因此可以通过设置恰到好处的一些小型装置（猎鹰9号第一级甚至根本没有管理装置）来确保能在发动机入口留存一定推进剂，以实现“四两拨千斤”的效果。同时，在主发动机点火前使用姿控发动机先进行一定减速，确保推进剂沉底。蓝箭航天在朱雀三号第一级上采用冷氮气姿控的方式，分为A/B两组姿控，每组姿控包括8个切向安装的姿态控制推力器和两个倾斜向下的沉底推力器，以提供基本的沉底控制，冷氮气安装在级间段内的12个气瓶中。

静态点火中的朱雀三号遥一火箭

着陆点火的问题则又有一些不同，再入点火前火箭基本在大气外和高空中大气极其稀薄的区域飞行，基本处于微重力环境，因此对再入点火的可靠推进剂沉底有特殊的要求。而最终着陆前火箭从约当地马赫数5减至小于1的亚音速段，在着陆前火箭会处于一个虽然不是很大但仍然很可观的负加速度环境中（约-0.4g），也就是使用气动阻力减速实现推进剂沉底。但由于此阶段运载火箭需要通过格栅舵调整姿态，且贮箱内只有很少的一点推进剂，在火箭晃动的时候更容易晃荡飞溅，导致发动机入口产生夹气并诱使发动机破坏解体。

对重复使用火箭飞行的低液位推进剂管理虽然可以部分依靠计算流体力学进行适当模拟，但所需计算的量太大且可能不够精确，落塔试验价格高昂且时间不长，因此采用实际测试仍然是必不可少的。蓝箭此前也进行了大量的仿真测试，但具体仍然要靠飞行来验证。

此外，重复使用火箭还有大量挑战，包括火箭再入点火过程中的防热问题。猎鹰9号最初使用的柔性防火布在再入过程中被气动压力撕碎，导致高温气流灌入尾舱并引发失效，后续改为了硬质隔板。而朱雀三号目前看来采用的是高密度硅基柔性编织材料，这种材料能否挺过再入可能还需要由实践证明。

还有老生常谈的凸优化控制算法问题，相比于嫦娥三号或是蓝色起源的那种悬停－着陆，猎鹰9号采用直接一次着陆的方案，发动机关机时火箭恰好触地完成着陆，可以在节省大量燃料的同时不需要发动机具有深度节流能力，但控制难度较大。朱雀三号也采用了凸优化算法以引导火箭精确着陆，其再入点火会启动5台发动机，并且完成了再入点火过程，着陆点火则先启动5台发动机，执行11秒后再关闭外侧4台，最终依靠中心发动机落地。

而足够运力则是重复使用火箭从“能用”到“好用”的关键一环。猎鹰9号的成功不在于它能够回收，而是它每次飞行都可以在运送18.2吨载荷进入近地轨道的同时还能回收第一级，单次飞行的边际成本仅为1500万美元，其足够高的运载能力带来的低单位成本赋予其强大的竞争力。因此，如果想要我们的重复使用火箭足够好用，那它就得有足够的运载能力。提高运载能力不外乎增推、增比冲和减重，相比于前两者主要是动力系统的任务，我们主要聊聊后者。

猎鹰9号得益于其超轻的2195铝锂合金贮箱和极其简化的结构实现了第一级20，第二级29的干质比，同时搭配在燃气发生器循环中超高比冲的发动机实现了极高的运力。而朱雀三号采用蒙皮－肋条激光焊接工艺的301不锈钢贮箱而非传统铝合金贮箱的铣削壁板+搅拌摩擦焊，这确实有效地降低了成本，但质量也有所增加。因此，朱雀三号等不锈钢火箭采用了一种此前国内火箭上几乎没有出现过的设计，而国外也只有较为新型的重复使用火箭有所使用，如超重助推和新格伦火箭。

朱雀三号一级火箭转场

众所周知，对于传统的一次性火箭来说，肯定希望尽可能地减小转动惯量以减少控制系统的压力，因此对于一级火箭，一般都是将更重的氧化剂放在更高处接近火箭质心的位置以减小转动惯量。大部分传统火箭都是如此。但到了超重助推和朱雀三号这种不锈钢火箭上，则发生了变化：这两款火箭均将更重的液氧放在底部，而将更轻的甲烷放在了上侧。原因也很简单：放在上面更重的氧化剂的过载将通过燃烧剂贮箱传递至发动机推力架，而氧化剂比燃烧剂重很多，燃烧剂贮箱就需要额外增加大量质量以承受液氧的惯性力。

