弹道式导弹再入弹头的回收

一、前言再入是指飞行器重返稠密大气层,再入高度通常考虑为90公里。低于这个高度时,必须考虑气动阻力和气动加热,在这高度之上遇到的阻力或气动热可以忽略。弹道式导弹上升期间速度逐渐增加,但随着飞行高度的升高,大气密度迅速降低;而在再入期间,导弹弹头以     

基于变质心控制方式的再入弹头控制模式研究

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。本文在推导变质心弹头的动力学方程的基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了变质心弹头再入过程中宜采用的控制模式,为变质心弹头控制律的设计提供了理论参考。     

登月返回地球再入轨迹的优化设计

针对登月飞船返回地球,其再入速度为108km/s,返回舱的气动加热问题大幅度上升（相对再入速度为78km/s）。给出了多个不同条件下的最优返回再入飞行轨迹设计方案：(1) 二次再入飞行方案;(2) 单次再入飞行方案;(3) 多次再入飞行方案。二次再入飞行方案优于单次再入飞行方案,因为前者可使热防护系统质量下降,具体体现在气动加热上,并容易工程实现。气动加热环境的结果如下：二次再入的最大气动热流密度<单次再入的最大气动热流密度,并且,单次再入的总气动加热量>二次再入的总气动加热量。
     

再入返回器极端热载荷预测方法

为快速预测返回过程再入器的极端气动热载荷情况,文章以充气式再入器为研究对象,基于动力学运动方程及Kemp-riddell气动热工程公式,采用龙格-库塔方法开展了136组工况的返回过程数值计算,获得了充气式再入系统返回过程的轨迹弹道与驻点热流密度变化情况,研究了驻点热流密度峰值和峰值出现高度与弹道系数、球头半径及再入角度的关系,发现驻点热流密度随弹道系数、再入角度的增加而增加、与球头半径的二次方成反比;但极端热载荷出现高度随弹道系数增加而降低,与球头半径和再入角度无关。文章提出了航天器以第一宇宙速度返回再入时极端热载荷的工程经验公式,采用公式对飞船返回舱、返回式卫星的极端热载荷进行预测,所得结果和试验数据基本一致,表明该预测公式具有较高的准确性和较好的通用性。文章的预测方法适用于再入返回器的设计初期阶段,可快速预测返回器再入过程的极端气动热载荷,满足气动热估算需求,为再入器气动热防护方案的选择提供支持与参考。     

美国战略导弹先进弹头试验情况

双锥弹头在阿诺德工程研制中心的超音速风洞中完成了52个再入弹头鼻锥模型的模拟试验,试验条件是:马赫数10,模拟高度134,000英尺,攻角从-16°～ 16°。试验目的是建立数据库,以支持研制双锥弹头的初步计划,并确定出前锥和后锥连接部位的最佳锥角,以寻求最有利的气动外形。 ABRV弹头在ABRES计划中,安排了4次战略导弹先进弹头的飞行试验,以鉴定弹头所采用的新技术,第二次试验已于去     

再入弹头非对称气动力研究

本文通过六自由度弹道方程数值模拟了再入弹头非对称气动力和非对称静、动导数对弹头滚转异常的影响;阐述了非对称气动力及非对称静、动导数产生的机理。本文利用作者建立的近似计算和数值计算方法,计算了典型的非对称再入弹头的气动力,定性分析了非对称气动力随弹头几何参数的变化规律,对再入弹头设计有重要的参考价值。     

气动热作用下的充气式减速器性能研究

为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。结果表明,气动热对结构的影响远大于气动力,在高超声速再入时应重点考虑。之后研究了气动热载荷下充气式减速器防热层各功能层温度分布,结果表明,绝热层隔热效果最为显著,绝热层导热系数增大一倍,内部最高温度升高21.7%,热变形最大值升高10.7%。上述成果为充气式减速器的设计提供了一定的理论依据。     

再入大气层弹道导弹弹头的运动特性及其在伴随重诱饵设计中的应用

文中从再入大气层弹道导弹弹头运动的解析解着手，找出了在再入点参数一定的情况下，决定弹头运动状态的唯一因素是弹头的弹道系数。为此，本文提出了一种设计弹头伴随重诱饵的方法，按此方法设计锈饵，可使得在整个再入段，诱饵即使不带小型发动机调整姿态，也能保持与弹头相同的运动状态，以此达到掩护弹头突防的目的。     

超声速稳定伞气动热数值仿真研究

超声速稳定伞能有效避免飞船返回舱姿态不确定性引起的主降落伞系统开伞故障,在多用途飞船缩比返回舱的再入过程中得到了应用。相比于亚声速开伞过程,稳定伞超声速开伞时会遇到强烈的气动加热问题。文章采用流固耦合方法模拟稳定伞超声速时充气的动态过程,利用气动热数值仿真方法对稳定伞在超声速段的气动加热情况开展研究,确定典型弹道下的伞船系统的流场环境以及稳定伞面热流、温度分布。该数值研究方法可为中国返回式航天器再入返回过程中的超声速稳定伞设计提供参考。     

再入飞行器关键技术发展与展望

<正>再入飞行器返回地球大气层或者进入其他有大气天体的过程中,面临着极其严酷和复杂的力热载荷环境条件,为了保证再入飞行器能够安全可靠、准确到达预定位置,需要一系列关键技术的支撑,主要包括:先进气动布局设计与气动特性精确预示技术、再入动力学建模与分析技术、多约束轨迹规划与制导控制技术、高精准度的气动热环境预示技术、热防护系统设计及试验技术等。     

俄罗斯白杨-M导弹的研制与装备(下)

