低加速度多次点火转移至对地静止轨道

近年来美国正在发展用统一推进系统实现同步卫星轨道转移。所谓统一推进系统是把用于轨道转移的推进系统与姿态控制和轨道保持推进系统设计成一体的推进系统。这种系统具有比冲高等许多优点。特别是它提供了低加速度的转移,从而可以在近地轨道展开大型卫星并对之进行检测,然后注入对地静止轨道。但由于转移加速度低,需要多圈轨道多次点火才能获得所需的速度增量,这将引起额外的推进剂损失。文中指出使推力矢量控制在当地地平方向并使之稍微偏出轨道平面是较实际的制导方法。若配合适当的加速度和点火次数,推进剂的损失可以忽略不计。文中详细介绍了运动方程和辅助方程,并给出了计算机算法。据此发展的计算机程序可很好地适应这类系统的设计。     

迭代制导情况下姿态控制系统稳定性分析方法研究

为了提高火箭的入轨精度和轨道适应能力,我国在新一代运载火箭末级中采用了迭代制导技术,俯仰、偏航程序角根据火箭运动状态和目标轨道参数实时变化,目前工程设计中仍按照固定程序角方式开展稳定性分析。本文推导出迭代制导程序角与火箭速度、位置之间的线性关系式,在国内首次提出了迭代制导情况下的稳定性分析方法,并以新一代运载火箭为例进行了实例计算,结果表明此分析方法正确、可行,具有一定的参考价值。     

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.     

航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

反弹道导弹的作战过程及其总体技术

一、弹道导弹弹道导弹是一种采用弹道式控制的飞行器。它在主动段(从发射到发动机关机,也叫助推段)利用其火箭发动机的动力,沿着进行制导的弹道飞行(是一个加速过程),当推进到一定速度后,终止发动机推力;在被动段(自由飞     

未来的大型运载工具

概括介绍现有运载工具的技术发展水平和运载能力,对未来发展趋势作了展望,叙述了几种用于完成下一世纪飞行任务的运载工具可行方案.对一次性使用和可重复使用的运载工具的运输成本比进行计算,并绘出在低轨道飞行任务中运输成本比与累积有效载荷质量的关系曲线.大推力运载工具(HLLV)可以以约500美元/公斤的平均成本承担总共10万吨的空间发射任务.结论是,未来肯定将需要和研制出在低轨道载送乘客的第二代航天飞机和多用途的大型空间运输机.     

“赫尔墨斯”推进系统设计

“赫尔墨斯”航天飞机是一种载人的、可重复使用的飞行器.它要用新的“阿里安”5发射到低地球圆形轨道和极轨道.当“赫尔墨斯”脱离“阿里安”5后,即机动飞行到其所要求的工作轨道上.讨论了两种入轨的推进概念:组合式可重复使用系统和分离式一次性使用系统.重点研究组合式系统.但也分析了一次性使用系统对本研究结果的影响.讨论了推进系统的基本流程图的设计步骤,并提出几种导致选择基本推进系统流程图的比较方案.示出了改变外形的最新“赫尔墨斯”对流程图的影响.     

一种适用于目标圆轨道的空间变轨迭代制导算法研究

迭代制导方法在运载火箭上升段入轨问题中已有成熟应用。本文针对空间变轨任务,提出一种适用于目标轨道为圆轨道情形的,以轨道要素为终端约束的迭代制导方法。在迭代制导方法的基础上,以推力方向矢量为控制量,推导直接以目标圆轨道的轨道要素为终端约束的边界条件,得到一种简单有效、适应大姿态角变化的迭代制导算法。通过仿真验证了改进方法的有效性和较高的入轨精度。     

迭代制导在运载火箭上的应用研究

迭代制导是直接终端制导，是运载火箭路线自适应制导方法的一种。从20世纪60年代末开始，在运载火箭上得到了广泛的应用。它的主要特点是制导精度高、任务适应性强、箭上飞行软件简单、对地面诸元准备要求相对较低。迭代制导基于火箭自适应制导的基本原理：即对于确定的目标轨道，最优飞行程序是瞬时飞行状态和瞬时视加速度的复杂函数，利用简化形式下最优控制求解的必要条件，对火箭末级的关机时间进行迭代，可以得到一套解析制导方程。基于运载火箭的实际飞行情况，建立了迭代制导的工程计算模型，并结合某型号进行大量的实例计算分析，对迭代制导的制导精度、自适应能力等方面进行研究。     

待发式运载工具推进方式的评价

未来的地球—轨道运载工具应能在作出决定后的几小时、甚至几分钟内发射.这种运载工具的研究工作已经开始.在第一阶段的研究中,设计出了11种能将2.27t载荷送入极轨道的运载工具,并验证了设计参数的变化(增加轨道机动飞行动作、增加载荷重量等).根据第一阶段研究结果,第二阶段的设计工作选择了两种方案,即垂直起飞的两级系统和水平起飞的两级系统.给出了几种推进方式的评估结果,包括起飞时的推重比效果、水平起飞的双燃料推进方案和使用氟的效果等.     

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.     

