美国航天飞机的通信与测控

航天飞机是具有空间飞行器和飞机特性,可重复使用的一种空地运输工具,它是美国八十年代初开始试飞的新型载人航天任务。整个任务期间,要经历动态环境差异极大的发射入轨、在轨飞行、会合对接和返回着陆等阶段,因而对其的通信与测控也显得十分复杂。本文说明了这些特点,并分阶段介绍了航天飞机任务对通信测控的要求,以及实现这些要求所采用的各种通信、测控和导航手段。最后简要地介绍了参与航天飞机通信测控的现有和未来的各系统以及有关的各航天中心。     

未来航天之星美国"猎户座"载人飞船

34年前,"阿波罗"17号飞船最后一次在月球表面着陆.而随着"猎户座"载人探测飞船项目竞标的尘埃落定,美国洛克希德·马丁公司将承担起研制美国下一代载人飞船的任务,以取代航天飞机向国际空间站输送宇航员,并在2018年载人重返月球.     

美国新型火箭将大量继承航天飞机技术

随着航天飞机退役时间的迫近,NASA正在全力发展作为替代方案的新一代航天运载器--载人运载火箭(CLV),并希望缩减研制费用和实现新老系统之间的平稳转换.按照NASA的设想,将用CLV和"载人探测飞船"(CEV)的组合代替过去的航天飞机执行载人航天任务.     

新一代多用途载人飞船概念研究

在"神舟"载人飞船进入成熟稳定期后,中国有必要尽早启动新一代多用途载人飞船的论证和研制。本文对国外新一代载人飞船的技术方案特点、新的设计理念及发展现状进行了分析,从适应多任务、降低运营成本、钝头体气动外形、更高安全可靠性以及新型轻质材料使用等多个方面总结了国外新一代载人飞船的技术发展趋势。初步分析了中国发展新一代载人飞船的近地轨道、载人登月、载人登小行星、载人登火星等任务需求,基本确定了新一代飞船的总体性能参数,并在此基础上梳理了新一代载人飞船技术途径,初步提出了两种方案设想,为中国新一代载人飞船的研制提供参考。     

欧洲有了货运飞船

宇宙飞船就像是一座桥,把地球与空间站连接在一起,否则,空间站就成了大海中的一座孤岛。能担当天地桥梁角色的除了宇宙飞船外,还有航天飞机。而宇宙飞船多为运人的。随着空间站的发展,运货量不断增加,从1978年开始,苏联把联盟号载人飞船改装成专门的无人货运飞船,即去掉飞船的环境控制与生命保障、返回着陆和应急救生等载人航天的特设系     

航天动态

美航天飞机将于2010年前全部退役 7月7日,美国航空航天局宣布,航天飞机还要飞行10次,至2010年2月、4月和5月,3架现役航天飞机将分别上演谢幕飞行。航天飞机退役之后,美国将启用新一代的战神火箭和奥赖恩载人飞船,承担美国人重返月球等载人飞行任务     

神舟飞船特大型空间环境模拟器

特大型空间环境模拟器又称KM6载人航天器空间环境试验设备(简称KM6工程),是模拟太空真空、冷黑、太阳辐照环境,提供我国载人航天器(飞船、空间站,小型航天飞机)与大型应用卫星做热平衡、热真空试验的设备,是我国发展载人航天不可缺少的重大基础设施     

未来航天技术中的化学推进系统

在今后的航天技术中,动力装置将向着高性能、低成本、多用途、可重复使用的方向发展.综合研究公司最近就航天技术中化学推进系统的发展作了如下的预测.作为航天飞机主发动机的地球轨道发动机,高压、分级燃烧的O_2/H_2发动机是第一个可重复使用的发动机,在今后若干年内,其性能可望得到改善.先进的可重复使用的O_2/C-H发动机技术将继续进行研究,估计在九十年代的中期到后期可投入使用.采用C-H燃料后,提高了推进剂的密度,不仅可增大推力,而且在很大程度上改善了推进系统的推-重比.C-H燃料体系容易实现压力最佳化和使用高空补偿喷管.但需为先进的O_2/C-H发动机研制预燃器、气体发生器和冷却系统.到九十年代中期,航天飞机主发动机的设计性能将提高10～30%.     

载人飞船安全性评估方法研究

安全性评估是安全性验证的一种形式,是在产品转阶段或出厂前对产品安全性水平做出量化的综合评估,并为下一步的管理决策提供依据。结合我国载人飞船可靠性安全性工作,研究提出载人飞船安全性定量评估方法。介绍并分析近几年发射的载人飞船进行安全性评估所采用的"安全性评估方法Ⅰ、Ⅱ"和国际上安全性定量评价应用较为广泛的"PRA方法",简述"安全性评估方法Ⅰ、Ⅱ"在载人飞船上的应用情况,提出载人航天器后续安全性评估工作建议。     

俄罗斯飞控中心的现状与发展趋势

一、概述 俄罗斯是一个航天大国,1957年将世界第一颗人造地球卫星送入空间,1961年首创了人类进入空间的记录,后来的载人航天活动一直保持着先进水平。为载人航天专门建立了飞行任务控制中心,该飞控中心位于莫斯科郊外的加里宁格勒,经过不断的建设和发展,形成了技术雄厚,功能强大的载人航天任务的(飞船、空间站和航天飞机)指挥控制中枢。现在运     

S781 涂层分区喷涂色差分析与试验

为满足载人飞船返回舱的温度要求,需要在返回舱外壁喷涂S781热控涂层.若采用分区喷涂的方式,在搭接区域会出现色差.本文对S781热控涂层搭接色差进行了特性分析,并进行了不同温度、间隔时间和基材的验证试验.结果表明:色差是由于分区喷涂间隔时间大于涂层的表干时间引起的.分区间隔时间为1 min时没有色差,间隔时间越长,色差越明显;温度较高时,表干时间变短,色差更明显,且会出现大颗粒现象.将喷涂温度控制在20℃左右,分区间隔时间小于2 min,可以有效的减弱或控制色差.提出了一种返回舱热控涂层喷涂改进方法,可以有效的减弱色差.     