(2)弹头机动再入技术白杨-M 弹头的核爆炸失效距离为0.5km,显著提高了抗核爆炸拦截的能力。同时,俄罗斯还多次称,白杨-M 弹头具有机动再入能力或特殊飞行弹道,使国     

洲际导弹的头部防热

一、再入环境洲际弹道导弹以约20马赫数的极高速度再入大气层,由于空气动力的作用,在弹头表面产生高温、高压、高热流、高过载与高剪切应力,温度达摄氏五千度以上,压力超过一百个大气压,热流高至几万千卡/米~2·秒,过载超过100g。实际再入环境又有雨、雪、冰雹等     

充气式再入航天器总体方案及关键技术初探

充气式再入航天器是一种新型的再入航天器,可实现载人航天和行星探测任务中的行星大气再入,具有系统简单、质量小、气动加热低和可适应不同外形的再入载荷等优点。文章介绍了充气式再入航天器的国际发展现状,并对充气式再入航天器的总体方案进行了初步分析。参考俄罗斯的充气再入与降落技术(inflatable re-entry and descent technology,IRDT)设计先例,提出了充气式再入航天器的构型方案,并针对该构型进行了基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的气动力和热仿真分析。计算采用了迎风格式的层流模型,基于密度进行求解。文章还基于国际空间站的运行轨道,开展了再入轨道的设计,最后对再入气动特性分析、柔性热防护材料、布局与折叠包装和充气机构设计等关键技术提出了初步建议。     

用于弹头遥测的电子数据存贮器

中远程导弹弹头再入大气层时引起的电波传输中断问题给弹头遥测造成了很大的困难。当前获取弹头再入段遥测数据较好的办法是采用具有记忆重发兼有实时数据传输功能的无线遥测设备与采用硬、软回收磁带等手段的磁记录遥测设备两套并用的测量系     

充气式再入柔性热防护系统热流及结构研究

建立了充气式再入返回航天器的展开模型,用工程算法对整个再入过程的外热流和温度进行了估算。根据再入过程的外热流和温度条件,参考"充气再入飞行器试验"(Inflatable Reentry Vehicle Experiment,IRVE)典型热防护材料和结构设计,建立了柔性热防护系统结构模型及传热模型,通过ANSYS有限元方法计算出柔性热防护系统各功能层再入过程中的温度响应。文章从功能层材料、功能层铺层顺序和复合功能层三方面,初步分析比较了各种方案的充气式再入柔性热防护系统的防热效果,可为充气式再入返回柔性热防护系统的设计分析提供参考。     

考虑变形影响的棱台式柔性外形气动力/热环境研究

文章首先根据机械可展开式再入/进入技术的结构形式建立了棱台式柔性外形简化模型;然后通过流-固耦合分析研究了该外形在气动力作用下的变形规律,获取其迎风面具有"下凹"的变形特征;并根据该变形特征修正了气动面模型,应用修正后的模型再分析,得出了气动力和气动热沿径向分布及气动热随时间变化的规律。研究发现:考虑变形影响的棱台式柔性外形在棱边附近处出现了气动力/热集中现象,全流域气动热环境变化趋势与刚性回转体外形基本一致。此研究结果不仅可为机械可展开式再入/进入技术的气动力/热特性研究奠定基础,还能为其他柔性外形的气动研究提供借鉴。     

美国航天飞机防热系统简介

美国航天飞机需要多次反复出入地球大气层，在其上升、入轨和再入的飞行过程中要经受严重的热、振动、噪声和冲击等复杂环境的影响，其中最苛刻的飞行条件是从轨道上以高超音速再入大气层时强烈的气动加热，因此需要采用防热系统对机体结构加以保护，防止它因高温而被烧毁。航天飞机再入气动加热环境的确定是防热系统设计的基础。     

非常规再入/进入问题探讨

文章讨论了非常规再入/进入问题。相对于航天器完成着陆回收或弹道导弹攻击等既定功能的情况,非常规再入/进入特指结束工作后的各级助推器或运载器残骸、失效卫星或其它在轨运行人造飞行物坠落等非功能性的再入/进入。当再入/进入稠密大气环境时,对非常规再入/进入问题的分析涉及飞行动力学和气动力、气动热的综合应用;考虑到这些非常规再入/进入飞行体的复杂外形一般不是设计用于在大气中飞行的,故当其以极高速度穿越大气层时,对其损毁及飞行情况的研究将带来技术分析上的复杂性。文章针对非常规再入/进入问题,给出了一种弹道—气动力—气动热综合计算分析的技术途径,并用算例说明了方法的有效性。最后,提出了解决该类问题的思路和方向。     

俄罗斯白杨-M导弹的研制与装备(下)

２）弹头机动再入技术白杨Ｍ弹头的核爆炸失效距离为０．５ｋｍ，显著提高了抗核爆炸拦截的能力。同时，俄罗斯还多次称，白杨Ｍ弹头具有机动再入能力或特殊飞行弹道，使国外目前研制的弹道导弹防御系统难于拦截。美国空军声称，根据其对白杨Ｍ各次飞行试验的监测，...     

美、苏研制机动弹头近况

《詹氏防务周刊》1985年1月19日报道:据美国情报部门提供的消息:五角大楼正在研究未来可能实现的各种系统,其中包括先进战略导弹系统(ASMS)计划中的机动再入弹头。为了对付苏联可能的反弹道导弹防御,及在未来攻击苏联超级加固的关键指挥中心,五角大楼认为,继续研究机动弹头是深谋远虑的行动。美国将利用研制 Mk500弹头和试验高级机动再入弹头(AMA-RV)所取得的经验来制订这项研究计划。海军研制的 Mk 500是用于近期作战时代替“三叉戟”I的 Mk4弹头的,以躲避反弹道