再入等离子鞘的电波传播特性

高速飞行器周围的“再入等离子鞘”对天线所辐射的电磁波产生严重的干扰。本文从计算高温电离空气的传播参数出发,给出了弹道式洲际导弹再入时等离子鞘的功率传输特性,并讨论了再入通讯频段选择等问题。     

再入微波综合测量系统

本文提出的“再入微波综合测量系统”是一个在飞行器上采用一个载波调制若干种不同特点的测量信号以完成遥测、外测等多种功能的综合无线电再入测量系统。再入微波综合测量系统能完成飞行器再入时的常规信号、触地信号及特快波形的遥测任务。飞行器上的发射机实现FM/AM双重调制,它除了完成规定的遥测任务外,能同时用于再入段,特别是10km高度以下的外弹道参数测量。为了确保工作可靠,不论是再入遥测或外测,地面站都不采用跟踪。再入微波综合测量系统的提出,使再入遥测的研究进入了一个新阶段。本文提出的基本原理和方法,可望在再入测量以外的其它某些测控领域中获得应用。     

阿里安5火箭将发射再入舱

阿里安５火箭将发射再入舱１９９６年４月，欧空局将在阿里安５火箭的验证飞行中发射欧空局重３吨的再入舱和一颗阿拉伯联盟的商用通信卫星。这表明欧空局开始涉足再入飞行领域。在此之前掌握再入技术的国家只有美国、俄罗斯、中国和日本。发射再入舱的目的在于验证再入时...     

德国投资研发航天器返回技术

宇宙飞船、载人探测器等航天器返回的前提是再入技术的发展。德国赫姆霍茨研究联合会目前为此向联合课题“SHEFEX／REX”投资900万欧元,用来扩展再入技术的研究,同时也为欧洲与德国航天工业的创新建立基础。     

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℃,     

德国投资研发宇宙飞船返航技术

据科技部网站报道,未来的宇宙飞船不仅可以安全进入轨道,并且也能够返回地球。 宇宙飞船、载人航天器等返回的前提是再入技术的发展。德国赫姆霍茨研究联合会为此向联合课题＂SHEFEX/REX＂投资900万欧元,用来扩展再入技术的研究,同时也为欧洲与德国航天工业的创新建立基础。再人技术研究需要综合运用空气动力学、材料科学、热保护系统、导航、航空电子设备、飞行控制、系统分析、飞行操作方面的专业知识，而赫姆霍茨研究联合会下属的德国航天航空中心具备所有的条件。     

充气式再入减速器研究最新进展

随着载人航天事业和行星探索任务的不断发展,再入返回运载工具受到运载火箭整流罩的大小限制越来越明显。针对降低返回系统重量以增加有效载荷的日益需求,一种新型充气式再入减速器成为国际上研究的热点。它具有易折叠包装、重量轻、展开阻力面积大,再入时弹道系数低和产生的气动热量小等明显优点,为航天员应急返回、深空探测以及有效载荷的回收提供了一种新的技术途径。重点对堆叠圆环型、单充气环薄膜型和双层锥形充气囊型等三种充气式再入减速器在结构设计、飞行测试、材料防热研究、气动特性仿真分析等方面的最近研究进展进行总述,并对充气式再入减速器的关键科学问题进行简要总结。     

第十三讲 再入遥测

一、再入遥测的“黑障”问题早在五十年代,国外在战略武器的研制过程中就发现地-地导弹弹头再入大气层时,无线电遥测信号有严重的中断现象,此即文献中所说的“黑障现象”。美国在1957年就公开报道过导弹飞行试验的黑障问题,随后投入了大量的人力、物力对比进行研究。     

磁窗的一种理论模型

本文简要地回顾了“磁窗”减轻再入通讯中断的机理。推导出线极化波,园极化波穿透磁等离子体薄层时,场量的传输矩阵。给出了功率反射系数及透射系数表达式。通过这种磁窗理论模型,模拟算出了为减轻或消除再入通讯中断所需要的磁场强度。并通过激波管上进行的磁窗模拟试验,证实了这一结论。     

一种基于不对称再入体的制导与控制方法研究

研究一种不对称再入体的再入机动控制方法.不对称再入体气动外形简单,它的升力大小一般不可控,但可通过滚动控制调整升力的方向实现机动飞行.为实现不对称再入体的精确制导,本文研究了一种滚速可调的“滚转制导律”,通过调整制导系数,可以兼顾再入体滚动角速度和落点精度的要求;设计了不对称再人体滚动通道的喷流控制方案,给出了滚动姿态...     

