可重复使用助推器系统RTLS飞行的风险评估

<正>一、引言为确保未来在太空及网络电磁空间(Cyberspace)的持续主导地位,美国面临的一项最为关键的技术挑战是能够提供全型谱的、成本显著降低的运载能力。目前美国空军的中型和重型运载任务由一次性运载器来承担,如联合发射联盟公司为美国空军提供的宇宙神5和德尔它4火箭。由于近期NASA航天飞机计划的终止,后续相关子合同需要完全由一次性运载器发展计划来履行,导致完成上述发射任务的工     

用于商业发射的宇宙神和半人马座

宇宙神/半人马座(图1)是由通用动力公司根据与美国航字局(NASA)的合同研制和使用的。在首次飞行后25年的时间里,该运载器的性能和可靠性得到了逐步的改进和提高。近几年来,其可靠性一直保持在95％。 宇宙神/半人马座已为NASA、国防部和商业用户完成了各种飞行任务。根据美国政府鼓励和方便于商业航天发射的政策,在1987年底进行的第68次发射之后,宇宙神/半人马座将逐渐转向以商业发射为主。在此     

美国未来运载器的推进系统

美国现有的空间运载器系列已为其军用、民用及商用任务服役了三十多年,但因它们操作困难、价格昂贵又缺乏改进投资而不能接受当今竞争的挑战。最近,发射服务市场又有了新的发射要求,即有效载荷大、费用低具有现代化运载器的设计。过去美国垄断了全世界的发射市场,但现在已降至25％,为改善竞争能力,要求改进制造工艺、采用先进技术和提高发射可靠性等三方面进行综合考虑以降低其成本。因此需要进一步改进运载系统。正如计划认定的NLS、STME等运载系统最关键的是推进技术。因此,本文从推进远景的角度着重讨论增强美国发射竞争力的几种可能解决途径。     

九十年代美国的航天发射业展望

美国及世界各国的运载系统都在为维持和扩大自己的航天发射业务而进行角逐,这种竞争在拥有多家发射系统制造公司和广大的卫星发射市场的美国显得尤为激烈。本文对美国的各种运载火箭及其发射业务的现状和发展前景作了分析,重点介绍了宇宙神、大力神和德尔它等几个主要运载器系列的情况。     

美GD公司将研制新型半人马座

美国通用动力公司(GD)准备研制一种单发动机半人马座上面级,以求提高美运载火箭的性能和可靠性。目前该公司正在寻求让美空军为该计划投资。 这种单发动机上面级将在90年代末投入使用。它可用于通用动力公司的宇宙神和马丁·玛丽埃塔公司的大力神,提高其有效载荷运载能力和可靠性,改进可操作性,同时降低操作费用。它还可用于太空升运者(Spacelifter)运载火箭。太空升运者是用来接替已被取消的国家运载系统计划的新一代运载器,低地轨道运载能力为9吨。     

SHUTTLEC已开始方案论证

美国航宇局(NASA)已开始对由从航天飞机派生的一种不载人大型航天运载器进行方案论证,这种载货运载器取名为SHUTTLEC。现在有人将它看成是美国空军的先进发射系统(ALS)的竞争对手,然而实际情况并非如此,SHUTTLEC和ALS是两种不同用途的运载器。 对空间运输体系的研究认为,运载器的寿命周期费用取决于运载器尺寸、发射频率和采用的技术。 对现有运载器进行比较后发现,有效载荷发射能力为45400～68100公斤时其效费比最高,而SHUTTLEC的低地轨道发     

日本的M-5火箭和月球探测器

日本宇宙航空研究所(ISAS)已开始研制一种新的大型运载火箭和一种能将钻探器射人月球表面进行探测的价值一亿美元的月球探测航天器。 日本计划利用自行研制的、采用新的固体推进剂的M-5火箭来开展其雄心勃勃的月球和行星探测计划,预计于1996年发射月球钻探器。 M-5运载火箭的运载能力相当于美国早期的宇宙神火箭,是日本现有的M-3S-2运载火箭(见封二)的3倍。它能将2000公斤重的卫星送入低地轨道,而M-3S-2的运载能力则只有770公斤。     

