運載器

運載器是指軌道器主發動機、固體火箭助推器和外貯箱等構成發射CEV及以後的載人或無人太空飛行器的重型運載器。把有效載荷從地面運送到太空預定位置（軌道）、從太空某位置運回地面或運送到太空另一位置的運載工具的統稱，包括一次性使用運載火箭、部分重複使用運載器和完全重複使用運載器。

基本介紹

• 中文名：運載器
• 外文名：launch vehicle

簡介

航空航天技術在二十世紀取得了飛躍的發展，進入二十一世紀後，隨著空天市場的進一步擴大與高新技術的快速發展，航空航天領域的技術革新競爭更為激烈。運載器作為太空飛行器、遠程軍事打擊武器的運輸載體，其先進性和技術水平支撐了一個國家進入空間開發與利用太空資源、參與國際合作與國際競爭、實施遠程軍事打擊的能力。世界主要航天大國為了確保其航天運輸的可持續發展，均積極投入大量人力物力繼續著手多種新型先進運載器的規劃與研製上，穩步推進新一代運載器能力體系的構建，力爭在航天軍事運載器領域和商業發射市場中保持領先地位。據相關報導，我國也正開展或計畫相關先進運載器的研製工作，這些先進運載器包括可重複使用運載器、空射輔助入軌運載器、垂直起降運載器、亞軌道運載器等，均以低成本、高可靠性、快速回響為基本特徵。

根據重複使用性，可將運載器分為兩大類：一次性使用運載器（ELV）和重複使用運載器（RLV）。重複使用運載器(RLV)是指可以重複使用的、能夠迅速穿越大氣層，自由地往返於地球表面與太空之間，運送有效載荷；也可以較長時間在軌停留和在軌機動，完成各種任務、具有軍民兩用特點的多用途太空飛行器。通常要求重複使用運載器像火箭一樣將有效載荷迅速送入空間軌道，同時在完成任務後又能夠像飛機一樣安全準確地返回地面基地，因此它是航天、航空技術高度融合的結晶。

發展概況

1957 年 10 月，蘇聯使用衛星號運載火箭發射了第1顆人造地球衛星，揭開了人類航天的新紀元。迄今為止，世界各國研製了上百種運載火箭，將5000 多個太空飛行器發射入軌，創造了眾多航天史上的奇蹟。然而除太空梭外，航天運載器大多是一次性使用運載器。20 世紀中期，馮·布勞恩和錢學森提出了重複使用天地往返運輸系統的概念。重複使用運載器通過提高運載器本身的可靠性，採用多次重複使用，費用均攤的原則，可大大降低發射費用；通過採用新的設計理念和先進的發射方式，能縮短發射周期、提高發射的機動靈活性，能夠確保更加便捷、低廉地進入空間，實現大規模空間開發和空間利用；而且還能夠形成新型空間攻防武器平台，執行空間支援、空間作戰、偵察、監視、預警、對地攻擊等軍事任務，成為未來天戰的主戰兵器。與 ELV 相比，RLV 面臨著高超音速再入飛行氣動力/氣動熱、防熱系統、可重複使用先進發動機、再入返回控制等一系列關鍵技術難題，但幾十年來世界航天大國一直在不停地開展相關研究，並取得了輝煌的成就。

1981年4月2日，美國哥倫比亞號太空梭首飛成功，實現了天地往返運輸系統的部分重複使用，是重複使用運載器發展史上的一個重要的里程碑。受到美國太空梭成功的鼓舞和根據政治、經濟、軍事發展的需要, 20世紀80年代世界各國掀起了第1次RLV的研究熱潮。繼太空梭之後，美國提出了空天飛機計畫(NASP)；法國代表歐空局提出了Hermes小型太空梭；英國提出了水平起降的HOTOL;前西德提出了水平二級的Sanger；日本提出了由H-2頂推的HOPE。這些計畫由於種種原因，到90年代初，大多數都處於停頓或下馬，出現了RLV發展的1次低谷。

NASA 在 2001 年發起了空間運載倡議書（也稱第二代可重複使用運載器計畫），明確提出了增強飛行安全與可靠性、逐步降低發射成本是未來運載器的發展目標。2004年1月美國總統布希提出“太空探索新構想”，此後，研製什麼樣的“載人探索飛船”（CEV，又譯為“乘員探索飛行器”）及其運載器，已成為世界航天工業界內外關注的焦點。

CEV方案正在由波音和諾·格兩家公司組成的團隊與洛·馬公司團隊競標論證，其方案有兩種：一種是“阿波羅”型的無翼飛船，另一種是類似於20世紀80年代歐洲曾研製後放棄的有翼使神號型。業內外人士普遍傾向於無翼的“阿波羅”型飛船。
關於運載器，一般認為將用波音和洛·馬兩家公司分別研製的德爾他－4和宇宙神－5運載火箭改進升級，擴大運載能力。這兩種運載火箭是美國國防部為發射軍用衛星而投資開發的“改進型一次性運載火箭”（EELV），如今都已研製發射成功，這兩家公司正準備將運載能力提高到25t。