桑格爾空天飛行器技術途徑分析與思考

佘文學，劉曉鵬，劉 凱

(1.北京空天技術研究所，北京 100074； 2.大連理工大學，遼寧 大連 116024)

0 引言

隨著空間活動的頻繁開展，對航天運載需求的迅速提高，重復使用航天運輸系統成為現階段的重要研究熱點，包括火箭動力和組合動力兩條技術路線。空天飛行器是采用組合動力、升力式構型，可在稠密大氣、臨近空間、軌道空間飛行的重復使用航天運輸系統，在大幅降低進入空間成本的同時，還具有安全、便捷、機動的優勢，可助力人類實現自由進出和高效利用空間，具有重要的戰略意義，是未來航空航天技術新的制高點。

20世紀80年代，隨著以沖壓動力為代表的高超聲速關鍵技術取得突破性進展，美歐等地掀起了空天飛行器的研究熱潮。其中，德國繞開了單級入軌的技術難度，提出了一種水平起降、兩級入軌的空天飛行器——“Sanger(桑格爾)”方案，并以此為牽引實施了國家高超聲速技術項目，在機體/推進一體化、高超聲速氣動設計、結構熱防護方面開展了大量的關鍵技術攻關研究，對高超聲速技術的發展產生了深刻的影響。

桑格爾方案所選擇的技術途徑對現階段以及未來空天飛行器的技術發展具有重要的借鑒意義。本文對桑格爾方案進行了回顧，圍繞方案設計過程中的若干關鍵問題和技術途徑進行分析，在此基礎上提出未來空天飛行器發展路線與實施建議，為后續空天飛行器的研制工作提供參考。

1 桑格爾空天飛行器方案概況

桑格爾空天飛行器(見圖1)采用一種水平起降兩級入軌方案，其初衷是為了滿足歐洲在載人和貨運方面的空間運載需求，實現自由天地往返。……