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.     

低成本运载火箭制导系统

现役的大型运载火箭正朝向能力更大且日益复杂的力向发展.这也为将载荷送入低地球轨道(LEO)的小型低成本运载火箭开拓市场创造了条件.迄今为止,较小的载荷都必须等待时机“驮”在较大的载荷上才能送入轨道.这使得较小载荷的发射主要依赖于大型载荷的发射日期和轨道要求.大型运载火箭用的制导系统都非常精密而昂贵.通常发射小型LEO载荷并不需这样高的精密要求,因此使用价廉的制导系统有助于降低固定成本.佛伦蒂公司已为低成     

20世纪90年代大运载总体方案论证的一些回顾

大型运载火箭是人类进入空间并进一步进行深空探索的关键空间运输工具,我国从20世纪80年代开始进行大型运载火箭总体方案研究和论证工作,众多技术专家参与了论证。回顾了多种大型运载火箭总体方案的提出思路,介绍了20世纪90年代863第二届专题组在总体方案论证中完成的总体参数分析论证工作,在前期工作的基础上,以发射20t级空间站为目标,提出了大型运载火箭多种总体方案的参数分析结果,为以后论证工作提供一定的参考。     

“德尔它”商用中型运载火箭

概述“德尔它”Ⅱ中型运载火箭发射商用载荷的情况.“德尔它”系列火箭的特点是可靠性很高.航天飞机的失事,使美国重新考虑起用一次性使用运载火箭.“德尔它”Ⅱ便能满足90年代卫星商业市场的需求,经过不断改进,它最终能将1450—1800kg的载荷送上地球同步轨道.详细介绍“德尔它”Ⅱ的性能与各级的结构特点,及火箭目前的研制状况.     

美国90年代的大型运载火箭(HLLV)

目前美国正在研制一种大型运载火箭,准备在90年代中后期使用。这种运载火箭能运载136吨的有效载荷,到达1000公里的圆形极轨道。它可与直径15米、长60米的有效载荷整流罩对接。载荷可以是空间站部件,商用空间设备或先进的军用系统。设计要求:宇航电子系统和推进系统能重复使用;发射运转时间短;尽量减少硬件;部件有适应性和通用性以及成本低。     

德尔它Ⅱ运载火箭用石墨／环氧发动机

由麦克唐纳·道格拉斯公司提供的德尔它Ⅱ7925运载火箭能将1819kg多的有效载荷送入地球同步转移轨道,这一运载能力很适合90年代商用和政府的发射要求。7925运载火箭有9台赫克力斯公司制造的石墨/环氧固体火箭发动机(GEM)助推器。本文介绍了GEM的设计和研制。     

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.     

运载火箭无线修正制导系统的探讨

主要讨论发射卫星用运载火箭制导系统采用无线电制导的情况.世界各国经历了无线电制导——惯性制导——惯性+无线电混合制导的过程,而日本则始终采用无线电制导系统.无线电制导重新采用的主要原因有:适合于发射卫星用运载火箭的工作特性;能发挥软件功能,提高制导精度;能使发射场附近的各种设施联机使用,能有效地综合利用遥控、遥测、外测、控制、通信等信息;地面雷达、计算机可多次使用,箭上设备简单.着重介绍日本的无线电制导技术和应用情况,以及KRR测量系统的弹道计算过程.无线电制导的前提是有效利用软设备的功能.以软设备为中心的惯性+无线电混合修正制导是各种宇航制导工程的基础,将获得越来越广泛的应用.     

日本的H-Ⅱ火箭

为了满足以低成本发射大型卫星的要求,日本宇宙开发事业团正在研制H-Ⅱ运载火箭,以作为其90年代的主要运载工具。目前,宇宙开发事业团正在进行该火箭的D阶段的研究和进行多种类型的研制试验。1988年已开始制造H-Ⅱ的地面试验型火箭（GTV）和第一枚飞行型（FM）火箭,第一次试飞计划在1992年初进行。本文将详细介绍H-Ⅱ火箭的设计和研制现状。     

下一代火箭发动机

评述由地球发射入轨的运载火箭推进技术,提出了几种推进系统的新方案.这些新方案能满足美国空间发展委员会规定的作为2000年使用的大型运载火箭的基本要求.2000年使用的运载火箭的主要特点是首先必须保证其可靠性.而可靠性的获得又需要极为严密的结构设计以及合理、经济、高效的研制计划和鉴定计划.为了改进下一代空间运输推进系统,需要选择最佳的后备动力和循环系统,还要采用一些新的发动机设计方案,这样才能满足推进系统耐用、可靠和经济等要求.举例来说,采用推进剂或其它流体作为冷却介质和驱动动力源,能使长寿命涡轮机启动平稳、可控和降低涡轮燃气温度.所提出的新方案有:使用LOX/LH_2、LOX/LH_2 HC和LOX/LH_2 HC Al等不同推进剂组合的双扩张段发动机,LOX/LH_2发动机、LOX/HC发动机以及混合比可调的发动机.最后详细介绍一种风险很小、发射成本低、可完全重复使用的推进系统.     

