运载火箭发动机动力循环综述

对将来的空间运载系统来说,关键是要降低发射成本、提高运载器的可靠性和工作效率。对各种运载器的系统分析结果表明:采用总体结构和推进系统先进的单级入轨运载器能够达到这个目标。本文将介绍所有液体火箭发动机动力循环方式,接着针对各种循环类型的发动机进行运载器/推进系统组合分析,旨在确定将来的单级入轨运载器推进系统和与之相关的热力循环方式。现有的和已提出的具备完成单级入轨任务的发动机动力循环方案在此也做了阐述。     

中国现在需要自己的亚轨道载人飞船吗?(下)

从单级入轨可复用运载器到新空间运输战略计划 1994年8月，美国总统克林顿签署并颁布了新的国家空间运输政策，指定由美国航宇局(NASA)负责可复用运载器(RLV)的关键技术开发，目标是以火箭发动机为动力的单级入轨运载器。     

氢氧发动机实现单级入轨的优化分析

根据现有材料和技术，分析了给定任务下氯氧发动机实现单级入轨的最小起飞质量。由单级入轨弹道、运载器质量和氯氧发动机性能计算模型，优化得到为实现单级入轨的氯氧发动机基本参数。最后还提出一种渐变式氯氧发动机，用该发动机实现单级入轨，能使起飞质量降低16．7％。     

组合动力运载器结构与热防护系统概述

随着航空航天技术的不断发展,两者之间的界限更加模糊,空天结合技术成为当今世界的研究热点.组合动力运载器是结合了航空与航天技术特点的飞行器,具有水平起降、可重复使用功能,能够在稠密大气层、临近空间、轨道空间自由往返飞行.组合动力运载器一般以组合动力发动机为动力源,主要分为单级入轨飞行器与两级入轨飞行器,具备廉价、安全、便...     

印成功进行可复用运载器试飞

正印度空间研究组织(ISRO)5月23日成功地进行了其可复用运载器项目下的首次亚轨道试飞。该项目的最终目标是研制一种两级入轨的有翼可重复使用运载器。ISRO为此制订了包括4项飞行的试飞程序,以期逐步考核该运载器的各项飞行特性以及最终要使用的超音速燃烧冲压喷气发动机技术。这4项试飞分别称为"高超音速飞行实验"(HEX)、     

空天瞭望

<正>印研制可复用运载器据印度媒体3月28日报道,印度正在研制一种可重复使用的运载器。印度空间研究组织科学家已构想出一种有翼式"可复用运载器技术验证机"(RLV-TD),而这是研制两级入轨完全可复用运载器的第一步。印空间研究组织在其最新推出的年度报告中称,它已设想出一系列技术验证飞行任务。该机构称,RLV-TD     

美可能在秘密研制两级入轨航天飞机

美可能在秘密研制两级入轨航天飞机最近英国《国际防务评论》等报刊报道说，美国可能已秘密研制了某种两级入轨的运载器。作为一项“不公开的特许介入计划”，这个项目对外是保密的，但一些美国人称他们目睹过这种两级系统的第一级。第一级是一种大型超音速飞机，带可收起...     

简讯

印极轨卫星运载器首射失败 9月20日印度首次用新研制的极轨卫星运载器从斯里哈里科塔发射场发射卫星,但未获成功。这次发射的有效载荷是印度遥感卫星E。事故的原因是火箭在二、三级分离时俯仰姿态出现偏差,致使第三级关机时火箭的飞行高度比预定的低了75公里。在这种情况下,第四级未能使卫星达到入轨速度。极轨卫星运载器的发射已推迟了两年,这次失败对印度航天事业是一次沉重打击。印度空间研究组织官员称,极轨卫星运载器的另两次试射至少     

火箭推进单级入轨起飞助推器应用研究

作为推动载人飞船研究的第一步,到达低地球轨道的低费用运载系统是必不可少的。降低研制费用的关键因素是通过采用现代化的技术降低研制风险。基于以上的程序,一份关于应用起飞助推器的单级入轨(SSTO)火箭发动机运载系统的报告已经完成,而且起飞助推器似乎可以降低技术难度,并且增加研制单级入轨运载器的可能性。翼艇——一种在水面上航行的有效的运载器,它可在海面上空几米处飞行,速度可达0.4M,由于其负重快速飞行能力及似乎低的技术研制风险而被选中作为起飞助推器。在参考文献4中提到应用同样的运载器可以完成洲际飞行任务,几次常规的洲际飞行将减少操作系统费用。目前的研究包括系统确定、弹道(轨道)分析和接口确定。     

德尔它特快飞船试验机将做飞行试验

麦道宇航公司于4月3日首次公开展出了为战略防御计划局研制的德尔它特快飞船的试验机DC—X。这种试验机将从6月份开始在白沙导弹靶场进行一系列的飞行试验。德尔它特快飞船是一种可多次重复使用的单级入轨、垂直起降航天运载器。这种运载器在再入大气层后需进行一次翻转机动,然后垂直着陆。     

