国外固体运载火箭技术的新进展与启示

固体运载火箭作为快速进入空间的有效手段,已成为目前各国航天运输系统的重点发展方向之一。通过对国外固体运载火箭技术的发展脉络进行分析,研究其发展历程及特点,从四方面总结出其发展趋势,即向低成本、高可靠、快速机动发射发展;向固体运载与导弹技术共用发展,深层次拓宽军民融合领域;向与捆绑式运载火箭的大型固体助推器技术共同发展,并充分利用成熟技术;向模块化、可扩展化设计发展。最后,对国内发展固体小型运载火箭提出了相关建议。     

中国航天固体火箭技术的发展

叙述了20世纪50年代以来中国航天固体火箭推进技术的发展历程，介绍了9种最具代表性的固体火箭发动机的技术特征、研制过程、地面试验和飞行情况，这些发动机分别应用于中国的探空火箭、运载火箭上面级和应用卫星变轨系统。文中还简要地评述了中国固体推进各单项技术的发展水平。     

国外固体捆绑运载火箭技术与方案综述

对国外固体捆绑运载火箭技术进行了综述.分析了固体捆绑技术的优势及其对火箭性能的影响.介绍了国外阿里安-5,H-2A系列运载火箭,以及德尔它-4、宇宙神-5系列运载火箭等现役典型固体捆绑运载火箭.给出了固体助推器捆绑结构布局、气动特性匹配、固体助推器矢量控制系统配置及推力特性要求等关键技术.     

印度航天用固体火箭发动机

本文介绍了印度航天用固体火箭发动机的发展历程、技术水平和应用情况,着重介绍了SLV、增强型SLV和极轨道卫星运载火箭用的固体发动机情况。     

织女星火箭固体发动机研制故障综述

织女星(Vega)运载火箭是迄今为止欧洲现役最大的固体动力运载火箭。在其三级固体发动机研发过程中贯穿通用化、模块化的设计理念,并采用了大量新技术和新工艺,在提升火箭性能的同时有效降低了火箭的研制成本。基于验证成熟的固体发动机技术,欧空局启动研发织女星C(Vega C)、织女星E(Vega E)、织女星C轻型(Vega C Light)等一系列固体运载火箭,满足多种载荷范围的发射需求,大大提高了欧洲对小型有效载荷的发射灵活性和响应能力。该文总结了欧洲织女星运载火箭固体发动机的主要性能,重点梳理分析了三级固体火箭发动机(P80、Zefiro 23、Zefiro 9)在研制过程中曾遇到过的技术问题,包括发动机压力振荡、熔渣、喷管过度侵蚀、柔性接头问题、机电作动器电流过度消耗问题等,研究了这些故障的产生根源、相应的解决措施以及开展的相关研究,旨在对国内固体运载火箭发动机技术研究提供参考和借鉴。     

基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化

固体运载火箭设计属于典型的多学科设计问题,为提高同体运载火箭设计水平和缩短研制周期,提出了基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化方法.建立了固体运载火箭多学科系统分析模型,以卫星轨道设计计算得到的运载火箭关机点参数和最小火箭起飞质量为设计准则.采用物理规划方法构造系统级火箭总体设计优化模型,以发动机总体性能指标为设计准则,采用物理规划方法构造子系统级发动机设计优化模型.通过系统级总体设计优化和并行的子系统级发动机设计优化的嵌套循环,得到满足火箭运载能力的各级固体发动机最优设计结果,即得到内外弹道相匹配的发动机最优推力-时间曲线.     

基于改进协同优化方法的固体运载火箭多学科设计优化

研究固体运载火箭多学科协同设计优化问题.建立固体运载火箭多学科设计优化相关学科模型,包括总体学科、推进学科、气动学科、质量学科和弹道学科模型,构建固体运载火箭协同优化设计框架；提出含序贯策略的改进协同优化方法,解决固体运载火箭学科间耦合变量过多带来的系统级设计变量规模过大问题,实现固体运载火箭多学科协同设计优化.仿真结...     

基于粒子群算法的固体运载火箭上升段弹道优化设计研究

应用粒子群优化算法研究了固体运载火箭上升段弹道优化设计问题。设计了固体运载 火箭上升段飞行程序,构建了固体运载火箭弹道优化设计问题的粒子群算法,通过控制参数 改进和引入函数拉伸策略,对算法进行了改进。仿真计算结果表明,粒子群优化算法能有效 解决固体运载火箭弹道优化设计问题,优化方案末助推级液体推进剂消耗比原方案减少11.1 ％,算法收敛速度快,需设置参数少,易于工程实现。可为固体运载火箭弹道优化设计 提供理论参考。
     

固体助推发动机技术研究进展及总体需求分析

随着固体助推发动机技术在航天运输领域的应用，运载火箭对航天动力系统的需求不断提升。美国、欧洲、日本、印度等国家和地区均发展并应用了固体助推发动机技术，并呈现出大推力、低成本、高可靠的技术特征。在总结国外固体助推发动机技术研究进展和发展趋势的基础上，从顶层规划、总体设计、工艺实现等方面提出了未来固体助推发动机技术的总体需求，为我国固体助推发动机技术发展方向提供参考。后续，发动机研制应在运载火箭总体与动力联合优化的基础上，持续开展性能提升和关键技术攻关。     

