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.     

用于卫星运载火箭的最佳Q制导法

研究一种以最佳Q制导为基础的闭合回路控制逻辑.这种制导系统控制卫星运载火箭沿着二维或三维轨道飞行,以将有效载荷送入指定的圆周轨道.改进后的Q制导算法使用所需的最佳速度矢量,使火箭从现有位置经两次推进加速转移到最终轨道上所需要的总冲减少到最小.所需的速度矢量可以看作是,在经过第一次推进加速后火箭在假想的转移轨道上的瞬时速度.针对这种最佳转移轨道,推导出一种简单明了的Q矩阵表达法,并概要论述大周期和小周期制导算法及形成操纵指令的原理.     

法国研究未来的运载系统

减少乘员和载荷的LEO(低地球轨道)运载成本,是研制继“阿里安”5后的下一代空间运输系统的主要目标.如果整修费不太昂贵,那末最理想的方案是研制可回收运载工具.可回收系统由于需将额外的重量带进轨道用于再入,故其不确定性比一次性使用运载工具大.有效载荷只占总重的很小一部分,将增加不确定性.据此,CNES(法国全国空间研究中心)已开始调整对运载工具及其推进的基本研究.法国宇航公司对水平和垂直起飞、单级和两级结构,以及各种推进方式的各种可重复运载工具方案作了比较研究.AMD-BA对其他系统的研究旨在通过一项保守的计划,用已有的证明有效的数据建立数据库,通过参量研究评定各方案对技术的敏感性.SNECMA(法国国营飞机发动机研究制造公司)、SEP(欧洲动力装备公司)和ONERA(法国全国航空空间研究局)研究了各种组合发动机,以选出一种更理想的航天飞机推进系统.     

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.     

霍托尔空天飞机

为与美国航天飞机争夺世界卫星发射市场,欧洲急于研制自己的下一代空间运载工具.“霍托尔”水平起降单级入轨空天飞机便是吸引人的方案之一.“霍托尔”的新颖之处是采用组合式发动机—RB545吸气式氢氧发动机.这种发动机兼有空气喷气发动机和火箭发动机两者的优点.“霍托尔”在结构和气动布局设计、材料选择和防热措施方面也有许多独到之处.最后介绍“霍托尔”的飞行方案和飞行程序.     

水平起飞单级与双级入轨空天飞机比较

未来的空间活动将需要使用比现有的运载工具更经济和更可靠的空间运输系统。装有吸气式发动机、水平起飞的空天飞机能够完成多种飞行任务,是欧美正在积极研制的一种系统。本文根据飞行任务对技术的要求及目前的技术基础情况对单级入轨和双级入轨两种空间运输系统进行了较全面的对比。     

日本H-Ⅰ、H-Ⅱ运载火箭的研制和试验现状

日本的N-Ⅰ、N-Ⅱ运载火箭是用美国技术援助制造的.H-Ⅰ亦按美国许可证生产,因而其用途受到很大限制.为摆脱对美国的依赖,日本H-Ⅰ火箭的研制中,特别强调依靠自己的力量和技术.H-Ⅰ研制的重点是第二级的液氢/液氧发动机、第三级固体发动机以及惯性导航装置.1986年8月和1987年夏季H-Ⅰ分别发射成功.H-Ⅱ火箭虽然以H-Ⅰ的技术为基础,但两者的结构和特性有很大的不同.H-Ⅱ国产化程度达100%,性能更好,费效比和可靠性更高,能满足90年代空间任务的需求.对H-Ⅱ火箭的性能、研制规划及弹道和飞行特性作了重点叙述.     

“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.     

美国的大型运载火箭

60年代以来,美国研制了10余种一次性使用运载火箭.在70年代末航天飞机发射成功后,美国曾忽视一次性使用火箭的发展.但航天飞机有其固有缺点,不能完全满足未来空间开发的需求.特别在“挑战者”号失事后,美国调整了其航天政策,重新起用和改进现有运载火箭,并着手研制下一代更大型的火箭.大型化和提高经济效益是今后运载火箭发展的重要趋势.一直到下一世纪,一次性使用运载火箭都将和航天飞机并行发展.运载火箭的另一发展动向是降低使用成本,这包括客货分开运输、采用烃类发动机和减少级数、增大火箭直径.     

航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

未来单级入轨运载器高能火箭的研究

美国正在研究几种能在给定运载工具重量时大大提高运载能力的新的推进方式,从而大幅度减少空间运输成本.问题是能否使以下两种可能成为现实:1)燃烧原子或分子处于受激态的物质;2)利用质量相同、电荷相反的反物质使物质湮灭.如果能将其中任何一个过程所释放的大部分能量转化为火箭排气的有用功能,那末,发动机比冲将提高1—5倍,从而可使航天器的重量减轻3/4—11/12.由于受激物质燃料能产生极大比冲,因此只需用重量比现有民用航空喷气发动机还轻的单级入轨(SSTO)运载器就能将很重的载荷送入地球轨道.     

“赫尔墨斯”推进系统设计

“赫尔墨斯”航天飞机是一种载人的、可重复使用的飞行器.它要用新的“阿里安”5发射到低地球圆形轨道和极轨道.当“赫尔墨斯”脱离“阿里安”5后,即机动飞行到其所要求的工作轨道上.讨论了两种入轨的推进概念:组合式可重复使用系统和分离式一次性使用系统.重点研究组合式系统.但也分析了一次性使用系统对本研究结果的影响.讨论了推进系统的基本流程图的设计步骤,并提出几种导致选择基本推进系统流程图的比较方案.示出了改变外形的最新“赫尔墨斯”对流程图的影响.     

