美又公布五卷哥号调查报告

哥伦比亚号事故调查委员会10月28日又公布了5卷调查报告。这样,该委员会的调查报告就已全面公布。8月26日,该委员会公布了此次事故调查的第一卷报告,称事故原因是左机翼被一块隔热泡沫材料击中,并指出了美国航宇局机构文化上存在的问题。新公布的5卷报告提供了更多的技术细节和背景情况,是第一卷报告中的29项发现和建议的依据。5卷的题目分别是:第二卷:本报告中引用的哥伦比亚号事故调查委员会技术文件;第三卷:本报告中引用的其它技术文件;第四卷:其它技术文件;第五卷:其它重要文件;第六卷:委员会公开听证会记录。美又公布五卷哥号调查报告…     

空天瞭望

调查人员4月15日称,哥伦比亚号左机翼上的一条狭长裂缝可能导致了高热的进入,致使航天飞机在再入中解体。这一裂缝可能是因机翼前缘一个密封件失落或破损引起的。这是迄今发现的最新和最有力的一个疑点。该裂     

哥伦比亚号：撞击试验展示“冒烟的枪”

7月7日在美国西南研究所进行的一次隔热泡沫撞击航天飞机机翼部件试验在受试部件上撞开了一个40.6厘米大小的洞。这使人们更加确信,从外贮箱上掉落的这种泡沫材料就是导致航天飞机机毁人亡的那杆“冒烟的枪”。试验中,泡沫撞击产生的巨大冲击让在场的约100名人员不禁一片惊呼。撞击震掉了记录用的摄像机镜头,还损坏了一些传感器。这次试验的撞击点与当初发射时哥伦比亚号左翼的被砸部位大体一致。此前调查人员就已推测掉落的隔热泡沫是造成事故的祸首,但这次试验提供了最有力的证据。这是事故调查委员会进行的第7次、也是最后一次泡沫撞击试…     

航天飞机防热系统材料进展

一、防热系统材料方案选择 载人航天器防热系统设计与材料问题是公认的实现载人航天的一个关键技术问题。世界各国很重视载人航天器的防热系统材料研究。特别是航天飞机要求多次重复使用(美国和前苏联是设计使用100次),而且是载人飞行,因此要求安全可靠的、耐高温的、轻质的热防护材料。 1973年美国在进行航天飞机轨道器设计时,决定采用防热和结构分开的设计方案,即除鼻锥帽和机翼前缘采用热结构外,机身、机翼的其他部位采用冷结构加防热层的方案。如蒙皮结构采用常规航空铝合金来承载,它的外面采用轻质陶瓷瓦起防热隔     

航天飞行器热防护系统的一体化设计

航天飞行器进入大气层时经受强烈的气动加热,需借助于热防护系统以保护其免受气动热的伤害;飞行器机翼前缘和鼻罩是最高温区,该处的温差相当大,热防护措施尤其重要。作为热防护系统一方面要抵抗强热的冲击,另一方面要最大限度地减少气动热传入结构的内壁,这就对防热系统所用材料提出不同的要求。抗热冲击要求材料质密而隔热但又要求质轻,这就是矛盾所在。随着复合材料的发展,这对矛盾可以通过利用不同材料特性把防热系统分层来解决,从而导致一体化设计的概念和方法。本文利用热传导理论对两层结构的防热系统进行一体化设计分析。     

航天飞机热结构的辩证反思

挑战者号航天飞机失事的直接原因，是1986年1月28日肯尼迪航天中心的低温天气，使固体火箭助推器的氟橡胶密封圈失去弹性导致泄漏，挑战者号航天飞机发射升空73秽发生爆炸。哥伦比亚号航天飞机失事的直接原因，是升空过程中外贮箱脱落的绝热用聚氨酯泡沫塑料，撞击损坏了轨道器左翼前缘的防热用增强碳-碳复合材料，导致2003年2月1日返回大气层时因超高温气流的侵入而解体坠毁。     

