基于RBCC的天地往返运载器动力方案研究

基于火箭基组合循环发动机(RBCC)的结构组成、工作过程和特点,结合某吸气式重复使用天地往返运载器所提出的动力需求,分析了采用RBCC组合循环发动机作为该运载器动力方案的可行性和动力系统指标,设计并计算了RBCC组合循环发动机在各个工作模态下的性能参数.针对相同的运载器使用要求,采用相同的总体和气动力参数,通过飞行弹道仿真,计算和比较了采用RBCC发动机和纯火箭发动机两种动力方案的天地往返运载器方案.研究结果表明,相对于纯火箭动力,采用RBCC动力能明显减小运载器的燃料消耗,并增大其航程.     

后航天飞机时代天地往返运载器发展趋势研究

<正>2011年7月21日5时,美国"亚特兰蒂斯号"航天飞机顺利降落在肯尼迪航天中心,"亚特兰蒂斯号"的最后一次太空飞行任务圆满完成。这同时也标志着美国航天飞机毁誉参半的30年历史的终结,世界航天活动从此进入了"后航天飞机时代"。时至今日,航天飞机谢幕已3年多,世界航天活动依旧频繁,天地往返运载器项目蓬勃发展。本文通过对近3年世界航天界在天地往返运载器领域的活动分析,梳理后航天飞机时代世界航天界在天地往返运载器领域的发展趋势和显著特征,找寻对我国航天事业发展有益的借鉴。     

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。     

组合动力运载器气动布局与气动技术探讨

组合动力空天往返飞行器是下一代航天运输系统的发展方向,应用前景广阔,作为组合动力运载器直接实现形式和性能载体的气动布局,以及与其相关的空气动力技术,是研发组合动力运载器必须首先认识和解决的关键问题.本文对已有组合动力空天往返飞行器的气动布局特征,以及组合动力运载器发展涉及的复杂流动机理、宽速域气动布局设计等气动关键问题...     

欧洲未来的可重复使用运载器:FLTP(未来运载器技术计划)

阿丽安5型火箭的第二次和第三次鉴定飞行试验的成功是欧洲未来太空运输的一个重要里程碑;新型运载器和它的演变型将在后十年的航天发射市场占据领导角色.进一步的改进需要有突破性的设计概念变革;只有以部分或全部可重复使用性为基础,才可能降低成本:可以预计在2015年左右阿丽安5的后继型必定可重复使用.相应地,所需的几项新技术主要涉及气动热力学、先进结构和材料、可重复使用动力系统,健康诊断系统等.为此,ESA 已建议未来运载器技术计划(FLTP)的目标是:确认运载器可重复使用性的优势;鉴别、开发和评估新一代低成本运载器研制所需的技术;精心编制地面和飞行试验与验证大纲,要求在运载器研制阶段和进一步进行验证试验之前可达到足够的置信度;通过分析候选的运载器方案及技术研究项目的综合。为拟于2007年启动的下一代运载器的欧洲研究计划的项目决策提供依据.FLTP 的目的在于借助于三项中心工作解决以上问题:系统概念研究技术开发地面及飞行验证试验技术要求在对未来任何欧洲主要新型运载器研制作决定之前,第一阶段持续三年时间的一项两阶段研究计划将会获得对未来运载器系统构型、可行性和总体优势的清晰了解.     

航天飞机地面返场操作技术研究

介绍了航天飞机最初设计的返场操作方案和服役后实际执行的返场操作,详细介绍了轨道器从着陆于跑道到轨道器处理厂房,而后再次运抵发射台,直至在发射前所执行的地面维护操作。基于航天飞机的返场操作,提出未来研制天地往返可重复使用运载器在地面维护操作方面的建议。     

基于成本考虑的天地往返技术途径分析

采用能量分析方法,对天地往返成本的影响因素进行了分析。重点对入轨方式、发射方法和动力系统等因素进行了分析。提出了未来天地往返运输技术的研究设想。     

组合动力运载器控制系统研究启示

新一代低成本、高效可重复使用的组合动力运载器是未来航天领域发展的必然趋势,然而组合动力运载器由于具有飞行包线大幅扩展、自主可靠性要求高,以及强耦合、强不确定性、约束条件苛刻等特点,使得控制系统设计更为复杂和困难.虽然控制理论界和工程界已对运载器的控制系统分析设计方面开展了众多有价值的研究,但更大空域、更宽速域的组合动力...     

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...     

