单级火箭技术(SSRT)项目RL10A—5发动机的重复使用性试验评估

P&W 公司(Pratt&Whithey)在 RL10发动机系列中开发出一种低空工作的变推力发动机 RL10A-5,研制合同是与 McDonnell Douglas(MDA)签订的,属于 BMDO(弹道导弹防御组织)投资的项目。RL10A-5发动机作为 DC—X(Delta Clipper-Experi-mental 单级火箭技术的试验飞行器)的动力系统进行了15次地面试车和8次飞行试验。在 DC-X 试验项目完成后,这些发动机被拆下来,送回 P&W 进行分解、检查、重新组装以及测试,为参加 NASA 的 DC-XA(Delta Clipper—Experimental Advanced)试验项目进行准备。本文对 RL10A-5及其在 DC-X 飞行器上的试验历程进行了回顾。重点放在发动机的分解检修和在 P&W 进行的交付试车上。最后对 DC-XA 飞行器上试验的初步结果进行了总结。     

欧洲航天的发动机——法国斯奈克玛公司

法国国营飞机发动机研究制造公司(SNECMA,简称斯奈克玛公司)是一家航空航天动力装置研制生产厂家,在欧洲航天推进领域起着举足轻重的作用。它承担了欧洲阿里安1～4型火箭各级以及液体助推器所用的推进系统的设计和研制工作,为阿里安火箭在世界商业发射市场上抢占领头羊的位置起到了至关重要的作用。到1999年6月为止,由6种型号组成的阿里安4型火箭已生产了120多枚。在新—代阿里安5重型运载火箭项目中,该公司负责研制生产低温主级的推进系统。阿里安5所用的 MPS 固体火箭发动机则是由斯奈克玛公司和意大利菲亚特航空公司的合资公司欧洲推进公司研制和生产的,从而充分利用了斯奈克玛公司在长期为法国战略导弹研制固体发动机的过程中积累的经验。目前斯奈克玛公司还在为阿里安5的改进型火箭——阿里安5 研制ESC-A(使用阿里安4的 HM7B发动机)及后续型号 ESC-B(使用推力147千牛的全新式低温发动机)低温上面级的推进系统。这两种上面级具有很高的通用性,将有利于降低研制成本。除用于运载火箭外,斯奈克玛公司生产的推进系统还用于卫星的远地点变轨、姿态控制和轨道控制。     

欧美公司拟合作研制低温发动机

法国斯奈克玛公司的火箭发动机分公司——欧洲动力装置制造公司已同美国普惠公司达成协议 ,同意联合研制供阿里安 5、德尔它 4和宇宙神 5运载火箭使用的新型低温上面级发动机SPW2 0 0 0。双方在新合资项目中将各占 50 %的份额 ,并分别负责欧美两个市场所用发动机的总装和试验。由于牵涉到技术转移问题 ,合作协议尚待各自政府的批准。目前斯奈克玛公司正在研制供阿里安 5的改进型号使用的、推力 1 47千牛的芬奇发动机 ,而普惠公司也正在研制推力约 2 2 5千牛的 RL50发动机。 SPW2 0 0 0将兼具这两种型号的特点 ,推力为 2 0 0～ 2 67千牛 …     

美GD公司将研制新型半人马座

美国通用动力公司(GD)准备研制一种单发动机半人马座上面级,以求提高美运载火箭的性能和可靠性。目前该公司正在寻求让美空军为该计划投资。 这种单发动机上面级将在90年代末投入使用。它可用于通用动力公司的宇宙神和马丁·玛丽埃塔公司的大力神,提高其有效载荷运载能力和可靠性,改进可操作性,同时降低操作费用。它还可用于太空升运者(Spacelifter)运载火箭。太空升运者是用来接替已被取消的国家运载系统计划的新一代运载器,低地轨道运载能力为9吨。     

焊接质理差导致德尔它3失败

在去年8月26日首次升空即发生爆炸之后,美国波音公司的大型德尔它3运载火箭今年5月4日再次踏上征程,结果在最后阶段因上面级问题而功败垂成,又未能把卫星送入预定轨道.波音公司最近发表了这次事故的阶段性调查报告,称普惠公司生产工艺控制不力和质量监督措施不当是造成上面级发动机开裂并导致发射最终失败的主要因素.普惠公司作为航空航天动力装置生产厂家,为德尔它3火箭的上面级提供了RL10B火箭发动机.     

