飞行试验采用的运载器，经健康检测维护后，在酒泉卫星发射中心再次点火垂直起飞，按照设定程序完成亚轨道飞行，平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，成功实现我国亚轨道运载器的次重复使用飞行。本次飞行试验的圆满成功，有力推动了我国航天运输技术由一次性使用向重复使用的跨越式发展。

 

 

 

 

 

 

 

重复使用航天运输系统有多种不同的分类方式：根据系统的级数，可分为多级入轨重复使用运载器和单级入轨重复使用运载器；根据起降方式，可分为垂直起飞水平着陆重复使用运载器、垂直起降重复使用运载器和水平起降重复使用运载器；根据所采用的动力形式，可分为火箭动力重复使用运载器和组合动力重复使用运载器等。

 

 

 

其中，火箭发动机技术已经相对成熟，是当前工程应用的选推进方式。组合动力则是未来重要的发展方向，正在围绕组合循环发动机技术开展关键技术攻关和试验验证。火箭动力两级入轨重复使用航天运输系统的一级，是目前国内外重复使用技术关注的焦点。

 

 

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对于火箭动力两级入轨重复使用航天运输系统的一级，国内外主要按一次性火箭构型和升力式构型两种技术途径开展研究工作。其中，升力式构型的火箭动力重复使用运载器又可分为亚轨道级和轨道级。

 

 

亚轨道一般是指距地面20～100km的空域，处于现有飞机的高飞行高度和卫星的低轨道高度之间，也称为空天过渡区。大致包括大气平流层区域、大气中间层区域和部分电离层区域。在亚轨道飞行仍然会受到地球引力的影响，但在一定时间内（失去空气阻力时）可以体验到失重的感觉。专家介绍，亚轨道飞行与轨道飞行的大区别在于亚轨道飞行不能环绕地球一周。从速度上来说，达不到环绕地球所必须的宇宙速度，所以飞行器在到达高点（远地点）之后高度就会一直下降，并且在绕回发射点之前就会落地。

 

 

我国亚轨道重复使用运载器飞行演示验证项目于2021年7月16日在酒泉卫星发射中心准时点火起飞，平稳水平着陆在阿拉善右旗机场，飞取得圆满成功。通过优先发展亚轨道重复使用运载器，可先期构建重复使用进出空间基础平台。

 

 

亚轨道重复使用运载器兼具航空器和航天器技术特点，以液氧烃类火箭发动机作为主动力，采用升力式构型，垂直起飞、水平着陆，能够通过自动进场着陆方式实现准确着陆和完全重复使用。与航天飞机轨道器或其他轨道级飞行器相比，亚轨道重复使用运载器再入返回速度大幅降低，再入返回时的热环境大幅改善，主发动机工作时间可大幅缩短，更有可能实现低成本目标，但也存在诸多技术难点。

 

 

（1）天地往返气动力热技术：运载器在大空域、宽速域飞行，航迹复杂，机身布局通常采用翼身融合体或翼身组合体，控制舵面布局需要考虑多种方式。对于此类运载器，提高飞行器升阻比的要求往往与降低热流密度的要求相互矛盾。同时，运载器还需要兼顾高速再入返回与低速进场着陆、稳定性/操纵性等难题，并且对于防热、控制等都提出了较高的要求。

 

 

（2）天地往返飞行控制技术：由于运载器采用升力式构型，其俯仰通道、滚转通道、偏航通道三者存在强耦合关系，飞行全程面临复杂力学环境、不确定性控制等多约束条件。在上升段，风干扰明显、起飞漂移量大。在返回段，运载器偏航和滚转耦合严重。因此，如何实现全程稳定控制是运载器面临的一大技术挑战。

 

 

（3）轻质高强结构技术：为进一步提高运载能力，降低结构系数是重复使用、提高效率需要解决的难题之一。因此，需要开展轻质高强度结构技术研究，以显著降低运载器结构系数。可以从优化贮箱结构和优化主承力结构两个方面实现，可采用复合材料。

 

 

（4）重复使用评估技术：为实现低成本、高可靠重复使用航天运输，研究机构需要构建适用于重复使用运载器的设计准则与标准、评价体系，具备在两次飞行期间准确判断运载器是否具备再次可靠完成飞行任务的能力。对于热防护材料以及轻质结构的重复使用，需要通过无损检测等手段对不同部位、不同结构的材料进行有效检测，评价下一次飞行的结构材料可靠性水平。对于发动机的重复使用，重点需要明确快速检测评估与维修维护方法。

 

 

发展重复使用天地往返航天运输技术是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志，亚轨道重复使用运载器可作为升力式火箭动力重复使用航天运输系统的子级，是航天航空技术的高度融合体。

 

 

发展以亚轨道重复使用运载器为代表的重复使用技术，可大幅降低进入空间的成本，并从根本上解决航区安全问题，发展绿色航天。运载火箭的航落区安全已成为国际社会普遍关注的问题，轨道重复使用运载器通过实现返回原发射场、水平着陆回收，能够有效消除航天发射中存在的安全隐患。

 

 

此外，实现航天运输由一次性向重复使用的重大跨越，将有力带动先进空天动力、耐高温轻质材料、先进制造与检测等基础学科进入先进水平，推动航天技术自主可控，实现我国航天运输技术由跟跑到领跑的转变，带动我国科技创新能力的整体提升。

 

 

未来，亚轨道重复使用运载器还可应用于亚轨道高速旅客运输、快速货物运输、太空观光旅游等，还能以此为基础建设舒适的航天港，实现太空度假，以及在失重、真空、无菌环境下进行产品加工、生物制药等，极大地改变人类的生产生活方式。