重複使用航天運載器長啥樣?_風聞
GEZ行星开发基金会-资助并推动宇航科技创新与太空经济活动2021-07-17 22:47
這次發射的飛行器屬於火箭動力垂直起飛、水平降落(VTHL)的重複使用航天運載器,中美俄歐都有類似的計劃。需要注意的是,這次的試驗飛行器不屬於航天科工的騰雲工程,騰雲工程將應用組合動力,而火箭動力比組合動力的技術難度、技術風險小得多。下面貼幾張圖,幫助大家理解。
垂直起飛、水平降落的一個典型例子是DARPA的XS-1項目,這種運載系統能夠部分降低航天發射成本,大幅提升年發射次數,但是由於火箭發動機比衝的侷限性,單次運載的載荷不會太多。與垂直回收火箭相比,XS-1這種運載系統由於實現完全重複使用,沒有拋棄的部分(垂直回收火箭一般只能回收第一級),單位質量載荷的發射成本較低,但是總的運載能力較差。

諾斯羅普-格魯曼與DARPA合作提出的XS-1概念,設計目標為10天發射10次

波音XS-1運載系統,垂直起飛水平降落

波音與DARPA合作的XS-1概念,2020年波音退出,項目結束
在幾十年前,NASA進行了一些嘗試,提出了X-33和X-34概念。X-33是單級入軌的火箭飛機,屬於冷戰黑科技,但是技術難度太大,難以實現。X-34用於兩級入軌,造出了模型。由於冷戰結束,美國的航天投資大幅縮水,砍掉了包括火箭動力重複使用運載器、高超聲速飛行器、組合動力飛行器在內的多個黑科技項目。

洛克希德馬丁X-33概念,單級入軌,2001年項目終結(太難)

X-34驗證機

X-34技術驗證機,兩級入軌,沒有下文(沒錢)
從各種新聞可見,中國正在嘗試推進重複使用運載器的多條技術路線,以實現大幅降低航天發射成本。公開報道的有:火箭動力VTVL,火箭動力VTHL,火箭動力HTHL,組合動力HTHL,電磁彈射+火箭動力和電磁彈射+組合動力等等。騰雲工程真正實現還需要10年左右。如果一切順利,到2035年,每年航天發射500次不是夢。

中國的重複使用運載器子級想象圖

騰雲工程飛行器概念(公開圖片)