。业内分析认为,朱雀三号的成功回收不仅验证了技术可行性,更验证了商业模式的可持续性,为大型星座组网和规模化商业发射提供了新的运力支撑。
总结
朱雀三号一子级陆地回收成功,是我国重复使用火箭技术的一座里程碑。从3D打印钛合金着陆腿到七成零件增材制造的发动机,增材制造已深度嵌入商业航天产业链,成为降本增效的核心工艺。随着火箭复用次数增加和发射频次提升,3D打印在航天领域的价值还将持续放大,而这条从入轨到归巢的技术路线,也将为更多中国商业航天企业指明方向。
来源:央视新闻、新华社、新京报、上观新闻