运载火箭发动机技术的最新进展

在运载火箭中,发动机是最主要的分系统。它甚至可以决定整个火箭的性能和成本。本文简要介绍了国外新研制的几种大推力发动机和上面级发动机的最新情况。这些发动机的研制思想和性能参数对我国运载火箭的发展具有很好的借鉴作用。2005年之前,在全球航天发射市场上将涌现出一批新型运载火箭,它们是美国的德尔它4系列和宇宙神5系列(均已投入使用)、欧空局的阿里安5改进型、日本的H-2A系列(已进行过5次发射)和俄罗斯的安加拉系列。这些新研制的运载火箭系列都非常重视大推力、无毒和无污染火箭发动机的研制,以用作芯级主发动机,如用于德尔它4…     

印度运载火箭的现在与未来

与主流航天强国相比,印度的运载火箭发展要落后得多。印度的航天工业基础相对薄弱,运载火箭的发展也受到外援的很大影响。目前印度火箭使用的液体主发动机Vikas,实际上是得到阿里安火箭上Viking发动机的授权,印度的固体发动机技术也得到了美国和欧洲国家的支持;印度目前使用的低温上面级发动机RD-56M是直接进口俄罗斯的存货,即使自行研制的7.5吨推力的低温上面级发动机,也不过是RD-56M发动机的仿制型号。     

美国新型低温上面级的预研情况

二十五年来,美国宇航局和美国空军一直打算开展多种先进的低温上面级的研制,如 AMPS、OOS、STV、TUG,HEUS、OTV、AUS 等等,但到现在为止,都还始终处于预研阶段,人马座上面级仍在继续改进。利用现有的经费研制一种全新的上面级,以获得比人马座更佳的工作性能和经济效益,这种情况迄今还没有体现出来。本文简要介绍通用动力公司预研的几种先进的上面级方案和基本费用情况。迄今为止,在美国的上面级序列里,只有人马座是采用液氢/液氧推进剂的高能上面级。它已随宇宙神和大力神运载火箭发射了约80次。对人马座继续改进的重点是增加可靠性、降低发射费用、增加滞空时间等。但是,在美国航天界一直存在两种倾向的经费投向,一种是为改进人马座继续投资,另一种则认为应开始研制一种全新的高能上面级,通用动力公司对改进人马座和研制新型上面级两方面部很感兴趣。研制一种全新型的发动机、具有一体化健康管理(IHM)功能的控制系统组成的全新型上面级及其地面辅助设施将需资金20亿美元左右,而其工作性能也许只比人马座提高约10%,这样,研制一种全新型的上面级将是不经济的,除非有特殊的要求,如需要进行载人月球或火星环绕旅行任务,否则,将不会开展全新型的上面级研制。     

马丁·玛丽埃塔公司研制的一种低温上面级

本文较详细地介绍了美国马丁·玛丽埃塔公司最近研究设计的一种低温上面级的布局、结构和性能。目前已设计的大推力和小推力两种型号都使用了相同的环形贮箱结构,其目的是要降低上面级的生产成本。使用这种上面级后预计可提高运载火箭和轨道器运载有效载荷的能力。     

印度试验国产运载火箭发动机

印度空间研究组织 (ＩＳＲＯ)对将用于该国改进型地球同步卫星运载火箭 (ＧＳＬＶ )的国产低温液氧 液氢上面级发动机进行了 10ｓ试验。该国产发动机推力为 7.5ｔ ,携带 12 .5ｔ的液氢 /液氧。ＧＳＬＶ目前采用的是俄罗斯低温上面级。在印度液体推进系统中心进行的这次试验非常成功。此前 ,在 2 0 0 0年 2月进行的第一次试验中 ,曾因发生泄漏和着火而迫使发动机停车。ＧＳＬＶ将用来发射印度ＩＮＳＡＴ卫星 ,该卫星以往是用“阿里安”火箭发射的。ＩＳＲＯ还在研制质量为 90 0ｋｇ的可回收微重力实验卫星 (ＭＡＲＳ)。这颗轨道高度 5 0 0ｋ…