宇宙神3进行首次发射

美国洛克希德·马丁公司５月２４日进行了宇宙神３型运载火箭的首次发射，将欧洲通信卫星组织的一颗卫星送入地球同步转移轨道。这次发射对洛马公司未来运载业务的开展至关重要，使其拥有了同波音公司和欧洲阿里安航天公司等运载厂家展开竞争的又一利器。发射的成功同时表明，这项美俄合作计划能够克服技术转移方面的重重限制，向着预定的目标进发。一次重要的发射 宇宙神３同宇宙神系列运载火箭以往的型号相比有了重大转变，其中最重要的一点变化是采用了由俄罗斯企业研制的推进系统。宇宙神系列火箭是在洲际弹道导弹的基础上发展起来的。…     

对现役和未来运载器的液体发动机研制的评价方法

按主要发动机和推进剂的参数,以及它们在运载器上的应用,叙述了现有各种供大型运载器用的液体发动机.讨论了在具体的发动机研究项目中的预研、早期的研制方式和发动机技术的成熟性,包括了取得的经验.对新型发动机,包括能支持下一代运载器的改进的和新构想的发动机,以技术为重点作了说明.介绍了为降低潜在的研制风险所需要的技术成熟程度和发展,以及在性能、可操作性、重复使用性、可靠性和生产性上预期能取得的收获.建立了技术上分等的方法,其中包括以效益函数表示的相对运输系统寿命周期费用(LCC).这一方法在确定初步但及时地对各种技术的费效比作等级评定是有用的.方法学采用了无量纲形式的常规费用估计比值(CER).引进新推进系统技术上取得的运输系统相对总效益,是从包括运载器操作和发射设施的主要运输系统各部分的递推和非递推费用中得出的.对某些高发射率的模型中的几种候选运输系统发动机方案及有关技术排出了高低等级.     

恒模盲均衡算法在运载器通信系统中的应用

为实现运载器快速机动发射,运载器与地面测试系统突破传统电缆束缚,采用无线通信方式进行信息交互。随着无线通信速率的不断提高,尤其是在多径干扰和敌方干扰下信道呈现出频率选择性衰落,接收端将产生严重的码间干扰(ISI),系统误码率难以满足运载器与地面测试系统通信需求。为此研究了恒模盲均衡算法(CMA),并在此基础上提出了改进的CMA算法,理论分析与仿真结果表明,改进算法能有效抑制噪声,收敛速度快,稳态均方误差更小,均衡后的信号恢复效果明显。     

火神火箭技术方案及低成本控制措施分析

正2015年3月,美国联合发射联盟公司(ULA)执行总裁布鲁诺宣布该公司将研制"新一代运载系统"(NGLS),用以逐渐替代公司现有的改进型一次性运载火箭(EELV,包括德尔它4系列及宇宙神5系列火箭)。随后在今年4月13日美国第31届航天年会上,布鲁诺正式宣布NGLS火箭命名为"火神"(Vulcan),并向外界详细介绍了该火箭的初步技术方案。     

发射消息

印度静地卫星运载器(GSLV)D2运载火箭5月8日在哈里斯里科塔萨迪什·达万航天中心发射了静地卫星(GSAT)2实验卫星。△日本M-5运载火箭5月9日在鹿儿岛航天中心发射了缪斯C(又称猎鹰)天文卫星。该卫星将对一颗小行星进行采样,并将把样品送回地球。△国际发射服务公司的宇宙神5运载火箭5月13日在卡纳维拉尔角空军站发射了“希腊星”2通信卫星。该卫星是希腊和塞浦路斯的第一颗通信卫星,由阿斯特里姆公司建造,将在雅典奥运会的转播中发挥作用。这次发射使用的是401型火箭。这是宇宙神5的第二次飞行。发射消息…     

