双燃料地球入轨运载工具的火箭喷管膨胀比分析

可完全重复使用的地球入轨运载工具终将扩大现有运载工具如航天飞机的运载能力,甚至取而代之.我们已对两种运载工具进行了讨论.一种是单级运载工具,另一种是两级平行燃烧运载工具,它们在起飞时都同时采用烃和氢发动机,到达轨道前,烃发动机熄火,由氢发动机推进来爬升到轨道.在以前的研究中,航天飞机主发动机(SSME)是采用氢发动机和双位喷管,喷管膨胀比为40和150.     

单级入轨三组元发动机循环方案研究

最近,NASA 的空间运输研究计划评审了未来地球轨道运输要求和2030年之后运载工具的替换问题。三种可选择方案的基础是单级入轨(SSTO)飞行器。这项研究评审了 SSTO 采用新型先进的三组元发动机和氢/氧(H_2/O_2)发动机;确定了发动机的构型和研究方法;为研究发动机的性能还确定了发动机循环方式。目前已完成的工作有:确定各种循环方式的发动机质量,评审了各种循环方式涡轮泵装置的方案,以便进行材料的选择。最后给出了发动机的质量及涡轮的工作温度。     

航天用的欧洲固体推进器

马格2远地点发动机是由法国空间研究中心和欧空局委托欧洲动力装置公司(SEP)和意大利的斯尼亚公司以及西德的奥古机械厂在1980～1982年期问研制的。欧洲动力装置公司是主承包商,负责研制喷管和点火系统;斯尼亚公司负责研制内绝热层和装药;奥古机械厂负责研制燃烧室壳体。(一)发动机结构马格2发动机是一种固体推进剂远地点发动机,装有400～490公斤推进剂,能使550～680公斤的有效载荷产生1500米/秒的速度增量。卫星一远地点发动机靠自旋稳定,为此要     

待发式运载工具推进方式的评价

未来的地球—轨道运载工具应能在作出决定后的几小时、甚至几分钟内发射.这种运载工具的研究工作已经开始.在第一阶段的研究中,设计出了11种能将2.27t载荷送入极轨道的运载工具,并验证了设计参数的变化(增加轨道机动飞行动作、增加载荷重量等).根据第一阶段研究结果,第二阶段的设计工作选择了两种方案,即垂直起飞的两级系统和水平起飞的两级系统.给出了几种推进方式的评估结果,包括起飞时的推重比效果、水平起飞的双燃料推进方案和使用氟的效果等.     

空间运输的发展方向

国际运载系统的近期目标是将至少5000kg的有效载荷送往地球同步轨道(CEO).美国将用带有新的上面级的航天飞机和辅助性一次性使用运载火箭(CELV)如“大力神”34D 7/“半人马座”来实现这一目标.苏联的运载工具和欧空局(ESA)的“阿里安”5也将能实现这个目标.美国显然将恢复采用机/箭混合编队政策,而只用航天飞机完成载人飞行任务.ESA的“赫尔墨斯”和苏联航天飞机也主要用于载人飞行.苏美两国都花了巨大的人力物力来研究第三代空间运输系统,迅速及时地以低成本将重型载荷送入轨道.空天飞机和HOTOL(水平起降)、航天飞机型火箭(SDV)和大推力运载火箭(HLLV)等各种方案都在研究之中.这些第三代运载工具将满足民用和军用需求.民用包括扩大现有商业活动、地球观察、空间生产、空间站和载人飞行,以及其他尖端任务,如火星探险(载人和不载人)、月球基地和大型空间动力系统.军用可能包括先进的情报和侦察系统、宇宙飞船服务和维护任务、SDI支援系统,以及永久性空间驻人基地.实现这些目标将需要研制空天飞机.空天飞机还将发展成用以完成高速空天运载和灵活反应任务的飞行器.叙述中型运载火箭、先进的航天飞机和空天飞机的现有设想和早期计划.讨论SDV和地球至低轨道大推力系统,介绍“赫尔墨斯”和苏联航天飞机.     

阿里安火箭控制系统

前言阿里安火箭是西欧十个国家共同研制的一种大型运载工具。根据以往欧洲Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号运载工具研制生产过度分散,总体协调不好而连续遭到失败的教训,阿里安火箭的研制工作主要集中在法国,由法国空间研究中心(CNES)抓总。     