喷流控制飞行器气动参数辨识方法研究

研究了喷流控制飞行器的气动建模与参数估计方法,以某飞船返回舱飞行试验为例,通过辨识得到了返回舱再入过程中的气动导数、喷流力矩放大系数等重要气动参数。该方法是研究喷流干扰效应的一种有效途径,辨识结果有助于提高返回舱姿态控制的准确度。     

飞船返回舱再入飞行迎角和侧滑角估计

迎角和侧滑角是飞船返回舱再入飞行试验气动分析工作所需的重要参数.本文发展了基于弹道重建的返回舱迎角和侧滑角估计方法.首先,利用舱上测量数据和有限的地面雷达测量数据,采用极大似然法进行弹道重建,再现黑障区的弹道,同时给出整个再入过程的弹道参数;然后,利用几何关系法计算迎角和侧滑角,并进行风修正.对某飞船返回舱的飞行试验数据进行了计算和分析,结果证实了弹道重建数学模型和算法的正确性以及迎角和侧滑角估计方法的有效性.     

斜向弹性支撑飞船座椅缓冲性能

当出现具有较大水平速度的斜冲击着陆工况时,飞船座椅头盆向冲击过载可能危及航天员生命安全。在现有的胸背向着陆冲击过载缓冲机构的基础上,引入座椅斜向弹性支撑模型,建立了斜向弹性支撑座椅缓冲系统的动力学模型。对具有较大水平速度的斜冲击着陆工况的仿真结果表明,相比于现有的铰接支撑缓冲系统,适当参数组合下的斜向弹性支撑座椅缓冲系统能有效降低航天员头盆向冲击过载且不增加胸背向冲击过载;综合支撑角度、刚度和阻尼各个参数影响规律,可以得到优化的座椅设计方案。     

载人月球探测深空站布局体系

针对载人月球探测,在我国现有深空测控资源的基础上,结合其他航天组织,如NASA (National Aeronautics and Space Administration,美国国家航空航天局)、ESA(European Space Agency,欧空局)等分布在全球的深空测控资源,提出了全球深空站布局体系.该体系包括我国深空站在内的8个地面站,大体形成“南四北四,均匀分布”的格局.并以美国“重返月球”计划深空站布局为参照,对比分析了布局体系的测控覆盖、三向测量和干涉测量共视弧段,讨论了布局干涉测量不同观测站三角的测角精度,可以为后续载人月球探测任务提供支持和参考.     

我国空间站工程量化风险评价工作探讨

为适应我国载人航天任务的新特点,有效支持空间站量化风险评价工作,调研了美国国家航空航天局（NASA）载人登月、国际空间站、航天飞机等载人航天项目的概率风险评价（PRA）工作,对比分析了PRA方法在不同载人航天项目中的应用效果。在此基础上,针对我国空间站工程的特点,初步提出了基于PRA的空间站工程量化风险评价方案与工作思路,对该方法在我国空间站实施所存在的问题进行了分析,并在方法规范、数据收集等方面提出了工作建议,为我国空间站量化风险评估工作提供技术支持。     

先验模型在载人飞船轨道返回泄压中的应用简

载人飞船返回前为保证正常分离而采用了泄压的模式.分析返回泄压影响轨道的问题,建立相应的简化轨道泄压力经验模型,利用载人飞船返回前的测轨数据进行分析,得到了一致的泄压摄动加速度,并将该参数和模型应用于神舟十号载人飞船返回过程中.结果表明,飞船轨道预报至返回制动点的精度达到百米级,与以前的飞船返回过程相比有效提高了制动点的预报精度.     

载人飞船返回舱六自由度再入弹道仿真研究

为了综合研究和分析载人飞船返回舱制导导航控制（ＧＮＣ）系统的性能,验证系统设计的正确性、合理性和可行性,提出了返回舱六自由度再入弹道仿真研究问题。根据返回舱ＧＮＣ系统的任务,建立了适用于包括风在内的各种干扰作用下六自由度再入弹道仿真数学模型,为半实物仿真奠定了基础。提出了基于标准轨道的再入制导律,严格推导了再入段总升力方向控制中滚动通道姿态控制信号的形成,并给出了工程应用中简化的方法,开发了综合仿     

轨迹／飞行器总体参数的一体化优化方法研究

基于飞行力学、最优控制理论、最优化方法，采用两种轨迹／飞行器总体参数的一体化优化方法－－静态＋动态一体化优化方法和参数最优化方法，研究载人飞船再入的轨迹／总体参数的优化，并比较了两种一体化优化方法的不同特点。通过数字计算，得到飞船的最优滚转程序、升阻比，再入角和再人终端时间。结果分析表明，两种一体化优化方法有得到较高精度。     

飞船返回舱跨声速全局稳定性研究

根据国内外在飞船返咽舱这类短钝飞行器的亚、跨声速风洞试验中都发现了极限环振动形态这一问题,利用全局稳定性分析和数字仿真方法,研究了返回舱在跨声速和高亚声带飞行时的动稳定性,得到与风洞试验类似的结果,即返回舱处于极限环振动形态。因此,在返回舱再入亚、跨声这飞行段,为保证飞行安全,采用有效和可靠的姿态控制系统来控制和减缓动不稳定影响是必需的。