航天运载器重复使用液体动力若干问题探讨

重复使用是大幅度降低航天运输成本的主要途径,动力系统的重复使用是关键,也是首先要解决的问题。目前重复使用运载器动力装置发展的主要途径是研制重复使用、低成本的液体火箭发动机和开发以水平起降一级动力装置为目标的组合循环发动机。液体火箭发动机的重复使用应革新设计理念,从设计方法、推进剂选型、材料选取及能力的适度运用、生产工艺、维修等方面综合考虑。基于组合循环动力的水平起降飞行器是降低运输成本的重要途径,也是重复使用运载器发展的重要方向,应借鉴航空发动机等动力重复使用设计理念,在方案研究和关键技术研究阶段就考虑重复使用问题。     

天地往返运输系统的动力装置

本文在简要介绍未来运载器的基础上,着重描述了未来先进天地往返运输系统的关键技术——推进装置。文中根据未来运载器的总体方案发展设想,提出了今后推进领域内需要研制的各种发动机。     

适应于RBCC运载器的轨迹优化建模研究

根据RBCC动力系统工作原理,分析了RBCC运载器上升段轨迹特点和设计矛盾。针对此类飞行器工作模态多、冲压模态约束条件复杂、传统优化模型无法求解其全局最优解的问题,以Radau伪谱法为基础,建立了基于混合积分变量的全程最优轨迹求解模型,并引入连接条件模型。该模型可以有效处理RBCC运载器多段飞行轨迹约束条件,克服了传统建模方法的不足。采用50km、Ma8运载任务算例校验优化模型,优化结果显示,所研究模型符合RBCC运载器工作特点和任务需要,可快速求解此类运载器上升段最优轨迹。     

哥伦比亚号失事前的载人航天统计数据

载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空进行各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天由载人航天系统实施，包括载人航天器、运载器、发射场、回收设施和测控网等。     

天地往返可重复使用运载器再入飞行GNC系统关键技术

天地往返可重复使用运载器(RLV)在未来天战中将扮演重要角色。目前各军事大国围绕RLV的关键技术开展了广泛深入的研究。再入飞行是RLV飞行任务的重要阶段,而制导、导航与控制(GNC)系统则是RLV的核心系统之一,是RLV再入飞行的“脑系统”。本文分析了RLV在再入飞行阶段GNC系统的任务要求,明确其体系结构,分析GNC系统存在的问题,给出了深入研究GNC系统需要解决的关键技术和进一步研究的方向。     

美国对可重复使用助推器项目的综合评估

正引言重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。尽管航天飞机已经退役,但是美国对重复使用运载器的研制从未停止。美国正在不遗余力地构建低成本、高可靠的重复使用运载器系统。2011年6月15日美国空军空天司令部(AFSPC)发布了新的战略规划、研究任务与目标,以确保美国在太空及网络电磁空间(Cyberspace Space)的持续主导地位。随后,     

组合循环动力系统面临的挑战及前景

介绍了组合循环动力系统的基本原理和类型,分析了其关键技术和潜在用途,提出了关键技术突破的途径。TBCC（涡轮基组合循环）动力系统是未来两级入轨运载器第一级最有希望的动力系统,并在高速飞机和巡航导弹上有良好的应用前景,RBCC（火箭基组合循环）动力系统有可能在临近空间高速飞行器中得到应用。     

我国液氧煤油发动机技术发展概述

<正>液氧煤油发动机在运载火箭发展史上具有重要地位。20世纪80年代起,我国开始研究液氧煤油发动机技术,历时三十余年我国成为世界第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环发动机技术的国家,并形成了系列化、型谱化发展路线。液氧煤油发动机作为运载火箭主动力装置,是大规模、低成本进出空间的首选动力装置,在国家重大航天运载项目、商业航天运输系统、重复使用运载器领域占有重要位置,是国家实现航天强国的重要保障之一。     

国外天地往返运输系统发展述评

本文首先叙述了天地往返运输系统的发展趋势,分析对比了各种未来的运载器方案,介绍了方案选择的决定因素;最后对未来运输系统的发展提出了作者的看法。     

自适应轻质化运载器电气系统设计

以电气系统最小化为设计原则,对运载器电气系统设计模型、系统架构及轻质化、产品布局与结构一体化、多运载器自识别、通信站点RT地址自配置、不同运载器飞行参数自匹配等关键技术开展研究,提出了一种自适应轻质化运载器电气系统方案并工程实现。通过6套运载器应用验证试验,本运载器系统减重效果明显,电气系统架构及关键技术、功能性能指标满足应用需求,提升了多运载器系统的可扩展性与使用灵活性,为后续智能运载器及运载器间协同控制等技术的深入研究奠定了基础。     

论我国重复使用运载器推进系统方案

根据美国NASA的X-33计划的终止、2002年SLI的改变等事实,论述我国重复使用运载器分步走的发展思路,探讨我国重复使用运载器推进系统方案,阐述了我国首先发展两级重复使用运载器的优势和推进系统的关键技术.