阿里安5成功进行第二次试射

阿里安５成功进行第二次试射在首次发射失败近一年半之后，欧洲大型阿里安５运载火箭于１０月３０日成功地进行了它的第二次鉴定飞行，把一颗模拟通信卫星和一个工程试验有效载荷送入太空，但卫星入轨高度比预定轨道低。此次发射的成功使欧空局和法国国家空间研究中心官员...     

利用地月间空间站的载人登月飞行模式分析

为提高空间站利用率，降低载人登月任务成本，有效开发地月空间，研究了基于地月空间不同轨道空间站的载人登月飞行模式。首先对比直接往返登月飞行模式，对基于空间站的载人登月飞行模式进行任务分析，通过空间站将载人登月任务解耦为载人天地往返任务和登月任务两部分；其次通过轨道设计和稳定性分析提出考虑登月任务需求的地月间空间站可运行轨道和停泊点；最后建立一套飞行模式评价模型，从速度增量需求、飞行时间、空间环境、登月任务窗口、测控条件、交会对接技术难度、后续任务支持性和任务可靠性方面对6种不同位置空间站的登月飞行模式进行分析和定量评价。评价结果表明基于L2点Halo轨道空间站的载人登月飞行模式为更优飞行模式。     

90年代运载火箭的开发动向

谋求运载火箭商业化是90年代空间开发的动向之一.当前各国都在改进或研制大型、高效、成本低的运载火箭.90年代运载火箭的开发动向是:重型/中型化;多功能,即不但运送重载荷,还能运送大尺寸载荷;成本低;时效好,为此欧洲推出了现有型号的群集组装方案;灵活性,采用载荷适配器,一箭多星/多载荷发射方式将更为普遍.大型运载火箭的另一发展趋势是级数不断减少.最后详细介绍90年代的各种运载火箭的性能和开发动向.     

评定运载火箭成本的TRANSCOST模型及其应用

首先介绍评定运载火箭的研制和发射成本的解析模型的结构,着重讨论评定使用成本的新方法,并引入众多参数来修正模型.尔后以“阿里安”4后继型为例,讨论用于未来系统分析和成本比较的模型,分析了采用10种不同方案的可贮低温燃料两级火箭的研制和发射成本.欧洲未来运载火箭系统的关键是要最佳解决有限的研制费用与期望的最低发射成本之间的矛盾.多次使用系统能使发射成本大为降低,但研制费用较大.基于实际参数的成本解析模型能为选择运载火箭方案提供重要的信息.     

粉浆浇注熔硅天线罩结构淋雨滑车试验

对粉浆浇注熔硅天线罩结构在3.7～5.0M时淋雨滑车试验结果作了最后评估.其结果为:在霍洛曼空军基地利用滑车轨道设备进行的试验证明,对相同的法向速度分量来说,粉浆浇注熔硅材料的最大冲蚀率变化系数为3;高纯度粉浆浇注熔硅的雨水冲蚀极限速度约为500m/s;法向速度分量超限时,天线罩出现重大损伤;硅树脂防潮密封胶DC808和DE SR80可能不会严重影响雨水冲蚀性能;建议在自然雨区中飞行的导弹,其碰撞角应受控制,以使天线罩上的自由流的法向速度小于500m/s.     

航天飞机轨道机动和反作用控制推进系统评述

一、引言1984年4月12日哥伦比亚号航天飞机轨道飞行器飞行成功,改变了过去只靠一次使用的运载工具发射空间飞行器的历史,向人类提供了一种可在十年工作寿命期间,重复使用百次的经济方便的空间运输工具。航天飞机的起飞象火箭,在轨道上工作象宇宙飞船,着陆象飞机。它不仅可满足空间探索、科研、军事任务要求,还可从事很多有用的生产性的工作,对空间事业的发展将起很大的推动作用。     

美两种新运载器提出使用俄制发动机

俄罗斯为N1登月运载火箭研制的NK－33液体火箭发动机可能将用在两种可以重复使用的美国卫星运载工具上。这种发动机目前正在由美航空喷气发动机公司进行改装和推销。除将用在基斯特勒宇航公司的K－1火箭上外（见本刊去年第12期报道），另一家公司还有意把它用在一种亚轨道航天飞机上。据预测，2002年之前，低地轨道卫星商业发射将有80亿美元的市场。上述这两种新运载器方案正是为抢占这一大市场而来的。基斯特勒公司K－1运载火箭将以2000万美元的价格向外推销。这种火箭将在1998年开始进行飞行试验，一年后投入使用。该项目将利用私人投资…     

中国巴西地球资源卫星的轨道捕获和轨迹交会控制

中巴地球资源卫星一号(CBERS-1)是中国和巴西合作研制的第一颗运行在太阳同步轨道上的地球资源卫星.CBERS-1于1999年10月14日由中国自行研制的长征运载工具按预定计划准时发射,进入设计轨道,随后通过轨道捕获、星下点轨迹控制和多次轨道保持机动等一系列轨道测控操作,该卫星已按遥感用户的要求正常运行在高精度的太阳同步、回归冻结轨道上.本文简要阐明CBERS-1轨道控制系统的任务目标、系统结构、轨道控制策略、控制性能、飞行软件和在轨操作以及飞行结果.