RLV再入轨迹机载快速优化

为了可重复使用飞行器再入轨迹机载快速优化的需求,开发一种再入轨迹快速优化算法。根据RLV再入三维轨迹的特点,引入了新的假设,对RLV再入轨迹状态方程进行简化处理,使优化迭代计算量大大减少,在此基础上,使用乘子法对再入终端约束进行处理,然后用共轭梯度法求解优化再入轨迹,最后以美国航天飞机为例计算再入最优轨迹。结果验证该算法在满足约束条件的情况下,具有很快的收敛速度,在不同初始再入条件和终端约束条件下,计算机时一般小于一分钟。该算法具有很好的工程应用前景。     

星舰气动性能及任务特性仿真分析

通过对星舰的总体参数和气动布局进行反演建模，采用数值仿真方法，分析星舰的气动布局特点、前后翼面操纵控制策略、典型载人登月任务推演等。结果表明:星舰再入返回采用低质阻比有翼锥柱体外形设计，与传统航天飞机的返回方式不同，再入时末端速度较低，前后翼面在小、大攻角下均能实现对舰体姿态的有效控制，采用创新性的气动翼面和发动机反推组合控制技术，充分利用气动减速，实现舰体平躺再入返回和垂直降落的回收模式。经分析可知，星舰载人登月任务需发射在轨补给星舰次数偏多;采用轨道式投送方案时，星舰具备实现全球1 h快速抵达任务能力。     

“小飞”太空打水漂 “嫦娥”探路把家还——关注“嫦娥”5号试验器首试绕月返回任务

2014年10月24日,我国探月工程三期再入返回飞行试验器——“嫦娥”5号试验器成功发射升空,大家都亲切叫它“小飞”。其主要目的是突破和掌握探月航天器再入返回的关键技术,为嫦娥五号月球采样返回任务提供技术支持。11月1日,“小飞”的返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆,标志着我国探月工程三期首次再人返回飞行试验任务实现了“准时发射、精确入轨,可靠飞行、精准回收”的目标。     

烧蚀传感器

一、烧蚀传感器的诞生烧蚀传感器是主要用于宇航工程试验的特种测量装置。随着宇航工程的进展,它的作用愈显重要,已在宇航工程仪器中独立发展成一个分支。中程以上的弹道式导弹、航行于地球与太空之间的回收卫星、宇宙飞船及航天飞机同传统的火炮、飞机相比有一个重要的特点是它们在外大气层飞行之后,以极高的速度重返地球大气层或进入其它星球的大气层。通常把它们重返(进入)大气层的这一部份称之再入飞行器。     

美展示新型宇宙飞船“猎户座”

据香港《星岛日报》7月4日报道，美国太空总署（NASA）展示了一架造价高达5亿美元的“猎户座”（Orion）宇宙飞船，外形和40多年前征月的“太阳神”太空舱相似，有望在将来送航天员上火星。     

知识资料窗

再入防热结构再入防热结构就是使航天器在气动加热环境中免遭烧毁和过热的结构。再入航天器完成预定飞行任务后，以极高的速度穿过稠密大气层返回地面时，由于航天器对周围空气的压缩和摩擦，航天器的速度急剧减小，它的一部分动能转变为周围空气的热能。这种热能又以对流...     

升力式再入的三维再入走廊与再入界面窗口

针对升力式再入飞行任务设计对地理信息的需求,提出了以“来路走廊”和“去路走廊”为代表的“三维再入走廊”概念,重新定义了“再入界面窗口”概念。其中,“再入界面窗口”解决了“已知着陆点,估计初始再入点的可行地理区间”问题;“三维再入走廊”则系统、直观地揭示了升力式再入飞行器对“临近空间”多重大气层的覆盖能力及其整体变化趋势。求解算法使用高精度积分律的直接配置非线性规划法,配合无奇异的数学模型,可满足全球到达任务的设计需求。基于美国X-33和Advanced Guidance and Control (AGC)项目的测试任务数据,一系列算例检验了“三维再入走廊”与“再入界面窗口”概念的合理性。“三维再入走廊”有助于工程总体设计、军事指挥和商业空天交通指挥人员对类型化的升力式再入任务进行设计和分析;有助于高层决策人士对升力式再入的机动能力进行系统理解和直观把握。     

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。     

欧洲与日本考虑从空间站运货回地球

据“太空飞行现在时网”2010年8月27日报道,欧洲与日本的航天局正考虑对其机器人空间站服务飞船进行升级,以此实现运送货物返回地球,这有可能在2020年为载人太空舱打好根基。两航天局的官员希望在2011年前对新的宇宙飞船做出决定。目前,两航天局还没开始研制载人飞船,但都已开始设计将货物运回地球的再入飞行器。一旦2011年航天飞机退役,从空间站运输货物返回地球的能力将严重短缺。     

磁阻尼对火星探测器降落过程的动力学效应

火星稀薄的大气使得探测器再入火星时难以获得足够的减速阻力,为此,文章提出利用磁阻尼增加阻力的概念。高速再入的探测器与火星大气剧烈摩擦产生等离子体,利用探测器上的磁偶极场将等离子体捕获,同时在火星大气中形成一个“磁泡”区域并跟随探测器。由“磁泡”束缚的等离子体与来流的中性气体发生碰撞获得动量,又通过磁场作用将动量传递给探测器,从而使探测器获得一定的减速阻力。在磁阻尼的作用下,在同样的开伞高度探测器速度可降至更低,而低速开伞又可提高阻力伞打开的可靠性。因此,磁阻尼不仅可加快降低再入速度,而且还有助于提高探测器着陆火星的安全性。