欧洲航天的发动机——法国斯奈克玛公司

法国国营飞机发动机研究制造公司(SNECMA,简称斯奈克玛公司)是一家航空航天动力装置研制生产厂家,在欧洲航天推进领域起着举足轻重的作用。它承担了欧洲阿里安1～4型火箭各级以及液体助推器所用的推进系统的设计和研制工作,为阿里安火箭在世界商业发射市场上抢占领头羊的位置起到了至关重要的作用。到1999年6月为止,由6种型号组成的阿里安4型火箭已生产了120多枚。在新—代阿里安5重型运载火箭项目中,该公司负责研制生产低温主级的推进系统。阿里安5所用的 MPS 固体火箭发动机则是由斯奈克玛公司和意大利菲亚特航空公司的合资公司欧洲推进公司研制和生产的,从而充分利用了斯奈克玛公司在长期为法国战略导弹研制固体发动机的过程中积累的经验。目前斯奈克玛公司还在为阿里安5的改进型火箭——阿里安5 研制ESC-A(使用阿里安4的 HM7B发动机)及后续型号 ESC-B(使用推力147千牛的全新式低温发动机)低温上面级的推进系统。这两种上面级具有很高的通用性,将有利于降低研制成本。除用于运载火箭外,斯奈克玛公司生产的推进系统还用于卫星的远地点变轨、姿态控制和轨道控制。     

单级入轨火箭的混合推进系统

目前,许多单级入轨火箭作为一种可能降低向低地轨道发射有效载荷成本的运载手段,正在进行配制方面的鉴定分析.NASA 已设计出一种可操作的,使用液氧/媒油/液氢三组元发动机作为单级入轨火箭的方案.Thiokol 对这种使用捆绑式混合推进系统来增加轨道有效载荷能力的运载火箭进行了评估.NASA 将这种先驱火箭作为一种方案对单级入轨火箭的技术进行了论证。这种火箭称为 X-2000。它的主要推进系统使用液氧/煤油和液氧/液氢两种发动机,Thiokol 通过用混合发动机替代液氧/煤油发动机对主推进系统进行了新的探讨。它采用的混合技术在马歇尔航天中心(MSFC)正在进行验证。因此,混合推进系统是一种有效 SSTO 的推进系统.     

未来的大型运载工具

概括介绍现有运载工具的技术发展水平和运载能力,对未来发展趋势作了展望,叙述了几种用于完成下一世纪飞行任务的运载工具可行方案.对一次性使用和可重复使用的运载工具的运输成本比进行计算,并绘出在低轨道飞行任务中运输成本比与累积有效载荷质量的关系曲线.大推力运载工具(HLLV)可以以约500美元/公斤的平均成本承担总共10万吨的空间发射任务.结论是,未来肯定将需要和研制出在低轨道载送乘客的第二代航天飞机和多用途的大型空间运输机.     

通信卫星自旋稳定方案和体稳定方案的竞争

在空间飞行器中,最先商品化的是在地球同步轨道上的通信卫星。研制和生产通信卫星的公司主要有美国的 RCA 公司、福特公司、休斯公司,法国的马特拉公司和西德的 MBB 公司。他们抛出各种卫星方案以招揽用户,在国际上进行竞争。这些方案归纳起来就是自旋稳定和体稳定两种方案。正当人     

1159kN推力混合式火箭助推器研制状况

美国火箭公司计划用它的天鹰座运载火箭,为九十年代提供商业性发射服务。天鹰座是能将质量为907kg 的物体,发射到低地轨道(LEO)的四级入轨火箭,天鹰座将用 H-1800混合式推进系统(真空推力1159kN)作动力。本文介绍 H-1800推进系统的设计和研制情况,着重讨论包括第一台全尺寸试制发动机(DM-01)的生产和全尺寸发动机试验数据在内的研制状况。     

“赫尔墨斯”小型航天飞机综述

全面而详细地介绍欧空局“赫尔墨斯”小型航天飞机的性能及研制情况.可重复使用的“赫尔墨斯”是欧洲未来空间系统的最重要的组成部分,它借助“阿里安”5运载火箭垂直起飞达到预定轨道,返回时能像高超音速滑翔机一样水平降落在指定的跑道上.“赫尔墨斯”有载人和不载人两种飞行方式.法国宇航公司和达索-布雷盖公司推出了各自的“赫尔墨斯”方案.最后介绍“赫尔墨斯”最终方案的推进系统、防热系统、结构布局和电源系统等,以及该航天飞机的飞行计划.     

法国的空天飞机计划

最近,法国有关宇航专家透露了法国的空天飞机计划.法国空天飞机将成为法国2000年的一种空间运输系统,它分为入轨型和空运型(AGV)两种.法国目前考虑的入轨型空天飞机有两种:一种类似于“霍托尔”单级入轨空天飞机,另一种类似于“桑格尔”两级空天飞机,其入轨的小型轨道器与“赫尔墨斯”小型航天飞机很相似.法国宇航公司和法国国营飞机发动机研制公司(SNECMA)都有自己的AGV计划.法国空天飞机可望     

法、德研制ANS反舰导弹推进装置

法国和西德正分头为他们合作研制的新一代反舰导弹研制推进系统,然后从两种发动机中选择一种作为生产型 ANS 导弹的动力装置。法国宇航公司正在鉴定一种液体燃料整体式火箭冲压发动机,而西德正在对一种掺硼的固体燃料整体式火箭冲压发动机进行研制。预计1986年将在这两种发动机中作出选择。ANS 的最大射程估计为200公里,机动     

挪威法国联合研制新型反舰导弹

挪威法国联合研制新型反舰导弹ＮＳＭ导弹模型挪威的康斯堡防御和宇航公司将与法国宇航公司导弹部一起研制、生产和推销该公司的新型反舰导弹ＮＳＭ。法国宇航公司导弹部将主要负责ＮＳＭ亚音速导弹的隐身性能和推进系统（可能是一种新研制的涡轮喷气发动机）。该弹可能于...     

