可重复使用运载器

可重复使用运载器，指能利用自身动力携带人员或有效载荷进入预定轨道，并可从轨道返回地面，可以多次重复使用的航天运输工具。

1、简介

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，*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。

2、提出概念

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。

3、优势

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。

4、分类

根据不同标准，重复使用运载器有多种分类。

按照重复使用的比率，可分为部分重复使用和完全重复使用(例如航天飞机、猎鹰九号火箭等属于部分重复使用，英国正在研制的“云霄塔”空天飞行器属于完全重复使用)；

按主动力形式分为火箭动力和吸气式组合动力；

按级数分为单级入轨和多级入轨(一般以两级入轨为主)；按起降方式分为垂直起飞/垂直降落、垂直起飞/水平降落以及水平起降。

5、首飞

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。

6、发展

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。

7、我国发展情况

研制

2017年11月，中国航天科技集团公司一院正联合国内优势机构共同合作研制可重复使用运载器，并计划于2020年左右首飞。其最终目标不仅能将单位有效载荷的运输成本降低至现有一次性运载火箭的十分之一，还能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。

特点

我国正在研制的重复使用运载器兼具航天器和航空飞行器的特点。与传统一次性火箭相比，我国正基于目前的火箭发动机，通过技术改进让其实现重复使用。2020年左右完成首飞后，还将连续进行数次飞行，验证其快速再次发射和重复使用能力。美国国防高级研究计划局主导的XS-1(试验性太空飞机，采用垂直发射、水平着陆模式)也计划在2020年完成飞行试验，可以说，中美两国的可重复使用运载器研发是“比肩的”。

目标

SpaceX曾宣称，凭借猎鹰九号一级回收，未来可将航天发射成本降低80%。我国重复使用运载器的目标与其近似。陈洪波说，该运载器的设计重复使用次数在20次以上，初期目标是将单位有效载荷运输成本降至目前的五分之一，未来则有望降至十分之一。

除了降低发射成本，该运载器的发射周期也将大大缩短。传统火箭的发射准备时间往往长达数月，即使是国内以快著称的小型火箭“快舟”系列，准备时间也需一周左右。而陈洪波透露，该运载器将引入航空领域的快速检测理念和技术，力求具备一天一次飞行的能力。