美国新型低温上面级的预研情况

二十五年来,美国宇航局和美国空军一直打算开展多种先进的低温上面级的研制,如 AMPS、OOS、STV、TUG,HEUS、OTV、AUS 等等,但到现在为止,都还始终处于预研阶段,人马座上面级仍在继续改进。利用现有的经费研制一种全新的上面级,以获得比人马座更佳的工作性能和经济效益,这种情况迄今还没有体现出来。本文简要介绍通用动力公司预研的几种先进的上面级方案和基本费用情况。迄今为止,在美国的上面级序列里,只有人马座是采用液氢/液氧推进剂的高能上面级。它已随宇宙神和大力神运载火箭发射了约80次。对人马座继续改进的重点是增加可靠性、降低发射费用、增加滞空时间等。但是,在美国航天界一直存在两种倾向的经费投向,一种是为改进人马座继续投资,另一种则认为应开始研制一种全新的高能上面级,通用动力公司对改进人马座和研制新型上面级两方面部很感兴趣。研制一种全新型的发动机、具有一体化健康管理(IHM)功能的控制系统组成的全新型上面级及其地面辅助设施将需资金20亿美元左右,而其工作性能也许只比人马座提高约10%,这样,研制一种全新型的上面级将是不经济的,除非有特殊的要求,如需要进行载人月球或火星环绕旅行任务,否则,将不会开展全新型的上面级研制。     

美国上面级的研制概况

一、美国上面级的发展史 运载火箭发射不带近地点发动机的高轨道通信卫星时,都需要采用轨道转移级作为其上面级。美国在50年代末到70年代中期研制的早期上面级有艾伯尔、艾伯尔星、阿金纳、阿金纳B和D、博纳2、半人马座1D、转移星和土星4B等。艾伯尔和艾伯尔星是其中最早研制的上面级,     

运载火箭上面级姿控技术研究

开展了运载火箭上面级姿态控制技术研究,对国内外运载火箭上面级发展情况进行了分析,给出了上面级发展趋势,并对上面级姿态控制技术设计的难点进行了分析.     

导弹级间热分离动态特性仿真研究

级间热分离具有改善和提高继续飞行级的稳定性和入轨精度而被固体弹道式导弹广泛采用。以某导弹级间热分离为研究背景建立了分离动态方程,基于ADAMS平台进行了参数化模型的分离动力学仿真分析,协调、选择级间分离的各种参数,阐述了级间热分离需考虑的主要问题。研究表明,虚拟现实技术是实现合理选定导弹级间热分离时序的有效途径,不仅可提高分离系统设计、分析和校核过程中的条理化和清晰度,而且为实现分离系统设计与仿真的精确化、可视化、组合化和通用化提供了较好的基础。     

系统级FMEA工作方法探讨

首先对探讨系统级FMEA工作进行了必要性分析;其次立足于型号研制特点及故障发生的特点提出了做系统级FMEA的思路;最后抛砖引玉,给出了做系统级FMEA供大家参考的三个实例。     

30kN上面级液氧甲烷发动机方案

上面级是介于运载火箭与航天器之间的相对独立的一级,具备轨道转移能力,可将有效载荷精确送入预定轨道。上面级是提高火箭运载能力和提升任务适应性的有效途径,上面级发动机是实现该目标的关键。长期在轨的高性能上面级,要求主动力具备比冲高、空间可长期贮存和高可靠性等能力。针对此技术需求,对比分析了上面级发动机的系统方案;设计了采用泵压膨胀循环、双涡轮泵串联的30 kN上面级发动机系统方案;重点介绍了推力室、涡轮泵和发动机总装集成等关键组件的研究进展。研究表明:液氧甲烷推进剂非常适用于长期在轨上面级发动机;闭式膨胀循环发动机系统是长期在轨上面级动力系统方案的首选;推力室和涡轮泵等组件的研制结果,初步证明了发动机系统及组件方案的可行性;发动机总装和演示试验方案设计工作,为深入开展发动机系统技术研究打下了良好基础。     

长时间在轨上面级动力系统关键技术研究

上面级动力系统提供用于变轨所需要的动力，同时提供姿态控制、推进剂沉底、末速修正功能所需要的动力，将上面级和北斗导航卫星一起送入预定轨道。回顾了从早期的上面级动力系统选型论证到后续的关键技术攻关过程，对比研究了泵压式与挤压式动力系统的技术优势，分析了动力系统研制过程中的主要关键技术，并对关键技术的应用情况进行了总结，最后提出了长时间在轨上面级动力系统的后续发展建议。     

美国的未来上面级技术研究

本文对空间转移飞行器(Space Transfer Vehicle)方案及在可行性研究中得到的有关技术和设计构想进行了论述。通过组件的模块化、提高通用性,并采用所设想的分系统,如推进/控制系统舱(P/A)和一体化的模块式发动机组(IME),可以降低发射系统的费用。一体化飞行器的健康管理(IVHM)技术和现代化的技术开发环境可以降低未来上面级的费用和运转维护费用。本文最后对采用这些设想、从近期的小型上面级到月球转移入轨级(TLI)的系统结构进行了描述,并推荐了利用这些设想研制未来上面级的发展途径。     