统一热管理的疏导式防热系统概念研究

对各种防热、热控机理基本规律进行了梳理和研究,认为要进一步提高系统性能,需要进行结构、防热、热控一体化设计。基于这种设计思想,提出了一种将航天器防热、热控和结构相结合的“统一热管理的疏导式防热系统”,在传统防热机制的基础上,加入原先主要用于热控的各种热传输机制,进行防热、热控和结构等子系统间热的统一管理。应用这种系统,可提高防热效果,减轻飞行器的结构重量,减轻高热流区材料与结构的耐温负担,有可能实现长时间、超高速大气层机动飞行器的前缘尖化,还可使整个防热层趋于等温,易于热控处理,减小结构热应力。文章还分析了疏导式防热系统的应用前景,并针对几种典型的航天器（尖鼻锥和尖翼前缘的高超声速巡航飞行器、返回式航天器和载人飞船）提出若干适用的疏导式防热系统的方案设想。     

基于柔顺机构的新型可变形机翼设计方法研究

机翼翼型变体技术可以根据任务和环境自适应地改变机翼形状、厚度、弯度等重要参数,使飞机在不同飞行状态下都能取得较理想的气动特性。柔顺机构是实现机翼蒙皮光滑变形的驱动装置,相比传统液压机构具备质量特性好的优势。采用鱼骨型柔性钢架与四连杆机构实现了机翼前缘上下蒙皮向内收缩、前缘形状由钝变尖的弹性变形过程。通过设计“撞块”机构实现驱动行程的有效分解,解决了前缘尖端开口处蒙皮回收与机翼变形控制所需的驱动行程不一致的内在矛盾。变形后翼型与目标翼型误差最大位置不超过4 mm,变形过程中结构最大应力小于材料许用应力值。相比传统采用纯液压机构驱动的变形机翼设计方案,该基于柔顺机构的变体机翼结构减质14.1%。     

使神号航天飞机的防热系统

法国使神号航天飞机的防热系统借鉴了美国航天飞机的经验,但又有自己的特点。本文概括介绍了使神号的气动加热与防热系统的优化设计,以及防热方案与防热材料选择的近况,并评价了各类防热方案,特别指明了陶瓷复合材料盖板+多层反射层防热系统和陶瓷复合材料热结构的优点,最后给出了使神号上可能采用的防热系统分布图。     

高超声速飞行器翼面前缘半主动金属热防护系统设计与分析

针对高超声速飞行器翼面前缘的热防护,文章设计了一种基于热管的半主动金属热防护系统。设计中使用工程估算方法预测了翼面前缘的气动热环境,并采用有限元法对高温合金翼面前缘结构进行了热固耦合分析和强度考核。分析结果表明:在马赫数为5~8的飞行状态下,热管可以有效地降低高超声速飞行器翼面前缘峰值温度达23%~31%,且呈现飞行马赫数越高则峰值温度降低幅度越大的趋势;同时热管还可以降低翼面前缘结构温差达90%以上,从而极大地减小由于温差而导致的热应变和内部应力。因此,将基于热管的半主动金属热防护系统应用于高超声速飞行器翼面前缘可以真正实现结构防热一体化,有助于获得较好的防热和减重效果。     

美为国际空间站体检

美国航宇局已开始利用国际空间站上的现有能力对该站外部进行检查,并正在研究对其它维修和检查安排进行调整。这些工作是该局对哥伦比亚号事故调查委员会调查报告做出的反应的一部分。调查报告称哥伦比亚号解体有技术和美国航宇局管理不善两方面的原因,并针对航天飞机复飞工作提出了多项建议。美国航宇局已把其中某些建议运用到依靠航天飞机支持的国际空间站计划。针对调查委员会对改善航天飞机在轨检查技术的要求,美国航宇局正在利用安装在站外结构和机构臂上的相机等设备对国际空间站进行外部检查。检查在机组工作日程和光照条件允许的条…     

打造新型的载人航天文化

美国哥伦比亚号航天飞机事故调查委员会的最终报告(以下简称《调查报告》)是载人航天领域的一份重要文件。它对哥伦比亚号航天飞机事故原因的分析很有特色:对事不对人,但又不是就事论事,除了对技术原因进行分析以外,重点对美国航宇局的载人航天文化进行了深入剖析。什么是载人航天文化?在《调查报告》中先后出现“组织文化”、“安全文化”和“载人航天文化”三个相关联的概念,当然其中最重要的是“载人航天文化”。“组织文化”并不是一个新词,在我国通常称为“企业文化”。因为美国航宇局并不是一个企业,而是一个政府组织,因此在调查报告…     

“赫尔墨斯”计划的实施情况

详细介绍欧空局“赫尔墨斯”航天飞机新方案的特点、与原方案的不同之处及新方案的实施情况.选择防热系统是“赫尔墨斯”设计者面临的最复杂的问题之一.将“赫尔墨斯”防热系统同美国航天飞机的防热系统作了比较.目前有两种防热系统方案:带外防效层的非热强结构;能耐高温的热强结构.未来航天飞机的防效结构将大量采用碳基复合材料和陶瓷复合材料.     