基于固体火箭发动机耗尽关机的混合轨道自适应制导方案研究

针对固体火箭发动机在指令关机后存在量级小但顽固的后效冲量及推力偏差大等问题,提出了将速度增益制导(VIC)、末速匹配修正二者结合的混合轨道自适应制导方案。通过Lambert定理给出了VIC方案中需要速度的计算模型,并采用非线性的推力矢量控制(TVC)方法分析了增益速度的导引算法。为了克服固体发动机关机后仍存在量级小但顽固的后效冲量问题,并更有效地实施机动变轨,通过预测推进剂的剩余能量,并结合VIC的计算模型,建立了以增益速度匹配当前固体推进剂耗尽时产生的可能速度增量、并直至发动机自然耗尽的末速匹配修正方案。初步仿真结果表明,该制导方案具有更大的可伸缩性和广泛用途。     

再入弹道解析算法在新型制导律上的应用研究

提出了一种再入飞行器新型预测制导方法。在弹道始端,所有方向的总升力组成一个垂直于再入体速度的平面,称该平面上任意方向的速度增量引起预测落点的变化矢量为虚位移。通过对最优虚位移的搜索,获得总升力的最佳方向。然后,针对该制导方法需要预测弹道落点这一情况,给出了再入弹道的解析解。最后,将具有模型简化误差的解析弹道算法应用到该制导律中,仿真发现:经制导控制后最终落点误差从40公里减小到10米。结果表明:在解析法再入弹道存在模型简化误差的情况下,该制导律仍然可以执行。     

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.     

北斗专列—CZ 3A系列火箭发展回顾和未来展望

CZ-3A系列运载火箭承担了北斗工程,包括北斗一号、北斗二号和北斗三号的全部发射任务,被称为“北斗专列”。在北斗工程历时26年的研制过程中,CZ-3A系列火箭突破了一系列关键技术,使火箭具备了从地球同步转移轨道(GTO)到倾斜同步转移轨道(IGTO)、中圆转移轨道(MTO),从一箭一星发射至转移轨道,到一箭双星发射至转移轨道,再到一箭双星直接发射入轨的发射能力,实现了跨越发展。满足了北斗工程的发射任务需求,北斗工程共计44箭、59星,CZ-3A系列火箭发射均获得了圆满成功,成功率达到了100%。     

基于相平面控制的固体火箭快速精确入轨策略

对于仅能控制推力方向的固体火箭入轨段,为保证火箭以同时满足六轨道根数约束直接入轨,提出一种基于相平面控制的弹道设计方法。首先,证明经过2次恒定方向推力使火箭同时满足位置和速度矢量(即六轨道根数)约束直接入轨的可行性,并给出此时火箭初始点与入轨点状态需要满足的条件。然后,推导火箭初始点及入轨点状态与推力方向角的关系方程组,采用数值方法求解该方程组以获得保证入轨的推力方向角。仿真结果表明,与传统的弹道设计方法相比,提出的方法对推力方向角的解算更为简便,缩短了弹道设计的耗时,且可以使火箭终端位置和速度矢量6个参数同时满足入轨精度要求。     

采用固液混合推进系统的阿奎拉运载火箭

美国火箭公司研制的阿奎拉火箭是世界上第一种使用混合推进系统的航天运载器,能把1450kg的有效载荷送入低地轨道。这种火箭成本低,可靠性和入轨精度高,生产、处理和飞行安全。本文介绍了该火箭的特点、构造和性能,特别是混合推进系统的情况。     

电轨道转移发动机

电推进技术是一项已比较成熟的卫星轨道转移技术,已经在地面上进行了广泛的试验验证。但由于一直未进行实际使用验证,目前,还没有哪家用户愿意首先用它发射自己的卫星。美国空军和TRW公司现在正在准备对一种缩比型电轨道转移飞行器进行轨道飞行试验。本文介绍了该飞行器计划的基本情况以及电推进轨道转移的一些特点和发展状况,并与化学火箭轨道转移技术进行了对比。     

证明自我,将功补过——质子号火箭连连发射

质子号是世界上运载能力最为强大的运载火箭之一。去年７月和１０月，该火简明因发动机制造质量不过关而两次发射失败，引起业内的广泛关注，也使有关方面更加担心已推迟很久的国际空间站恒星号服务舱能否尽早由这种火箭送入轨道。今年２月，经过３个多月的故障调查和技术改进，质子号火箭终于恢复了发射，而且“一发而不可收”。 频频施射 到７月 １２日恒星号舱升空，质子号火箭在恢复发射后的５个月内已连续发射８次，其中在从６月２４日到７月 １２日的短短１８天内就发射了４次，证明了这种火箭及拜科努尔航天发射中心强大的航天发射实…     

长征二号E火箭卫星整流罩及其工艺

1990年7月16日我国自行设计、研制的新一代大型捆绑式运载火箭长征二号E首次发射试验成功,将一颗澳星-B的模拟星和巴基斯坦搭载星BADR—A送入轨道。它标志着我国运载火箭设计和制造技术有了重大突破,大大增强了我国低地轨道和地球同步转移轨道的运载能力,使长征系列火箭可以发射世界上大部分商业卫星。这种火箭1992年又为澳大利亚发射了两颗由美国休斯公司制造的澳星-B通信卫星。