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“中国造”瞄准2020“首飞”解码可重复使用运载器

时间:2017-11-2 12:46:14  作者:  来源:  查看:0  评论:0
内容摘要:中国航天科技集团公司一院研发中心总体室主任陈洪波说,可重复使用运载器是指利用自身动力携带人员或有效载荷进入预定轨道,可从轨道返回地面,并可多次重复使用的航天运输工具。  陈洪波举例说,载人舱不是可重复使用运载器,因为“它不是利用自身主动力进入空间”。可重复使用运载器融合了航天技术...

中国航天科技集团公司一院研发中心总体室主任陈洪波说,可重复使用运载器是指利用自身动力携带人员或有效载荷进入预定轨道,可从轨道返回地面,并可多次重复使用的航天运输工具。

  陈洪波举例说,载人舱不是可重复使用运载器,因为“它不是利用自身主动力进入空间”。可重复使用运载器融合了航天技术与航空技术,兼具航天器与航空飞行器的特点。

  可重复使用运载器多种多样。比如,分为以航天飞机为代表的部分重复使用运载器和以英国正在研发的“云霄塔”空天飞机为代表的完全重复使用运载器;按照主动力形式可分为火箭动力和吸气式组合动力;按照起降方式可分为垂直起飞/垂直降落、垂直起飞/水平降落和水平起飞/水平降落。

  “可重复使用运载器的回收方式一般有三种,分别是降落伞垂直下降方案、动力反推垂直下降方案和滑翔飞行水平降落方案。”中国航天科技集团公司五院研究员、中国空间探测专业委员会首席科学传播专家庞之浩说。

  庞之浩认为,目前使用的回收方式各有千秋。一方面,由于尺寸、外形等原因,采用垂直下降方案回收火箭的难度远远大于航天飞机回收;另一方面,航天飞机虽然可以水平着陆至指定机场,但其维修成本高,风险较大。

  可重复使用运载器真的“值”?

  可重复使用运载器的一个优势是降低航天运输成本。业内估算,其单位有效载荷的运输成本可以降低至现有一次性运载火箭的十分之一。另一个优势是大幅缩短发射准备时间,有望像飞机一样实现航班化的天地往返运输。

  回顾可重复使用运载器的研发历史,美国曾研制6架航天飞机,其中5架进行了135架次载人发射。苏联曾发射1架“暴风雪号”航天飞机。当前,美国、俄罗斯、欧洲等多方依然在此领域角逐。已经亮相的除有SpaceX的猎鹰九号火箭,还有美国蓝色起源公司(Blue Origin)旗下的亚轨道运载火箭“新谢泼德”,美国空军操作的X—37B小型无人航天飞机等。

  “能够回收运载火箭并不代表一定可以重复使用运载火箭。可重复使用运载火箭也并不代表一定可以降低成本。”庞之浩强调。

  他解释,研究表明,火箭发动机重复使用10次较为划算,但重复使用次数过多以后,总成本降低得不明显,技术难度显著增加。他注意到,SpaceX总裁马斯克曾表示可重复使用火箭将使进入空间的成本降低两个数量级,但在猎鹰九号重复使用数次以后,SpaceX再未透露成本详情。

  “中国造”瞄准2020年“首飞”

  中国可重复使用运载器研制正处于攻关研制阶段,已开展可重复使用运载器总体技术和可重复使用火箭发动机、可重复使用热防护、轻质化结构、高可靠高精度导航制导与控制技术等攻关研究。

  “预计在2020年左右,我国自主研制的可重复使用运载器将完成‘首飞’,并将实现10天10次发射、单位有效载荷发射成本降低至现有一次性运载火箭的五分之一等目标。”陈洪波对中新社记者说。

  这款“中国造”运载器的优选方案是让火箭一级二级并联组合,形象来说是一级“背着”二级、二级机身设置有效载荷舱。完成各自任务以后,一二级分别水平降落至着陆场。

  值得注意的是,美国国防高级研究计划局主导的XS—1(试验性太空飞机)也计划在2020年完成飞行试验。

  不少专家认为可重复使用航天器的终极目标是像飞机一样水平起降、可单级入轨的空天飞机,庞之浩将其比喻为航空飞机与航天飞机的“混血儿”。他以英国正在研制的“云霄塔”为例,该空天飞机号称每架可以完成约200次飞行任务,并可在降落后两日内再度起飞。

  陈洪波透露,中国正在规划开展火箭动力与组合动力完全重复使用运载器的攻关研制。如果顺利,将在2030年前全部完成可重复使用运载器的研发及飞行试验,成为全球首个实现完全重复使用运载器研制的国家。他说,该运载器将主要面向距地300至500千米高度的轨道,承担未来中国空间站的人员、物资运输任务,满足军民两用的有效载荷发射需求。(完)


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