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发信人: dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽), 信区: Aero
标  题: [合集]面向21世纪的中国航天运载技术
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年11月15日09:10:03 星期六), 站内信件


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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 13:09:56 2003 说道:

中国航天科技集团公司副总经理 张庆伟  
 
　　一、中国航天运载技术的现状

　　 经过40多年的不懈努力，中国的航天运载技术得到了长足的发展，长征系列火箭已具
有发射近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道有效载荷的运载能力，入
轨精度达到国际先进水平。该系列火箭近地轨道运载能力覆盖0.3～9.5吨，地球同步转移
轨道运载能力达到5.1吨，太阳同步轨道运载能力达到6.1吨。

　　 值得指出的是，80年代后期研制的长征二号E捆绑式火箭是我国运载火箭技术发展的
一大飞跃，使我国运载火箭近地轨道运载能力达到9.5吨，为我国实现载人航天的目标打下
了坚实的基础。而90年代中期研制成功的长征三号乙捆绑火箭则使我国运载火箭地球同步
转移轨道的运载能力达到了5.1吨，火箭运载能力跃居世界第四位。我国是世界上第三个掌
握低温高能推进剂技术和第二个掌握发动机高空二次点火技术的国家。长征三号甲和长征
三号乙火箭成为世界上高轨道运载能力较大的著名火箭。

　　 我国航天运载技术的巨大进步，有力地推动了我国卫星技术及卫星应用技术的发展，
带动了我国载人航天的起步，还为新一代大型运载火箭的研制打下了良好的基础，同时对
扩大我国航天领域对外合作，增强中国的科技实力、国防实力和民族凝聚力发挥了不可低
估的重要作用。

　　二、世界航天运载技术的现状和发展趋势

　　 国外新型运载火箭的发展，已完全突破了第一代运载火箭在导弹武器基础上发展所带
来的限制，从设计开始就考虑民用与商用目标，并且以可靠性、安全性、经济性等作为主
要的设计原则。新研制的大型运载火箭不是在原有的型号上作改进，而是采用新技术，形
成与过去型号完全不同的大型火箭，运载能力成倍地提高。美国、欧洲、日本和俄罗斯等
国的大型运载火箭的芯级均采用大氢氧发动机或液氧/煤油发动机。国际上主流运载火箭的
近地轨道运载能力已超过20吨，地球同步转移轨道运载能力为5～7吨，下一步这一目标将
瞄向10吨级。而且这些运载火箭都按多用途设计，可以适应不同轨道的发射任务。

　　 航天运载器实现重复使用是降低发射成本的有效途径之一，这是当前世界各航天大国
的共同认识。世界航天发达国家都制订和开展了各自的可重复使用运载器（RLV）发展计划
。但由于可重复使用运载器技术难度大，关键技术多，近期还无法取代目前的一次性运载
火箭，一次性运载火箭近期仍将充当航天发射的主力。在今后相当长的一段时间内，世界
航天运载器的发展将采取“两条腿走路”的方式，一次性使用的运载火箭和可重复使用的
运载器将同时发展，以满足不同的发射需要。这就是说，21世纪相当长的一段时间仍将是
一次性使用运载火箭与可重复使用运载器并存的时代。

　　 纵观世界航天运载技术的发展，充分反映了以下几个方面的趋势：

　　 （1）尽力降低成本，提高可靠性，提高发射成功率。随着航天活动的深入开展，各
国逐步认识到降低发射成本和提高可靠性的重要性。为此，国外主要采取的措施首先是简
化设计(包括减少火箭级数和发动机数量以及简化箭体结构与系统设计等)，其次是采用共
用组件或技术，实现通用化、组合化和系列化，此外积极采用先进的技术和电子设备。

