可重复使用航天运载器及其关键技术

可重复使用航天运载器是目前航天运载器发展的一个研究热点。本文首先简要介绍了可重复使用航天运

航天运载器是目前将各种航天器及航天员送入太空的唯一手段，一般采用一次性运载火箭，发射成本高昂。近年来，随着小卫星技术和应用的发展，以及国家政策的放松和商业资本的进入，商业航天骤然兴起，太空经济已成为推动世界经济发展的一个主要动力。但是，一次性运载火箭高昂的发射成本大大限制了人类进入太空的能力，不能满足人类未来探索、开发、利用太空资源的需求。自上世纪60 年代以来，人类开始探索发展快速、低成本、高可靠的可重复使用运载器，截至目前也已先后研制了航天飞机、X-37B、“猎鹰”-9 火箭等部分可重复使用运载器，并开始研制未来新一代完全可重复使用运载器， 从而在世界范围内掀起了新一轮的发展热潮。

2. 可重复使用航天运载器发展概况 可重复使用航天运载器(RLV)的概念早在20 世纪中叶就提出来了，但由于推进、材料、制造、回收等技术的限制，到目前为止还没有研制出完全可重复使用的航天运载器。航天飞机是第一代可重复使用运载器，虽然大体可以实现无损以及定点回收，但每次回收后的维修以及测试都需要耗费庞大的人力以及物力，并没有实现能够降低运载费用的初衷。

目前，各国正在开展第二代可重复使用航天运载器的研究，代表性的航天运载器有美国波音公司承制的X-37B 试验机以及Space-X 公司的“猎鹰”-9 号火箭[1]。X-33 等研究计划的下马，说明单级入轨可重复使用航天运载器关键技术所面临的风险依然很大。

如今，各国在总结可重复使用运载器研究的基础上，都倾向于采用分步走发展策略，以美国为例， 先发展以火箭发动机为动力的可重复使用运载器，然后再发展以吸气式火箭组合循环发动机为动力的第三代可重复使用运载器。

未来，商业飞机和商业运载器将没有区别：空天飞机能够从地球上任何一个地区起飞，通过各种方式进入轨道，到达飞行目的地，NASA 设想的第四代可重复使用运载器可实现平常的太空旅行，并且费用降低1000 倍，安全性提高20,000 倍[1]，本文列举了各代典型的可重复使用运载器，如表1 所示。

2.1. 可重复使用航天运载器发展现状 可重复使用航天运载器可以按系统的级数、起降方式、所采用动力形式等多种方式分类，而不管采用何种分类方式，可重复特性是各国未来发展航天运载器的目标。目前为止还没有研制出完全可重复使用的航天运载器，但部分可重复使用航天运载器已获得较大成功。