飛行試驗采用的運載器，經健康檢測維護后，在酒泉衛星發射中心再次點火垂直起飛，按照設定程序完成亞軌道飛行，平穩水平著陸于阿拉善右旗機場，成功實現我國亞軌道運載器的次重復使用飛行。本次飛行試驗的圓滿成功，有力推動了我國航天運輸技術由一次性使用向重復使用的跨越式發展。

 

 

 

 

 

 

 

重復使用航天運輸系統有多種不同的分類方式：根據系統的級數，可分為多級入軌重復使用運載器和單級入軌重復使用運載器；根據起降方式，可分為垂直起飛水平著陸重復使用運載器、垂直起降重復使用運載器和水平起降重復使用運載器；根據所采用的動力形式，可分為火箭動力重復使用運載器和組合動力重復使用運載器等。

 

 

 

其中，火箭發動機技術已經相對成熟，是當前工程應用的選推進方式。組合動力則是未來重要的發展方向，正在圍繞組合循環發動機技術開展關鍵技術攻關和試驗驗證?；鸺齽恿杉壢胲壷貜褪褂煤教爝\輸系統的一級，是目前國內外重復使用技術關注的焦點。

 

 

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對于火箭動力兩級入軌重復使用航天運輸系統的一級，國內外主要按一次性火箭構型和升力式構型兩種技術途徑開展研究工作。其中，升力式構型的火箭動力重復使用運載器又可分為亞軌道級和軌道級。

 

 

亞軌道一般是指距地面20～100km的空域，處于現有飛機的高飛行高度和衛星的低軌道高度之間，也稱為空天過渡區。大致包括大氣平流層區域、大氣中間層區域和部分電離層區域。在亞軌道飛行仍然會受到地球引力的影響，但在一定時間內（失去空氣阻力時）可以體驗到失重的感覺。專家介紹，亞軌道飛行與軌道飛行的大區別在于亞軌道飛行不能環繞地球一周。從速度上來說，達不到環繞地球所必須的宇宙速度，所以飛行器在到達高點（遠地點）之后高度就會一直下降，并且在繞回發射點之前就會落地。

 

 

我國亞軌道重復使用運載器飛行演示驗證項目于2021年7月16日在酒泉衛星發射中心準時點火起飛，平穩水平著陸在阿拉善右旗機場，飛取得圓滿成功。通過優先發展亞軌道重復使用運載器，可先期構建重復使用進出空間基礎平臺。

 

 

亞軌道重復使用運載器兼具航空器和航天器技術特點，以液氧烴類火箭發動機作為主動力，采用升力式構型，垂直起飛、水平著陸，能夠通過自動進場著陸方式實現準確著陸和完全重復使用。與航天飛機軌道器或其他軌道級飛行器相比，亞軌道重復使用運載器再入返回速度大幅降低，再入返回時的熱環境大幅改善，主發動機工作時間可大幅縮短，更有可能實現低成本目標，但也存在諸多技術難點。

 

 

（1）天地往返氣動力熱技術：運載器在大空域、寬速域飛行，航跡復雜，機身布局通常采用翼身融合體或翼身組合體，控制舵面布局需要考慮多種方式。對于此類運載器，提高飛行器升阻比的要求往往與降低熱流密度的要求相互矛盾。同時，運載器還需要兼顧高速再入返回與低速進場著陸、穩定性/操縱性等難題，并且對于防熱、控制等都提出了較高的要求。

 

 

（2）天地往返飛行控制技術：由于運載器采用升力式構型，其俯仰通道、滾轉通道、偏航通道三者存在強耦合關系，飛行全程面臨復雜力學環境、不確定性控制等多約束條件。在上升段，風干擾明顯、起飛漂移量大。在返回段，運載器偏航和滾轉耦合嚴重。因此，如何實現全程穩定控制是運載器面臨的一大技術挑戰。

 

 

（3）輕質高強結構技術：為進一步提高運載能力，降低結構系數是重復使用、提高效率需要解決的難題之一。因此，需要開展輕質高強度結構技術研究，以顯著降低運載器結構系數?？梢詮膬灮A箱結構和優化主承力結構兩個方面實現，可采用復合材料。

 

 

（4）重復使用評估技術：為實現低成本、高可靠重復使用航天運輸，研究機構需要構建適用于重復使用運載器的設計準則與標準、評價體系，具備在兩次飛行期間準確判斷運載器是否具備再次可靠完成飛行任務的能力。對于熱防護材料以及輕質結構的重復使用，需要通過無損檢測等手段對不同部位、不同結構的材料進行有效檢測，評價下一次飛行的結構材料可靠性水平。對于發動機的重復使用，重點需要明確快速檢測評估與維修維護方法。

 

 

發展重復使用天地往返航天運輸技術是我國由航天大國邁向航天強國的重要標志，亞軌道重復使用運載器可作為升力式火箭動力重復使用航天運輸系統的子級，是航天航空技術的高度融合體。

 

 

發展以亞軌道重復使用運載器為代表的重復使用技術，可大幅降低進入空間的成本，并從根本上解決航區安全問題，發展綠色航天。運載火箭的航落區安全已成為國際社會普遍關注的問題，軌道重復使用運載器通過實現返回原發射場、水平著陸回收，能夠有效消除航天發射中存在的安全隱患。

 

 

此外，實現航天運輸由一次性向重復使用的重大跨越，將有力帶動先進空天動力、耐高溫輕質材料、先進制造與檢測等基礎學科進入先進水平，推動航天技術自主可控，實現我國航天運輸技術由跟跑到領跑的轉變，帶動我國科技創新能力的整體提升。

 

 

未來，亞軌道重復使用運載器還可應用于亞軌道高速旅客運輸、快速貨物運輸、太空觀光旅游等，還能以此為基礎建設舒適的航天港，實現太空度假，以及在失重、真空、無菌環境下進行產品加工、生物制藥等，極大地改變人類的生產生活方式。