斯蒂芬妮·威尔逊

早期经历：1988年从哈佛大学毕业后，她曾在马丁·玛丽埃塔达航空航天学组织工作了2年。作为一名“大力神-4”洲际导弹运载火箭的载荷和动力学工程师，她负责对飞行过程中的运载火箭和载荷进行耦（合）载荷分析。1990年，她离开马丁·玛丽埃塔达，进入美国德克萨斯州立大学研究所。她研究的主要方向是大型灵活性太空装置的控制与建模。     

普列谢茨克发射场

原苏联在普列谢茨克建造新型sL-16天顶号运载火箭的发射台和大型运载火箭/航天器组装场,为在1994～1995年发射5800千牛推力的SL-16大型运载火箭作准备,从而使原苏联极轨道有效载荷的运载能力增加了一倍。 美国的第一个NASA戈达德航天小组在这里观看了一次发     

商业化“大力神”运载火箭

介绍马丁·马丽埃塔公司正在实行的“大力神”Ⅲ商业火箭计划,这种运载火箭是在“大力神”34D的基础上改进而来的,采用大尺寸整流罩和加长舱以进行单/双星发射,它的低轨道运载能力将达到143t,并能同航天飞机/“阿里安”运载火箭相兼容.目前已改进了第二级前裙结构和某些布局,第二级长度也已加长,该公司正在实施加装轨道转移级的计划,目的是使载荷直接进入同步转移轨道.     

先进运载火箭的先进回收系统(ARS)第一阶段研究报告

一次性运载火箭的重新使用,将成为发展低成本空间运输系统的关键一步。先前的研究以及航天飞机固体火箭助推器的经验表明,运载火箭构件的回收和再用在经济上是有利的。由于认识到这个事实,NASA/MSFC与先锋航空航天公司签订了称作高级运载火箭先进回收系统(ARS)的第一阶段研究合同。本文论述了研究期间所完成的工作和由此而得到的结论。 先锋公司首先研究了这样一种方法,用它可以在预定点完整回收各种运载火箭硬件,供整修后再用。然后集中精力研究一个回收系统以用于近期很可能用得上的项目,即推进和电子设备舱(P/AM)的回收。 这次研究在如下方面是成功的: ·满意地达到了所有的研究目标; ·按照规定的时间,呈报了所有资料文本; ·对第二阶段试验所用的P/AM回收系统进行了设计,该系统具有成本低,重量轻、性能好,具有定点着陆潜力和使用灵活的优点。     

美国洛克韦尔公司提出可回收的大推力运载火箭方案

根据美国空军关于降低运载火箭发射成本的要求,美国洛克韦尔国际公司提出了一项大推力运载火箭(HLV)方案。本文着重介绍这种火箭的结构特点及其性能。它将装有一个不载人的再入滑翔器,能将有效载荷部署到轨道上并把航天电子设备送回地面。该公司认为,这种运载火箭的发射成本可降为原航天飞机发射成本的三分之一或更少。HLV在90年代初期就可能具有初始发射能力。本文最后提出了尚待解决的一些技术问题。     

长征系列运载火箭介绍：长征三号系列（五）

长征系列运载火箭介绍：长征三号系列（五）陈国华长征三号Ａ长征三号Ａ运载火箭是在长征三号火箭成功之后重新研制的一种三级大型运载火箭，采用了百余项新技术，其技术性能、使用性能以及适应性等均较长征三号有显著提高。它是长征三号系列火箭的基本型型号。长征三号Ａ...     

运载火箭尾段防热/承载一体化热防护系统设计及性能分析

先进热防护技术是可重复使用运载火箭研制的关键技术之一,具有高结构效率的防热/承载一体化热防护系统是运载火箭极具潜力的备选热防护方案。本文系统地总结了可重复使用运载火箭尾舱段防热和承载两方面的设计要求,设计了一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护系统。开展了运载火箭尾段一体化热防护系统设计,进行了代表性单胞结构的高温环境地面试验,揭示了复合材料一体化热防护系统的防隔热机理。同时施加力学和热流载荷,利用有限元方法对运载火箭尾段进行了热力耦合分析,获得了尾段结构的温度场、应变场和应力场。结果表明:在典型载荷工况下一体化热防护系统内壁温度保持在89.2℃以下,内部最大应力不超过9.53 MPa,安全系数达到1.89。     

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.     

运载火箭飞行载荷联合优化控制技术

为了解决基于模块化研制的运载火箭其飞行剖面载荷与承载能力不匹配而导致发射概率过低的问题，提出一种基于弹道风修、发动机节流、主动减载、横向动载荷精细化四项减载技术的飞行载荷联合优化控制技术。以箭体承载能力为约束，提高发射概率为目标，多种载荷控制技术联合为手段对运载火箭进行逆向设计，可以有效提高模块化研制火箭的发射概率。以长征八号运载火箭首飞为例，该技术成功将发射概率由研制初期的33%提高到83%。     

空射运载火箭点火姿态对运载能力影响的研究

相对于地面垂直发射运载火箭,空射运载火箭具有点火姿态可变的优点,不同的点火姿态对火箭的飞行弹道有显著影响,从而引起运载能力的变化.本文采用一个适用于空中发射的飞行程序角,在不同的点火俯仰角下对空射运载火箭的飞行弹道进行了优化,并对得出的优化结果进行了比较分析.研究结果表明,倾斜点火的方案既能避免大攻角飞行造成的载荷问题,又能提高运载能力.