转换型发动机,一种应用于单级入轨/跨大气层运载器的混合型发动机方案

为了用于单级入轨/跨大气层运载器的需要,提出了一种独特的发动机设计思想。这是一种混合循环的发动机,暂时称之为转换型发动机。它实质上是一种涡轮喷气的火箭(ATR),不过它有一个提供空气和喷射液态氧化剂的特殊入口,通过改变喷射液态氧化剂和进入空气量的比例从0到100％,这样发动机能连续地从空气吸气式模式转变到火箭模式。此外它还可以从转换中必须的喷射过程中得到很大的好处,此过程中进入的空气流提供了有效的冷却。在飞行上升弹道段的很大部分,使得转换型发动机工作在空气吸气式状态,因此它改进了单级入轨/跨大气层运载器的推进剂和载荷的比例。     

单级入轨推进系统试验优化与分析

以单级入轨运载器干质量最小为目标，采用响应表面法对两种三组元推进系统部分设计参数进行了优化和分析。优化结果表明，对于单燃烧室三组元发动机，其第一工作模式液氢质量分数越低越好。对于双燃料双膨胀发动机，其内外燃烧室压力都不宜取得过高，且第一工作模式氢氧推力百分比越低越好。     

双燃料单级入轨火箭的性能优化

在LOX/RP—1和LOX/LH2发动机并行使用的单级入轨火箭中,运用最优控制理论使得火箭性能达到最佳。出于简单性和本文只进行理论特性研究方面的理由,对火箭的运动分析没有考虑引力和气动力的影响,文中假定贮箱质量按推进剂总加注量比例计算。对于给定的有效载荷和速度增量来说,最优控制的目标是运载器总质量或干质量最小。分析结果给出了发动机混合比的最优值和烃发动机的最佳关机时间。结果证明:在起飞时,采用烃发动机可以使运载器系统干质量最小;然而,在总质量最小的情形下,运载器仅需要最高的速度增量。文中也考虑了发动机推力水平和质量大小对火箭性能的影响。     

麦道和波音等将竞争X－33合同

麦道和波音等将竞争Ｘ－３３合同美麦道公司和波音公司已决定联合竞争美国航宇局的Ｘ－３３试验性单级入轨飞行器研制合同。如能得手，这两家公司将把他们在航天运载工具及商业运输机方面的专长运用到美国新型低成本可重复使用运载器的研制工作中。美国航宇局准备在去年年...     

采用固液混合推进系统的阿奎拉运载火箭

美国火箭公司研制的阿奎拉火箭是世界上第一种使用混合推进系统的航天运载器,能把1450kg的有效载荷送入低地轨道。这种火箭成本低,可靠性和入轨精度高,生产、处理和飞行安全。本文介绍了该火箭的特点、构造和性能,特别是混合推进系统的情况。     

美国可复用运载器现行方案概况

美国近期的可复用运载器(RLV)方案包括由各公司为美国航宇局相关计划提出的各种实用飞行器方案(如基斯特勒宇航公司的K-1、凯利空间与技术公司的“宇宙航班”、先锋火箭飞机公司的“探路者”、旋转火箭公司的“罗坦”、通天有限公司的SA-1、波音公司的两级入轨运载器、诺斯罗普·格鲁曼/轨道科学公司的“太空的士”、通用太空航线公司的“太空飞船”以及机组转移飞行器(CTV)与机组救生飞行器(CRV))、由美国航宇局负责的X系列试验飞行器和最新提出的“机组探测飞行器”方案以及一些军用可复用运载器方案。但其中绝大多数方案已成为历史。下面我们选取了几种正在研究的主要方案加以介绍。     

美国工业界提出新型运载器方案

美国工业界提出新型运载器方案在政府不大可能为直接研制先进的下一代运载器大量投资的情况下，美国的一些公司最近提出了几种过渡性的运载器发展方案，以期提高美国现有一次性运载器的现代化水平。这种做法从财力上说要比研制先进的可重复使用运载器更易承受，后者需耗资...     

美国航宇局签发可复用运载器研究合同

美国航宇局签发可复用运载器研究合同美国航宇局已与一些公司签订了１６项非盈利性的“合作协议”，以开发各种可重复使用运载器技术，从而揭开了下一代运载器研制工作的序幕。政府和工业界官员都希望最终研制出的这种新一代运载器将会大大降低成本，并使美国重塑其运载工...     

全流量分级燃烧循环发动机系统的优势

本文描述 RS—2100全流量分级燃烧火箭发动机的概念设计。这种发动机用于单级入轨可重复使用的运载器(SSTO RLV)上。全流量分级燃烧循环的优点是:涡轮温度低,高压氧化剂涡轮泵结构简单,液氧换热器安全和气体旋转起动坚固耐用(ro-bust gas spin start)。     

可重复使用运载器的耐坠毁缓冲装置的设计优化

针对采用四腿式着陆支架的可重复使用运载器，提出一种油气-蜂窝两级缓冲的新型耐坠毁缓冲装置，常规油气缓冲器实现重复使用，危险工况下蜂窝缓冲器实现耐坠毁功能。建立了运载器着陆动力学模型，给出了运载器着陆的四种极限工况及铝蜂窝压溃载荷的求解方法，基于径向基(RBF)代理模型，采用多学科协同优化方法，对多工况下运载器两级缓冲装置设计参数进行了优化。结果表明，多学科协同优化方法有着较好的准确性，优化后运载器的最大过载和缓冲支柱载荷峰值均得到降低。最后，对比了单独油气缓冲器与两级耐坠毁缓冲装置下运载器的着陆响应，结果表明，使用两级耐坠毁缓冲装置在降低运载器最大着陆过载和缓冲支柱载荷峰值上有着较为明显的优势。