运载火箭上面级功能与技术发展分析

对狭义的运载火箭上面级的功能与技术发展进行了综述.介绍了美国阿金纳、半人马座,俄罗斯的Fregat、微风,欧空局的EPS等典型上面级的应用和性能参数.概述了上面级应用灵活性不断提高、性能不断提升、功能不断发展等主要发展趋势.分析了运载火箭上面级的多星发射部署、卫星直接入轨、火箭运载能力增加、完成特定入轨任务等应用.讨论了运载火箭上面级需发展的总体优化、轻质化等技术.探讨了我国发展运载火箭上面级的建议.     

远征上面级研制技术发展

远征上面级研制自2009年开始，经过6年研制工作后，2015年3月30日成功首飞，至今已发展形成了适应不同发射需求的远征系列上面级，累计发射近20次，将40余颗大型航天器精准送入中轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)、太阳同步轨道(SSO)、再入轨道等多种空间轨道，实现了空间运输系统跨越式发展。对10年来远征上面级的研制技术发展进行了回顾，分析了其技术优势和关键技术研究情况，并对我国上面级的后续发展提出建议。     

系级教学档案管理模式研究

系级教学档案有自身的特殊性，并且形式多种多样。通过对系级教学档案的类型分析，坚持科学的系级教学档案整理工作的原则，才能高效完成系级教学档案的管理工作。     

波音公司提出两级入轨方案

波音防御与空间集团公司最近向美国防部和航宇局简要介绍了一种两级入轨载人航天运载系统方案。该方案将采用超音速运输机型的飞机作为第一级,能在较短的时间内投入使用,而且有效载荷能力较高。 对克林顿政府来说,这种两级入轨系统的主要诱人之处将是     

系级教学档案管理模式研究

系级教学档案有自身的特殊性，并且形式多种多样。通过对系级教学档案的类型分析，坚持科学的系级教学档案整理工作的原则，才能高效完成系级教学档案的管理工作。     

宇航级电连接器的材料质量控制研究

阐述宇航级电连接器为经受住不同轨道空间飞行器所经受的真空、温度交变、辐照和原子氧等复杂苛严的环境条件，对设计选材和材料筛选提出的质量控制要求。分析研究为验证宇航级电连接器材料能否满足这些特殊的空间环境条件要求j必须开展的热真空释气、温度交变、臭氧暴露、抗辐照、可燃性、气味和毒性（废气）等材料筛选试验方法。并对我国宇航级电连接器材料质量控制提出了意见和建议。     

小型运载器低费用第一级

为设计最低费用小型运载器第一级,对几种推进剂组合、组件结构及制造加工技术等进行了性能、费用方面的比较研究。     

基于无滚转导弹两级轴线出现偏差的级间分离运动分析

针对导弹飞行过程中存在扰动因素影响时两级轴线出现偏差的情况,建立了无滚转导弹的偏差分离模型。基于此模型,对常风、发动机推力偏差、连接误差等3种扰动下的导弹级间分离过程进行了仿真计算。计算结果表明,仅存在垂直风影响时,导弹俯仰角增大较多,分离过程时间减少,发动机推力正偏差和横移加快弹体分离,发射时助推级俯仰角不变,不同主级连接误差对分离过程时间影响微弱。计算结果与飞行力学理论一致,进一步证明了偏差分离模型的正确性。     

航天器试验装配级与试验策略探讨

简述航天器试验装配级的基本内容以及基于装配级的试验策略,解析国外标准中对航天器装配级和硬件类型的划分,探讨航天器装配级、硬件分类与对应试验之间的关系和试验策略。     

火箭级间分离过程流场数值模拟

火箭级间不同排焰窗位置构型会对级间动态热分离过程产生影响,采用耦合求解轴对称非定常N-S方程与一维分离动力学方程的方法,开展了多个工况的数值仿真,研究了不同排烟窗位置的影响。结果表明,排焰窗位置更加靠近二级火箭时有利于两级火箭在分离过程中获得较高的相对加速度,促进两级火箭的快速分离。但此时级间区域流场在分离过程中存在剧烈震荡的阶段,而当排焰窗位置更加靠近一级火箭时,级间区域流场则相对平稳,一级火箭前封头受力也更加均匀。     

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...     

用于空间通信的级连码

1966年提出的级连码是一类纠错能力强的渐近好码,它将在空间通信中得到广泛应用。本文研究RS/Viterbi级连码,从理论上证明了它的性能满足Zyablov限;探讨了RS/Viterbi级连码的编译码方法,对RS码的连分式译码方法作了改进,使之更适于实用。