宇航双雄各显神通--美"渐进一次性运载器"研制渐入佳境

美国两大宇航公司洛克希德·马丁公司和波音公司正在为美国空军研制称为渐进一次性运载器 ( EELV)的一次性运载火箭。这项计划的目的是要研制出可使美国重新称雄世界运载行业的新的运载器家族 ,以取代目前正在使用的美国运载行业“三套车”——中等运载能力的德尔它和宇宙神以及重型的大力神 4火箭。为了创造竞争环境 ,美国空军采取了让洛马和波音两家各自研制一个系列的双承包商办法。洛马公司的系列称为宇宙神 5,而波音公司的系列称为德尔它4。齐头并进的这两项火箭计划都在力争在成本、性能和系统可靠性之间寻求一个最佳平衡点 ,以满足…     

美发射失败危及日本的电视业务

4月18日,由于美国通用动力公司的宇宙神-半人马座发射失败,日本损失了一颗BS-3H卫星。从5月中旬开始,日本可能会因此暂停相当一部分商业性电视直播业务。 通用动力公司是宇宙神-半人马座运载器的主承包商,普拉持·惠特尼公司(简称普惠公司)制造了半人马座上面级的液氢/液氧RL-10发动机。发射BS-3H卫星所使用的两台RL-10发动机最初是给NASA航天飞机-半人马座计划用的,该计划已在1986年被取消。     

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。     

美空军将通过竞争选取太空升运者方案

美国空军打算让各种可能的方案都加入太空升运者(Spacelifter)运载器的方案竞争,并将考虑把中标系统的使用工作交给商业部门。此外,美国空军还可能寻求对现存的运载火箭进行改进,以使其能服役到下个世纪新系统投入使用之时。通用动力公司已提出了对宇宙神、德尔它和大力神火箭的部件和操作性能进行改进的建议。这些改进措施也将用在太空升运者新型运载器上。     

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。     

简讯

阿里安火箭又一次发射成功 4月15日,一枚阿里安44L火箭成功地将法国的电信星Telecom-2B和国际海事通信卫星Inmarsat 2F4送入轨道,这是阿里安火箭的第50次发射,也是阿里安航天公司自1990年2月的一次发射失败之后所进行的连续第14次成功发射。下一次发射计划在6月底进行,这一次将把一颗欧洲卫星和一颗印度卫星送入太空。 (信) 美批准购买俄航天技术的第一宗买卖 美国政府已于4月份批准洛勒尔航天系统(Space System/Loral)公司购买俄罗斯Hall等离子体电子推进系统,这是美国向俄罗斯采购的第一项航天技术,该系统用于卫星位置保持和姿态控制。俄罗斯的这种产品可以减轻航天器的重量,降低燃耗和发射成本,以提高航天器的效能。20年来,前苏联卫星上已使用了100多个等离子体推力器。 洛勒尔公司将与俄罗斯Fakal企业组成一个合资公司以推销等离子推力器和有关电子设备。 (谢平) 宇宙神运载火箭的改进 美通力动力公司最近对宇宙神火箭的硬件和软件进行了改进,使现有的宇宙神1和2的运载能力提高8％。对半人马座第二级的RL-10低温发动机进行改进后,发动机推力将增加6.7千牛,比冲增加2％。经过     

组合动力运载器发展与展望

随着航天运输频次的大幅提升,航天发射需求对航天运输系统的要求越来越高.本文从重复使用航天运输系统出发,着重阐述了以组合发动机为动力的重复使用运载器的发展起源,对组合动力运载器领域的国际发展格局与研究现状进行了分析,并且从技术角度出发,结合空天飞行任务需求和组合动力工作特性,分析了组合动力运载器发展所面临的技术挑战.文章...     

日本的J—1运载火箭方案

从历史的角度来看,运载火箭的尺寸和有效载荷能力呈现出不断增大的趋势,日本也不例外。日本有两个机构目前正在研制大型火箭。日本宇宙开发事业团即将发射的H—2火箭将主要用于发射新型应用卫星,而日本宇宙航空科学研究所正在研制的M—5火箭将用于发射新型科学卫星。在这种情况下,这两个机构都认为,利用现有的固体火箭技术研究小型运载器不仅很容易实现,而且也将是有益的。正是基于这种考虑,日本宇宙开发事业团在宇宙航空科学研究所的协助下开始了J—1小型运载火箭的研制工作。