如何看待 9 月 6 日我国可重复使用试验航天器成功着陆？意味着什么？有何影响？ 第1页

首先恭喜中国航天可重复使用试验航天器成功着陆，试验取得圆满成功。

如无意外，这次所指的可重复使用试验航天器是两级入轨空天飞行器（TSTO，Two Stage To Obito）的上面级（轨道器）。TSTO有多种构型，我国走的路线是一级下面级飞行器（加速器）+二级空天飞机（轨道器）的路线，大致的构型为

前半段使用喷气发动机加速到5马赫以上，同时将轨道器带到高空，再使用轨道器加速到第一宇宙速度。借用下日本人的构想就是

(喷气飞机为booster,用于入轨的小航天飞机为orbiter)

这次试验的航天器就是图中较小的背驮式飞行器，从外形上看与2010年曝光轰6挂载的的神龙空天飞机非常类似

在同美国的X37B对比下，可以发现两者的外形非常相似，因此很多人用鳖版X37B来形容此次试验的飞行器。

然而从2019年10月21日公布的两级入轨空天飞行器风洞自由分离试验报道来看，两者之间的差异还是很大的

去年公布的照片和视频直接就是高速风洞试验的结果，可以认为其外形是相当精确的（气动布局稍有变化，风动结果可能就会大相径庭），具体的报道情况可以看当时中国军网的报道

从风洞试验上面级的视频放大看，飞行器的首尾两端都与X37B有较大差异——X37B的构型与航天飞机更加类似，垂直起飞旱地拔葱快速脱离大气层，主要考虑的是从轨道返回时的减速问题；而我国的TSTO飞行器要考虑地面水平起飞，下面级需要使用航空发动机加速，脱离大气层的时间更长，必须考虑在大气层的阻力和气动影响。因此将此次试验的飞行器称之为鳖版X37B是不合适的。

事实上，2019年的分离试验相关的研究信息通过查阅论文用于级间分离研究的TBCC动力TSTO气动布局概念设计，可以得到更多信息。

文中给出了较为清晰的二级外形方案

以及二级的尺寸

这个尺寸是如此巨大，重量将达到200吨级别，显然不是此次长征2F发射的飞行器尺寸，因此我们认为此次飞行试验所使用的飞行器是较小尺寸的缩比模型，主要验证的是飞行器在轨返回时的控制、隔热等问题。

一级的外形方案有两种

从风洞试验来看，最终选择了CD1的一级方案，其外形尺寸为

从仿真结果

可以看到一二级的起飞总重大约860吨，超声速飞行期间的升阻比在3-4之间，分离速度6马赫，分离高度30千米，一级提供了1.88千米的DV，比SPACEX的可回收一级火箭的DV略低一点。

TSTO飞行器的主要难点是一级飞行器。TSTO一级飞行器的动力构型有很多种，主要就是各级在涡轮、涡轮机变循环（TBCC）、火箭基变循环（RBCC）、涡轮、火箭、冲压组合循环发动机(TRRE)、火箭中间做选择以匹配不同的任务需求。这几种动力装置分别由航天科工（TRRE动力），航天科技（RBCC动力），中航工业（TBCC动力）进行研究。无论哪种动力方案，其核心难点都在超燃冲压发动机及其组合动力发动机的研发上。

在2017年3月6日由美国航空航天学会（简称AIAA）、中国工程院主办、厦门大学承办召开的21届国际航天飞机和高超声速系统与技术大会上，中国展示了大量成功的试验和实物图片，还透漏了我国已经成功地进行了超燃冲压的飞行试验并且研制的涡轮-火箭-冲压组合循环发动机（简称TRRE）将在2017年底前开始飞行试验。此前的试验，验证了加速、巡航、机动等各方面性能，证明了下涵道里的液体火箭和双模冲压在M1.5-7之间协调工作的可行性。2016年，进气道和喷管试验完成，M1.8条件下的台架试验也完成。M2-6的稳态台架试验已经开始。试验验证了TRRE的进气道、喷管和燃烧室设计和模式转换。试验数据表明，可在1平方米捕获面积下达到8吨推力，达到设计要求。虽然会议上并没有透露超燃冲压可持续工作的时间，但要是达不到亚小时级，研发组合循环发动机是没有意义的。此外从中国航空协会官网公布的第三届冯如航空科技精英奖获奖名单与事迹介绍中（2015），关于我国的高超音速飞行器的研究情况中提到我国采用的技术路线为航空煤油再生冷却超燃冲压发动机，其试验平台如无例外应当是凌云临近空间高超声速通用试飞平台。

作为对比，美国空军研究实验室（AFRL）“中等尺寸超燃冲压发动机关键部件”（MSCC）项目在2019年的试验中获得了超过13000磅（约5.9吨）的推力。该发动机为碳氢燃料超燃冲压发动机（甲烷） ，总长约18英尺（约5.5米），最大试验速度超过了马赫数4，发动机燃烧工作时长累计超过了30分钟。

最后总结：

关于TSTO飞行器关键技术方面我们已经做到的只有：

1、TSTO两级风洞分离试验

2、一级发动机台架试验

3、二级缩比模型大气再入返回试验

距离实际运用还有很大距离，万里长征虽然不能说只走了一步，但是还没到最关键的时刻。按照计划2025年的发动机高空试验和2030年的一级缩比飞行试验才是决定该TSTO项目立项的关键时刻。

2020年9月22日更新

看来高空试验已经在稳步推进中了。