　　 （2）向大直径、少级数和大运载能力发展，使用无毒推进剂。新型运载火箭通过采
用新技术(如大直径的芯级、大推力无毒推进剂发动机等)，运载能力可成倍地提高。

　　 （3）一次性使用运载火箭与可重复使用运载器同时发展，并在一定时期内并存。

　　 （4）积极为发展载人航天服务。

　　 （5）为适度开发深空探测技术提供空间运载工具。

　　 （6）研制适应小卫星发射需要的小型运载火箭。

　　三、21世纪中国航天运载技术发展展望

　　 21世纪将是中国航天进一步迈向辉煌的时代，无疑也将是中国航天运载技术取得一个
又一个重大突破的时代。当然，要迎来这种辉煌，必须要接受各种挑战。 

　　 （一）21世纪中国航天运载技术面临的挑战

　　 航天高科技是衡量一个国家综合实力的重要标志，而航天运载技术是航天高科技的重
要组成部分，因此世界上各航天大国都把发展先进的运载技术作为保持其领先地位的战略
部署之一，一些发展中国家也将发展航天运载技术作为提高其国力的重要手段。中国作为
世界上具有举足轻重的影响力的大国，航天运载技术经过40多年的发展，取得了巨大的进
步，但我国的长征运载火箭与国外先进的火箭技术相比还存在一定的差距，火箭运载能力
相对较小，可靠性需要提高，推进剂有待更新，一些新的关键技术尚需突破。无论是我国
空间应用、科学探测、载人航天还是国际商业发射与国际合作，都对运载技术提出了新的
要求。因此，发展新一代的运载火箭，以跟上国际运载技术的发展步伐，为我国的国民经
济建设和世界空间事业服务，已成为我们中国航天的当务之急。

　　 随着中国社会经济的发展，开发太空，有效利用太空资源已成为保障我国经济可持续
发展的重要途径之一。在21世纪适当时机建设空间站，现有的运载火箭还无法满足其要求
，需要研制高效运行、发射费用低廉的新型航天运输系统为载人空间站和太空生产基地提
供有力的支持，促进中国航天的产业化进程。这是21世纪中国运载火箭技术面临的重要挑
战之一。

　　 地球同步卫星仍然是21世纪卫星发展的主流，并且在向着大型化方向发展。据国外咨
询机构对世界卫星发射市场进行的预测，2010年前，每年将有30颗以上的卫星被送入地球
同步轨道，卫星的重量基本上都在4吨以上，一些卫星还将远远超过这个重量。若采用双星
发射方式，可以有效降低发射成本，提高运载火箭的竞争力。因此，在商业发射领域，大
推力运载火箭将体现出竞争优势。中低轨道卫星群通信以其低廉的价格和优质的通信质量
，成为近几年通信卫星发展的又一亮点，其卫星质量也有增大的趋势。由于卫星群布网时
间有较严格的要求，需要在较短时间内组织多次发射，大推力运载火箭也将成为竞标的主
流火箭，受到用户的青睐，成为卫星商业发射的又一主战场。因此，我国需要加紧研制新
一代大推力运载火箭，以适应21世纪世界卫星发射市场的需求。这是中国航天运载技术面
临的另一个挑战。 

　　 随着科技的发展，人类将不断加速寻找适合自己生存的新空间。月球是距离我们最近
的星球，也是到目前为止除地球之外人类所曾踏足过的唯一星球。月球具有资源丰富、引
力小的优点，很适合作为人类远征其它星球的基地。月球探测不仅能为人类建立月球基地
提供各种依据，而且有助于带动诸多领域科学技术的发展，如人工智能、机器人、遥科学
、自动化加工、光学通信、高速数据处理、超高强度及耐高温材料、空间发电站 、电功率
微波传输、无污染飞行器以及空间科学等。月球探测技术的二次开发应用也将大力促进工
业的发展，还能为人类提供新一代环保能源，必将对人类文明产生深远影响。火星是距离
地球最近的行星，其特性和地球较为接近，是太阳系中除地球外最有可能适合生命生存的
行星，值得进行深入的科学探测。因此，21世纪，开发和利用宇宙资源，无论是发射月球
探测器还是火星探测器，都对我国航天运载技术的发展提出了新挑战。 

　　 面对上述一系列的挑战，我国新型运载火箭应突破3.35米直径的限制，并在液氧/煤
油发动机和大推力氢氧发动机技术的基础上进行发展，适应新世纪运载火箭技术发展的需
求和国内外卫星发射市场的趋势，并且在技术上要与未来航天运载器的发展很好地衔接。
此外，发展低成本、高可靠性、可重复使用的航天运输系统是21世纪人类能够大规模和平
利用空间的前提，具有十分重要的战略意义，因而可重复使用航天运载器关键技术攻关也
应列入我们的议事日程。