印度试验国产运载火箭发动机

印度空间研究组织 (ＩＳＲＯ)对将用于该国改进型地球同步卫星运载火箭 (ＧＳＬＶ )的国产低温液氧 液氢上面级发动机进行了 10ｓ试验。该国产发动机推力为 7.5ｔ ,携带 12 .5ｔ的液氢 /液氧。ＧＳＬＶ目前采用的是俄罗斯低温上面级。在印度液体推进系统中心进行的这次试验非常成功。此前 ,在 2 0 0 0年 2月进行的第一次试验中 ,曾因发生泄漏和着火而迫使发动机停车。ＧＳＬＶ将用来发射印度ＩＮＳＡＴ卫星 ,该卫星以往是用“阿里安”火箭发射的。ＩＳＲＯ还在研制质量为 90 0ｋｇ的可回收微重力实验卫星 (ＭＡＲＳ)。这颗轨道高度 5 0 0ｋ…     

法国公司提出液体推进研究计划

法国欧洲动力装置公司(SEP)在1984年12月向法国国家空间研究中心提出了一项有关液体推进系统的多年基础研究计划,其目的是为欧洲发喂新的运载火箭和航天器作好准备。低温系统SEP 的主席罗歇·莱斯加德说,这项计划将研究各种液体推进方案,但重点是低温系统。法国的许多航空航天公司和研究院都将参与这项研究工作,而且还可能吸收国外的单位参加。据称,这项计划为期10年,在计划开始后的头3年,每年约耗资330万美元,其中     

新的航天飞机发动机

MBB公司和罗-罗公司一起获得了一项为期9个月的欧空局的合同,研制一种先进的喷气推进发动机.这是欧空局研究的一部分,它将导致选择“阿里安”-5后继型(灵活的空间运输系统)的设计方案.     

以RD——0120发动机为基础的可重复使用火箭动力装置

美国和俄罗斯在国际上首先开展了低成本运载有效载荷到轨道的研究工作。政府和火箭承包商正在论证和研究未来低成本运载火箭的关键特性,低成本运载火箭的两个关键特性是火箭的可重复使用性和火箭发动机的可操作性。由化学自动化设计局设计生产的 RD—0120 LOX/LH_2发动机已经分析验证了的高性能和先进的可重复使用性,使它成为可重复使用运载火箭(RLV)动力装置的关键候选对象之一。这个高室压(21.86MPa)、高性能(真空比冲4466.9m/s,真空推力1961.67kN)的分级燃烧发动机已经在能源号重型运载火箭上成功地完成了两次飞行。研制期间,发动机的长寿命、推力范围、节流和连续工作时问等特性都经过了验证。这些都是低成本、高可靠、可重复使用推进系统的要求。双组元的 RD—0120发动机通过更换富燃预燃室和增加一个煤油涡轮泵也可以很容易的改造为一个可靠的低成本三组元发动机。为了验证这个双组元发动机高的可操作性和可重复使用性,一个由航空喷气公司、化学自动化设计局和 NASA 马歇尔空间飞行中心合资生产,用于可重复使用运载火箭和单级入轨火箭动力装置的国际计划及三组元发动机可能的关键特性设计正在进行。本文对现在的 RD—0120发动机可操作性和重复使用性的改进进行了阐述。而且对如何更进一步地改进,使 RD—0120发动机成为可重复使用运载火箭推进系统的理想候选对象进行了研究。另外,已经草拟了研制三组元的 RD—0120发动机的研制计划,主要是一个高置信度的飞行演示火箭。     

欧洲航天的发动机--法国斯奈克玛公司

法国国营飞机发动机研究制造公司 (SNECMA,简称斯奈克玛公司 )是一家航空航天动力装置研制生产厂家 ,在欧洲航天推进领域起着举足轻重的作用。它承担了欧洲阿里安 1～ 4型火箭各级以及液体助推器所用的推进系统的设计和研制工作 ,为阿里安火箭在世界商业发射市场上抢占领头羊的位置起到了至关重要的作用。到 1999年 6月为止 ,由 6种型号组成的阿里安 4型火箭已生产了 12 0多枚。在新一代阿里安 5重型运载火箭项目中 ,该公司负责研制生产低温主级的推进系统。阿里安 5所用的 MPS固体火箭发动机则是由斯奈克玛公司和意大利菲亚特航空公司…