運(yùn)載器
運(yùn)載器是運(yùn)載工具是指軌道飛行器的主發(fā)動(dòng)機(jī)、固體火箭助推器和外部?jī)?chǔ)罐構(gòu)成了用于發(fā)射CEV和載人或無(wú)人航天器的重型運(yùn)載工具。將有效載荷從地面運(yùn)輸?shù)教罩械念A(yù)定位置(軌道)從空間的一個(gè)位置運(yùn)輸?shù)降孛婊蚩臻g的另一個(gè)位置的運(yùn)載工具的總稱,包括一次性運(yùn)載火箭、部分可重復(fù)使用運(yùn)載火箭和完全可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。
簡(jiǎn)介概況
航天技術(shù)在20世紀(jì)取得了巨大的進(jìn)步進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著航天市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和高技術(shù)的快速發(fā)展,航天領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。作為航天器的載體、遠(yuǎn)程軍事打擊武器的運(yùn)輸載體,其先進(jìn)性和技術(shù)水平支撐著一個(gè)國(guó)家進(jìn)入太空開(kāi)發(fā)利用太空資源、參與國(guó)際合作和競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)施遠(yuǎn)程軍事打擊的能力。為保障航天運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展,世界主要航天大國(guó)積極投入大量人力物力,持續(xù)進(jìn)行多種新型先進(jìn)運(yùn)載火箭的規(guī)劃和研制,穩(wěn)步推進(jìn)新一代運(yùn)載火箭能力體系建設(shè),努力保持在航天軍用運(yùn)載火箭領(lǐng)域和商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。據(jù)相關(guān)報(bào)道,中國(guó)也在進(jìn)行或計(jì)劃進(jìn)行相關(guān)先進(jìn)運(yùn)載工具的研制,包括可重復(fù)使用的運(yùn)載工具、空中發(fā)射輔助運(yùn)載火箭、垂直起降運(yùn)載器、亞軌道運(yùn)載工具等,都是低成本、高可靠性、快速響應(yīng)是基本特征。
根據(jù)可重用性,車輛可以分為兩類:一次性載體(ELV)和可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭(RLV)重復(fù)使用運(yùn)載器(RLV)指可重復(fù)使用、它可以快速穿越大氣層,自由地往返于地球和地球之間美國(guó)的表面和空間,運(yùn)輸有效載荷;還可以長(zhǎng)時(shí)間在軌停留和在軌機(jī)動(dòng),完成各種任務(wù)、具有軍民兩用特點(diǎn)的多用途航天器。通常要求可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭能夠像火箭一樣將有效載荷快速送入太空軌道,同時(shí)在完成任務(wù)后能夠像飛機(jī)一樣安全準(zhǔn)確地返回地面基地,所以是太空飛行、航空技術(shù)高度集成的結(jié)晶。
發(fā)展歷程
1957年10月,蘇聯(lián)用衛(wèi)星運(yùn)載火箭發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,開(kāi)啟了人類太空飛行的新紀(jì)元。到目前為止,世界各國(guó)已經(jīng)研制了數(shù)百種運(yùn)載火箭,將5000多艘航天器送入軌道,創(chuàng)造了航天史上的許多奇跡。然而,除了航天飛機(jī),大多數(shù)航天器都是一次性交通工具。20世紀(jì)中期,馮·布勞恩和錢(qián)學(xué)森提出了天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)用的概念。重復(fù)使用運(yùn)載火箭,通過(guò)提高運(yùn)載火箭本身的可靠性,采用重復(fù)使用費(fèi)用分?jǐn)偟脑瓌t,可以大大降低發(fā)射成本;通過(guò)采用新的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)的發(fā)射模式,可以縮短發(fā)射周期、提高發(fā)射的機(jī)動(dòng)性和靈活性可以保證更多的便利性、廉價(jià)進(jìn)入太空,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模太空開(kāi)發(fā)利用;而且可以組成新的空間攻防武器平臺(tái),進(jìn)行空間支援、空間作戰(zhàn)、偵察、監(jiān)視、預(yù)警、對(duì)地攻擊等軍事任務(wù),將成為未來(lái)世界戰(zhàn)爭(zhēng)的主戰(zhàn)武器。與ELV相比,RLV面臨高超音速再入空氣動(dòng)力學(xué)/氣動(dòng)熱、防熱系統(tǒng)、可重復(fù)使用的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、再入返回控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題,但幾十年來(lái),世界 美國(guó)航天大國(guó)一直在進(jìn)行相關(guān)研究,并取得了輝煌的成就。
1981年4月2日,美國(guó)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)首飛成功,實(shí)現(xiàn)了天地之間運(yùn)輸系統(tǒng)的部分重復(fù)使用,是可重復(fù)使用運(yùn)載火箭發(fā)展史上的重要里程碑。受美國(guó)航天飛機(jī)成功的鼓舞并基于政治、經(jīng)濟(jì)、為了適應(yīng)軍事發(fā)展的需要,世界各國(guó)在20世紀(jì)80年代掀起了第一次RLV研究熱潮。繼航天飛機(jī)之后,美國(guó)提出了航天飛機(jī)計(jì)劃(NASP)法國(guó)代表歐空局提出了赫爾墨斯小型航天飛機(jī);英國(guó)提出了水平起降的霍托爾;前西德提出了二級(jí)桑格;日本提出了由H-2推動(dòng)希望。由于種種原因,到20世紀(jì)90年代初,這些計(jì)劃大多處于停滯或下馬狀態(tài),導(dǎo)致RLV發(fā)展陷入低谷。
2001年,美國(guó)宇航局啟動(dòng)了太空發(fā)射計(jì)劃(也被稱為第二代可重復(fù)使用運(yùn)載火箭計(jì)劃),明確提出要增強(qiáng)飛行的安全性和可靠性、逐步降低發(fā)射成本是未來(lái)運(yùn)載火箭的發(fā)展目標(biāo)。 2004年1月,美國(guó)總統(tǒng)布什提出“太空探索新構(gòu)想”之后是怎樣的發(fā)展“載人探索飛船”CEV,又譯為“乘員探索飛行器”而它的載體,已經(jīng)成為世界航天界關(guān)注的焦點(diǎn)。
CEV計(jì)劃正由波音公司和Novo公司開(kāi)發(fā)·由兩家公司和洛杉磯組成的團(tuán)隊(duì)·馬公司團(tuán)隊(duì)投標(biāo)論證有兩個(gè)方案:一種是“阿波羅”B型的無(wú)翼航天器,另一種類似于80年代歐洲研制并廢棄的有翼天使型。行業(yè)內(nèi)外的人普遍傾向于無(wú)翼“阿波羅”型飛船。關(guān)于運(yùn)載火箭,一般認(rèn)為會(huì)用波音和羅·Delta是由馬來(lái)西亞的兩家公司開(kāi)發(fā)的-4和宇宙神-5改進(jìn)和升級(jí)運(yùn)載火箭,擴(kuò)大運(yùn)載能力。這兩種運(yùn)載火箭由美國(guó)國(guó)防部投資研制,用于發(fā)射軍用衛(wèi)星“改進(jìn)的一次性運(yùn)載火箭”EELV)現(xiàn)在兩家公司都研發(fā)成功發(fā)射,兩家公司準(zhǔn)備將運(yùn)載能力提高到25t。1]