　　 （二）21世纪中国航天运载技术的发展思路、目标与前景

　　 （1）思路与目标

　　 我们考虑，新一代航天运载火箭技术的发展应坚持一个系列、两种发动机和三个模块
，即以氢氧动力系统和液氧/煤油动力系统为动力，采用“通用化、系列化、组合化”的设
计思想，逐步形成5米直径模块、3.35米直径模块和2.25米直径模块的新一代运载火箭系列
，其中5米芯级以3.35米模块为助推器，3.35米芯级以2.25米模块为助推器，3.35米和2.2
5米模块还可独立使用。我们应以市场需求为牵引，以科技发展为推动力，提高可靠性，降
低发射成本，使我国航天运载技术走向产业化，保证我国航天运载技术的可持续发展，满
足国内外卫星发射市场和其它方面的需要，保持我国运载技术在世界航天领域的地位。

　　 无毒无污染运载火箭是当今世界运载火箭发展的主流，火箭推进剂选择的原则是无毒
、高性能和价格便宜。采用液氧、煤油和液氢是符合世界运载火箭发展方向的。目前，我
们迫切需要解决的问题是降低液氢的价格。 中国新一代运载火箭应充分采用模块化技术，
通过芯级、助推器、上面级和整流罩等标准模块的组合，形成具有不同直径模块的运载火
箭系列，满足不同的任务需求，达到“一种设计、多个型号”的目标。新一代运载火箭芯
级的直径选择5米，分为基础级和上面级。基础级为一级半火箭，其所有的发动机均在地面
启动，主要用于发射近地轨道有效载荷，如空间站等。基础级加上面级组成两级半火箭，
主要用来发射地球同步转移轨道和太阳同步轨道等轨道的有效载荷，如采用双星发射方式
可以发射两个重6吨左右的地球同步轨道卫星，同时也可采用多星发射方式发射中低轨道卫
星（卫星群），以降低发射成本，提高竞争力。

　　 中国新一代运载火箭系列以基本型为基础，通过捆绑不同的助推器可使近地轨道运载
能力覆盖10～25吨的范围；再与上面级组合，地球同步转移轨道运载能力可覆盖6～13吨的
范围。对于中小型有效载荷单独的发射要求，可在新一代运载火箭系列中衍生出采用无毒
无污染推进剂的3.35米直径的中型运载火箭系列和2.25米直径的小型运载火箭，其低轨道
运载能力应能向下兼容，兼顾小卫星单独发射。

　　 基于“通用化、系列化、组合化”的要求，我国航天运载技术需要重点突破新一代大
型运载工具高可靠、低成本的系统技术和控制技术等相关关键技术，还要突破先进动力技
术及新结构和新材料技术，并在此基础上实现运载火箭技术产业化。

　　 此外，我们还应开展可重复使用航天运输系统关键技术的研究，突破其总体优化技术
、高超声速再入技术、先进的动力装置技术和系统可靠性技术等。发展可重复使用运载器
应按照“安全、经济、可靠”的原则，从中国的国情出发，借鉴国外重复使用运载技术发
展的途径以及失败的经验和教训，避免走一些不必要的弯路。由于可重复使用运载器技术
属于航天领域的前沿技术，我国作为发展中国家，在这方面的发展必须循序渐进。我国目
前已经拥有了系列化的一次性使用运载火箭家族，兆牛级液氧/煤油发动机和几百千牛级氢
氧发动机技术也得到了发展，复合材料和先进合金材料技术以及防热结构和材料也在多年
来的研究中取得了良好的突破。基于以上的技术基础，我们设想我国发展可重复使用运载
器，应首先通过半重复使用的两级运载器进行演示验证，在各项相关技术达到一定水平后
，再发展实用的单级入轨可重复使用运载器。