低密度硅基材料烧蚀机理分析与工程计算

从低密度硅基材料烧蚀机理分析这一角度出发,阐述载人飞船返回舱大面积防热结构的设计思想,并给出了经过地面试验检验的计算结果。论述的主要内容:(1)分析了神州一号返回条件下,材料的烧蚀机理;(2)优化出影响材料的烧蚀性能的主要参数;(3)指导了烧蚀材料的研制,对烧蚀材料有明确的性能要求;(4)确定了防热结构在载人飞船返回条件下,大面积防热结构的厚度。此分析用于载人飞船飞船的研制,并为飞行试验所验证。     

“太空船二号”失事原因公布

<正>美国国家运输安全委员会(NTSB)7月28日对外公布了"太空船二号"亚轨道飞行器去年10月31日在试飞过程中失事的调查结论,称事故原因是副驾驶过早解锁羽状再入系统及飞行器研制方升高复合材料公司未能预见到这一事件并采取预防措施。这次事故导致机上两名飞行员一死一伤。事故调查报告还批评联邦航空局(FAA)商业航天运输办公室未对该飞行器的安全问题进行深入审核就匆忙批准了其实验性许可申请。由     

航天飞机轨道器的防热

轨道器防热是航天飞机的关键技术之一。轨道器的理论加热环境表明,它所经历的最大热流出现在再入阶段,其次为上升阶段。再入时最大热流达19大卡/米~2·秒,此时轨道器表面的温度最低处达320℃,高温处在1300℃以上,鼻锥区和机翼前缘可达1600℃,     

碳泡沫材料及其在航天航空中的应用

综述了碳/石墨泡沫材料技术的进展.介绍了该材料的网状结构和多孔泡沫两种结构及其基本制备流程,给出了其性能特点和基本实验数据,讨论了具潜在可能的应用.分析认为:碳/石墨泡沫材料是一种在军事和航空航天等领域极具应用前景的新材料.     

载人飞船舷窗防热与密封结构的设计与试验

讨论了研制中国载人飞船舷窗防热和密封结构的几个技术难题:1)保证舷窗在返回的高温环境中防热与密封可靠;2)保证窗玻璃材料与周围防热材料烧蚀同步,避免出现局部干扰热流;3)进行多种异质材料,包括透明材料组成的复杂结构温度场的分析计算;4)通过地面模拟试验准确地预测实际飞行条件下舷窗的防热与密封性能。文章阐述了解决这些难点的主要方法和结果。神舟一号至神舟六号的飞行成功表明,舷窗结构的防热和密封性能良好,同时,也给舷窗防热与密封设计技术做了多次飞行验证。     

美国航天飞机固体助推器的改进

1986年1月28日正当“挑战者号”航天飞机进行第25次飞行时发生了机毁人亡的重大事故.为查明事故发生原因,美国政府成立了事故调查委员会,并于1986年6月6日作出了事故分析报告.报告指出,事故的直接原因是右侧固体助推器一连接件的O形圈损坏,导致了结构的损坏.     

高空发动机燃料主管路防热罩设计优化

针对火箭飞行工作中高空发动机燃料主管路系统防热罩存在热防护能力不足的问题,开展了高空羽流条件下的仿真计算和分析,依据温度计算值确定了防热罩紧固件在高温下抗拉伸强度低,在较高拧紧力矩条件下存在锌、镉脆断裂的薄弱环节,从而导致防热罩脱落。防热罩脱落后其内充填的隔热包覆材料被羽流吹落,燃料主汽蚀管连接法兰直接暴露在高温羽流环境中,高温导致法兰连接及密封失效从而产生燃料泄漏。针对防热罩热防护设计中存在的薄弱环节完成了设计改进,采用头锥形防热罩、高温合金材料的紧固件和多层耐高温隔热材料捆扎包覆等设计改进方案后,经过了高温、振动、地面发动机热试车和飞行试验验证,未出现前述故障。