运载器

航天器

运载器是指轨道器主发动机、固体火箭助推器和外贮箱等构成发射CEV及以后的载人或无人航天器的重型运载器。把有效载荷从地面运送到太空预定位置（轨道）、从太空某位置运回地面或运送到太空另一位置的运载工具的统称，包括一次性使用运载火箭、部分重复使用运载器和完全重复使用运载器。

简介

航空航天技术在二十世纪取得了飞跃的发展，进入二十一世纪后，随着空天市场的进一步扩大与高新技术的快速发展，航空航天领域的技术革新竞争更为激烈。运载器作为航天器、远程军事打击武器的运输载体，其先进性和技术水平支撑了一个国家进入空间开发与利用太空资源、参与国际合作与国际竞争、实施远程军事打击的能力。世界主要航天大国为了确保其航天运输的可持续发展，均积极投入大量人力物力继续着手多种新型先进运载器的规划与研制上，稳步推进新一代运载器能力体系的构建，力争在航天军事运载器领域和商业发射市场中保持领先地位。据相关报道，我国也正开展或计划相关先进运载器的研制工作，这些先进运载器包括可重复使用运载器、空射辅助入轨运载器、垂直起降运载器、亚轨道运载器等，均以低成本、高可靠性、快速响应为基本特征。

根据重复使用性，可将运载器分为两大类：一次性使用运载器（ELV）和重复使用运载器（RLV）。重复使用运载器(RLV)是指可以重复使用的、能够迅速穿越大气层，自由地往返于地球表面与太空之间，运送有效载荷；也可以较长时间在轨停留和在轨机动，完成各种任务、具有军民两用特点的多用途航天器。通常要求重复使用运载器像火箭一样将有效载荷迅速送入空间轨道，同时在完成任务后又能够像飞机一样安全准确地返回地面基地，因此它是航天、航空技术高度融合的结晶。

发展概况

1957 年 10 月，苏联使用卫星号运载火箭发射了第1颗人造地球卫星，揭开了人类航天的新纪元。迄今为止，世界各国研制了上百种运载火箭，将5000 多个航天器发射入轨，创造了众多航天史上的奇迹。然而除航天飞机外，航天运载器大多是一次性使用运载器。20 世纪中期，冯·布劳恩和钱学森提出了重复使用天地往返运输系统的概念。重复使用运载器通过提高运载器本身的可靠性，采用多次重复使用，费用均摊的原则，可大大降低发射费用；通过采用新的设计理念和先进的发射方式，能缩短发射周期、提高发射的机动灵活性，能够确保更加便捷、低廉地进入空间，实现大规模空间开发和空间利用；而且还能够形成新型空间攻防武器平台，执行空间支援、空间作战、侦察、监视、预警、对地攻击等军事任务，成为未来天战的主战兵器。与 ELV 相比，RLV 面临着高超音速再入飞行气动力/气动热、防热系统、可重复使用先进发动机、再入返回控制等一系列关键技术难题，但几十年来世界航天大国一直在不停地开展相关研究，并取得了辉煌的成就。

1981年4月2日，美国哥伦比亚号航天飞机首飞成功，实现了天地往返运输系统的部分重复使用，是重复使用运载器发展史上的一个重要的里程碑。受到美国航天飞机成功的鼓舞和根据政治、经济、军事发展的需要, 20世纪80年代世界各国掀起了第1次RLV的研究热潮。继航天飞机之后，美国提出了空天飞机计划(NASP)；法国代表欧空局提出了Hermes小型航天飞机；英国提出了水平起降的HOTOL;前西德提出了水平二级的Sanger；日本提出了由H-2顶推的HOPE。这些计划由于种种原因，到90年代初，大多数都处于停顿或下马，出现了RLV发展的1次低谷。

NASA 在 2001 年发起了空间运载倡议书（也称第二代可重复使用运载器计划），明确提出了增强飞行安全与可靠性、逐步降低发射成本是未来运载器的发展目标。2004年1月美国总统布什提出“太空探索新构想”，此后，研制什么样的“载人探索飞船”（CEV，又译为“乘员探索飞行器”）及其运载器，已成为世界航天工业界内外关注的焦点。

CEV方案正在由波音和诺·格两家公司组成的团队与洛·马公司团队竞标论证，其方案有两种：一种是“阿波罗”型的无翼飞船，另一种是类似于20世纪80年代欧洲曾研制后放弃的有翼使神号型。业内外人士普遍倾向于无翼的“阿波罗”型飞船。

关于运载器，一般认为将用波音和洛·马两家公司分别研制的德尔他－4和宇宙神－5运载火箭改进升级，扩大运载能力。这两种运载火箭是美国国防部为发射军用卫星而投资开发的“改进型一次性运载火箭”（EELV），如今都已研制发射成功，这两家公司正准备将运载能力提高到25t。

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