　　 （2）应用前景

　　 21世纪，航天运载技术将具有更加广阔的应用前景。在中国新一代运载火箭问世后，
近地轨道运载能力将超过20吨，可发射20吨级长期有人照料的空间站，推动我国空间应用
产业的发展。新的大型运载火箭由于发动机少且全部在地面启动、级数少（一级半）、载
人环境好、采用无毒推进剂和运用地面牵制释放机构等，可靠性可达到国际先进水平，将
会促进我国载人航天技术的进一步发展。新一代运载火箭既可发射大型空间望远镜，推动
我国天文科学的发展，也可发射大型月球探测器和火星探测器等深空探测器，推动我国深
空探测科学的发展。由于它一次可以发射两颗6吨级的地球同步转移轨道卫星或一颗12吨级
的超大型地球同步转移轨道卫星，基本上可以满足我国未来几十年内地球同步通信卫星的
发射需求。此外，它还可大大缓解由于火箭运载能力紧张而导致卫星技术难度加大的矛盾
。用新一代大推力运载火箭富余的运载能力换取卫星的高性能、高可靠性和长寿命，将大
力推动我国卫星技术的发展。

　　 值得指出的是，中国推出的新一代大型运载火箭将具备发射20～30年内国际上各类卫
星的能力，其可靠性也将达到国际水平，为有效载荷提供的环境以及火箭的综合性能将进
一步改善。这必将大大提高长征火箭在国际市场上的竞争能力。

　　 总之，新一代运载火箭能够使中国航天运载技术实现能力大、可靠性高和采用无毒无
污染推进剂的重要目标，使中国运载火箭理想地实现升级换代，既可满足国内需要，又可
参与国际合作。我们需要抓住机遇，加紧突破新一代运载火箭的一系列关键技术，确保长
征火箭的持续发展，积极推动我国航天运载技术的产业化和商业化进程，使中国航天运载
技术在21世纪昂首迈进世界先进水平行列！□ 


中国航天2001年第1期

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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 13:12:19 2003 说道:

新的大型运载火箭由于发动机少且全部在地面启动、级数少（一级半）、载人环境好、采
用无毒推进剂和运用地面牵制释放机构

发动机全部在地面启动
这么说低轨的就是一级半了
有点不敢相信了



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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 13:18:35 2003 说道:

按照这种低轨一级半、高轨二级半的方案
龙总提供的那个大运载发动机数量就说得过去了



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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 13:28:56 2003 说道:

不知道新建的那个塔有没有牵制释放机构
如果没有，那么肯定又要建新的塔了


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 lnsky (东楠飞|神舞飞扬)              于 Fri Nov 14 17:50:48 2003 说道:

一级半入轨不奇怪，早先的R-7系列就是一级半入轨


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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 18:00:38 2003 说道:

现在主要的运载火箭中有一级半的吗
我只知道美国航天飞机是



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 lnsky (东楠飞|神舞飞扬)              于 Fri Nov 14 18:01:51 2003 说道:

现在的不是了
还有一级半这个概念
你能给火箭的级数下个定义吗

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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 18:06:17 2003 说道:

按一般接受的说法了

我记得在一篇讲单级入轨的文章中说
美国航天飞机实现了一级半入轨，是一个重大进展



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 lnsky (东楠飞|神舞飞扬)              于 Fri Nov 14 18:12:28 2003 说道:

俄罗斯发射联盟飞船的联盟火箭和我们的长征-2F结构基本一样
但人家称为三级  我们一般说二级捆绑式火箭

大力神某些型号 起飞的时候只是两台助推器点火  中间的芯级在空中才点燃
印度的ASLV也是这样
到底谁是一级

德尔塔2如果捆9个助推器的有些型号，
也是只在地面点燃几个
另外 几个到空中再电话
这算几级啊

如果助推和一级同时分离
德尔塔-4的大型大概就是这样
起飞的时候三个核心模块同时点火工作
这算捆绑式火箭么
级数好像也不好计算



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 dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽)  于 Fri Nov 14 18:19:39 2003 说道:

那这个一级半是指
芯级和助推器同时点火
并且在入轨以前没有新的发动机再点火
就是美国航天飞机的那种

不是非要追究分级的说法
是考虑单靠同时点火的芯一级和助推器能不能达到入轨速度的问题
两者不同时点火显然和这个不一回事了



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