固体推进技术的发展

介绍了固体推进技术的发展趋势,主要是发展用于机动、隐蔽的固体导弹的动力装置,发展无烟推进剂及发展航天大型助推器和运载火箭顶级。文中还以FG-15远地点发动机为例介绍了我国固体推进技术的水平。     

中国运载火箭液体动力系统发展方向研究

阐述了液体动力系统发展规划研究对运载火箭的重要意义,梳理了国外运载火箭液体动力系统发展态势,初步提出我国运载火箭液体动力系统发展需求及重点发展方向规划,为我国运载火箭液体动力系统发展和航天强国建设提供参考。     

国内外先进推进技术发展综述

航天运输领域发展的核心目标包括提高运载能力、降低发射成本及减少发射准备时间等。相对于传统的化学推进技术,先进推进技术采用新能源或新机理,旨在从根本上满足未来对有效载荷、发射成本和发射周期的要求。对国内外组合动力装置、核聚变动力推进、离子推进、激光推进、核子脉冲推进、太阳帆推进、磁场帆推进、布萨德喷气推进、反物质推进等先进推进技术的研究进展进行综述和可行性分析,并给出了发展启示。     

烃类推进剂航天动力技术进展与展望未来

为研究烃类推进剂航天动力技术在中国的后续发展和未来应用方向,对比分析煤油、甲烷和丙烷等典型烃类推进剂的物理化学性质和应用特性,简要介绍烃类推进剂航天动力在一次性运载火箭、可重复使用运载器、高性能上面级推进、无毒空间推进和吸气式推进领域的发展动态及应用状况。当前国内外航天动力系统的发展和应用情况表明,以液氧煤油发动机和液氧甲烷发动机为代表的烃类推进剂航天动力将引领未来高性能低成本航天推进系统的发展趋势,依照中国液氧/烃火箭发动机的研制进展和技术水平,以其为核心的新型动力体系在中国未来的天地往返、载人登月和深空探测等多任务适应性方面具有良好应用前景。     

固体运载器在航天领域的地位及作用

结合我国固体发动机的实际水平，讨论了发展上型固体运载器的现实性，可行性以及可达到的运载能力，并根据当前世界空间技术发展动态，简述了固体技术在我国航天领域的地位及作用。     

中国载人航天推进技术发展设想

回顾了航天大国运载火箭及推进技术发展历程,重点分析了美国、俄罗斯等国航天运载器推进技术的发展现状和后续发展思路。通过对当前世界主流运载火箭的构型特点和推进技术水平的对比和发展趋势总结,对中国未来发展载人航天运载器和先进推进技术的主要方向提出了建议。     

A space exploration strategy that promotes international and commercial participation

NASA has created a plan to implement the Flexible Path strategy, which utilizes a heavy lift launch vehicle to deliver crew and cargo to orbit. In this plan, NASA would develop much of the transportation architecture (launch vehicle, crew capsule, and in-space propulsion), leaving the other in-space elements open to commercial and international partnerships. This paper presents a space exploration strategy that reverses that philosophy, where commercial and international launch vehicles provide launch services. Utilizing a propellant depot to aggregate propellant on orbit, smaller launch vehicles are capable of delivering all of the mass necessary for space exploration. This strategy has benefits to the architecture in terms of cost, schedule, and reliability.     

The Reliable and Intelligent Propulsion Pressurization System of the Long March 7 Launch Vehicle

The reliable and intelligent propulsion pressurization system is one of the key technologies of new Chinese generation launch vehicles; a high reliability design is an important guarantee for the success of launching. This paper analyzes the domestic and overseas liquid launch vehicles in the area of propulsion pressurization systems, based on comprehensive analysis, demonstrating the reliable and intelligent propulsion pressurization system of the Long March 7(Simplified as LM-7) has been raised. By applying a full chain redundancy design, setting proper pressure control bandwidth and control mode reconstruction under extreme fault conditions, the reliability and adaptability of the propulsion pressurization system has enhanced significantly. In addition, the complete system has been verified by the first two flights of LM-7.     

LM-11——The Main Force in China's Small Launch Vehicles for Commercial Launch

The Long March 11 launch vehicle(LM-11) is the only solid launch vehicle within China's new-generation launch vehicle series, enabling a full spectrum of Chinese launch vehicles. Compared with other China's LM series launch vehicles, it has the shortest launch preparation time. With the characteristics of appropriate launch capability, quick response, easy-to-use, flexible operation, universal interface and strong task adaptability, LM-11 can better meet the launch requirements for various small networking satellite, replacement and for emergency use. After four successful launches, LM-11 has become the main Chinese launch vehicle oriented to the international small satellite commercial launch market.     

小型全固体运载火箭的发展

介绍了小型全固体运载火箭的技术特点和主要型号的性能水平;分析了小型运载火箭用固体发动机的当前技术水平.