现有长征系列运载火箭的助推器与芯级分离后会自由落地,对落区人身财产安全造成隐患,制约了运载火箭的弹道设计与优化。为解决残骸落区安全问题,论文对助推器可控安全回收系统总体设计、大型翼伞设计、助推器再入动力学及姿态分析等技术开展深入研究。采用Navier-Stokes方程和Chimera/Overset方法对助推器分离后的再入段气动特性进行分析,并对分离后的再入运动姿态进行仿真计算;针对结构整体承载较为苛刻的助推器自由落体再入阶段及助推器着陆阶段进行了结构承载特点及破坏形式的分析。分析了运载火箭助推器翼伞回收系统的组成,给出了翼伞回收系统的设计方案,建立了翼伞的动力学模型,对大型翼伞设计技术、大型翼伞伺服操控技术等关键技术进行了深入研究。给出了回收系统在助推器上的布局优化及助推器头锥分离系统设计方案,并分析了翼伞回收系统对火箭运载能力影响以及对分离能源冲量和对箭体结构强度的附加要求。运载火箭助推器安全可控回收技术可解决助推器落区安全问题,为后续形成运载火箭分离体安全可控回收能力奠定技术基础。