而将液氧放在下部允许液氧的惯性力通过箱底直接传递至发动机上，减小了质量。但代价就是力臂加长，控制难度增加。朱雀三号的燃烧剂贮箱均为薄壁光筒，而氧化剂贮箱为内加筋条贮箱（可以在照片上看到间断焊的痕迹），和v1版的超重-星舰系统类似。如今的不锈钢贮箱火箭或多或少都存在超重的问题，必须通过一些设计上的细节来尽可能减重。

此外，由中国航空工业集团成都飞机设计研究所研制的昊龙一号货运航天飞机也将由朱雀三号火箭搭载发射。昊龙一号货运航天飞机是为了进一步降低中国空间站货物运输成本，由中国航空工业集团成都所自主设计研制的一型带翼可重复使用商业航天飞行器，用于开展低成本的空间站货物运输任务。而执行中国空间站货运任务对朱雀三号提出了不低于7吨且第二级偏航约10度的需求，也对该型火箭的实际运力提出了更高（很可能就是一级回收8吨运力指标）的要求。

预计随着2027年100吨推力的天鹊-12B发动机研制成功，蓝箭还将基于天鹊-12B和具有巨大130面积比铌钨合金喷管的天鹊-15B实现具有20吨以上运载能力的朱雀三号完全体的飞行，并用于支持各类低轨卫星互联网任务。

相关基础设施

蓝箭航天为朱雀三号在酒泉卫星发射中心新建了LC-96B发射工位，不同于猎鹰9号采用的三平方案，朱雀三号运载火箭采用第一级水平转运、第二级和载荷垂直吊装的方案，并修建了一座带有顶部吊机的发射塔架。

而回收方面，重复使用火箭虽然看起来关机速度不太高，但其回收射程仍然能够达到数百千米。以猎鹰9号发射星链这种典型低轨重载任务来说，关机速度约为2270米/秒的情况下射程在630千米左右，新格伦火箭发射EscaPADE双星时关机速度在2000米/秒左右，射程598千米。而作为类似设计的朱雀三号，第一级火箭的关机速度和射程也会类似。

然后就会遇到一些问题：首先，陆地回收的着陆场不像海上的回收船一样可以随时改变停泊位置。由于朱雀三号面向中国空间站低成本货运任务（倾角41.6度）、卫星互联网二期工程（倾角50度）和“千帆”低轨宽带卫星互联网星座任务（倾角89度），如果不引入偏航机动的话，这至少需要2个着陆场才能解决问题。其次，距离酒泉600千米41.6-50度倾角上刚好是宁夏－吴忠人口密集区，但得益于不锈钢贮箱良好的耐热性，或许一个合理的着陆场应该在宁夏－陕西交界处附近，火箭跨越吴忠市人口密集区后着陆。

但在2024年6月30日那次令人震撼的试验事故后，新的要求中可能不允许火箭跨越大量人口密集区以确保安全，这就不得不将着陆场的射程向内调整。到2025年6月，蓝箭航天正式选择了甘肃省武威市民勤县东南侧的一片沙漠建设朱雀三号回收场，距离苏武镇38千米。回收场距离发射场只有390千米，如果不改变级间比的话，第一级要么额外增加一次制动点火，要么需要采取非常陡峭的弹道，这可能造成再入热流过大且需要更长的再入点火。

虽然蓝箭通过为朱雀三号添加边条翼以增强滑翔能力，减缓再入过载并提高可控滑翔能力，但影响仍然存在。实际上根据时序，朱雀三号火箭首飞的第一级动力段只有129至134秒，远低于猎鹰9号的155+秒，且弹道更加陡峭，最高点超过130公里（猎鹰9只有105公里）。受限的第一级射程导致火箭无法发挥全部性能，很可能导致运载能力低于最优情况。

就算真缩小第一级、增加第二级也会导致综合性能的偏移，过大的第二级会拖累高速任务性能并提高第二级成本。但蓝箭表示以后仍然会使用民勤回收场，是否会在构型上做出一些取舍还有待观察。

蓝箭民勤着陆场

无论如何，此次飞行的成功已经超过了一些预期，火箭甚至还撑过了再入点火并且尝试进行了着陆点火，二级通过两次点火进入了预定轨道。总的来说，这是中国重复使用火箭的一次里程碑事件。蓝箭计划在不久的未来开展第二次飞行试验，让我们看看它能不能返回。不过在朱雀三号遥二飞行任务之前，在不远处的另一枚火箭也将进行另一次尝试。

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