组合动力运载器气动布局与气动技术探讨

组合动力空天往返飞行器是下一代航天运输系统的发展方向,应用前景广阔,作为组合动力运载器直接实现形式和性能载体的气动布局,以及与其相关的空气动力技术,是研发组合动力运载器必须首先认识和解决的关键问题.本文对已有组合动力空天往返飞行器的气动布局特征,以及组合动力运载器发展涉及的复杂流动机理、宽速域气动布局设计等气动关键问题...     

我国航天运输系统60年发展回顾

航天运输系统包括一次性运载火箭、重复使用运载器、轨道转移运载器3个领域,目前一次性运载火箭仍是我国满足进入空间需求的主体。我国运载火箭起步于20世纪60年代,经过半个世纪的发展,共研制了17种运载火箭、9种上面级,具备发射低、中、高不同轨道和不同有效载荷的能力。对我国航天运输系统60年发展历程和主要成就与不足进行了总结。     

组合动力运载器控制系统研究启示

新一代低成本、高效可重复使用的组合动力运载器是未来航天领域发展的必然趋势,然而组合动力运载器由于具有飞行包线大幅扩展、自主可靠性要求高,以及强耦合、强不确定性、约束条件苛刻等特点,使得控制系统设计更为复杂和困难.虽然控制理论界和工程界已对运载器的控制系统分析设计方面开展了众多有价值的研究,但更大空域、更宽速域的组合动力...     

航天运载器重复使用液体动力若干问题探讨

重复使用是大幅度降低航天运输成本的主要途径,动力系统的重复使用是关键,也是首先要解决的问题。目前重复使用运载器动力装置发展的主要途径是研制重复使用、低成本的液体火箭发动机和开发以水平起降一级动力装置为目标的组合循环发动机。液体火箭发动机的重复使用应革新设计理念,从设计方法、推进剂选型、材料选取及能力的适度运用、生产工艺、维修等方面综合考虑。基于组合循环动力的水平起降飞行器是降低运输成本的重要途径,也是重复使用运载器发展的重要方向,应借鉴航空发动机等动力重复使用设计理念,在方案研究和关键技术研究阶段就考虑重复使用问题。     

欧洲、日本和俄罗斯先进可复用运载器的技术进展

可重复使用的运载器是降低航天运输成本、提高运载能力和发射频度的必由之路，因此受到航天发达国家和地区的重视。美国在可复用运载器方面的研究开发活动起步早，项目多，投资高，并已研制出了可部分重复使用的航天飞机。与此同时，其它航天发达国家和地区着眼于未来航天运输的需求，也在开展各种技术准备工作。本文对欧洲、日本和俄罗斯在可复用运载器方面的技术进展情况进行了综述。     

升力式火箭动力航班化航天运输系统的关键技术挑战

航班化航天运输系统是重复使用航天运输系统的高级形式,具有高可靠、低成本、智能化、规模化、产业化等特点。基于火箭动力发展航班化航天运输系统是切实可行的技术途径之一,升力式火箭动力航班化航天运输系统具备实现类似飞机航班形式的快速周转发射能力,同时对航天运输技术也提出了新的挑战。结合航班化航天运输系统的发展态势和技术方案,重点分析了升力式火箭动力航班化航天运输系统面临的技术挑战,提出了后续研究重点与发展建议。     

我国可重复使用液体火箭发动机发展的思考

重复使用是降低航天发射成本的重要途径之一,是液体火箭发动机未来发展的重要方向。本文分析了可重复使用液体发动机的发展趋势,针对可重复使用运载器对发动机功能的需求,探讨了动力系统方案;对比了液氧煤油和液氧甲烷等推进剂组合和不同循环方式,认为几种发动机方案均可满足重复使用运载器的需求;研究了重复使用发动机的关键技术,提出应重点研究可重复使用液体火箭发动机高温组件热结构疲劳寿命评估及延寿技术、运动组件摩擦磨损技术、结构动载荷控制与评估技术、快速检测评估与维修维护技术、健康监控与故障诊断技术、二次或多次起动技术与大范围推力调节技术等。     

基于RBCC的天地往返运载器动力方案研究

基于火箭基组合循环发动机(RBCC)的结构组成、工作过程和特点,结合某吸气式重复使用天地往返运载器所提出的动力需求,分析了采用RBCC组合循环发动机作为该运载器动力方案的可行性和动力系统指标,设计并计算了RBCC组合循环发动机在各个工作模态下的性能参数.针对相同的运载器使用要求,采用相同的总体和气动力参数,通过飞行弹道仿真,计算和比较了采用RBCC发动机和纯火箭发动机两种动力方案的天地往返运载器方案.研究结果表明,相对于纯火箭动力,采用RBCC动力能明显减小运载器的燃料消耗,并增大其航程.     

航班化航天运输系统对动力的发展需求与技术挑战

结合航班化航天运输系统的概念特征及后续发展思路,首先研究了航班化航天运输系统动力技术的特征需求,并从1h全球抵达和天地往返运输系统建设以及空间转移运输系统建设两个方面提出对动力技术的总体发展需求,最后从明确发展路线、转变设计理念、加强基础研究和发展新型动力这4个方面,提出我国发展航班化航天运输系统的动力技术挑战.     

预冷空气涡轮火箭组合动力系统原理与实现途径

针对重复使用航天运输系统及临近空间快速投放平台动力需求,提出了一种预冷空气涡轮火箭组合动力系统方案,分析了此动力系统的技术特点及与其他组合循环动力的差异,进行了系统初步性能分析.研究表明:通过调节系统参数,此动力系统参数闭合,性能较佳,方案可行;进一步分析了动力系统涉及的核心技术及技术基础,认为预冷空气涡轮火箭组合动力系统具有可实现性.     

组合动力运载器结构与热防护系统概述

随着航空航天技术的不断发展,两者之间的界限更加模糊,空天结合技术成为当今世界的研究热点.组合动力运载器是结合了航空与航天技术特点的飞行器,具有水平起降、可重复使用功能,能够在稠密大气层、临近空间、轨道空间自由往返飞行.组合动力运载器一般以组合动力发动机为动力源,主要分为单级入轨飞行器与两级入轨飞行器,具备廉价、安全、便...     

可复用运载器技术的 发展趋势

可复用运载器代表了未来航天运输技术的发展方向。在世界各航天发达国家和地区中,欧美和日本等都在为从一次性使用火箭时代向可复用运载器时代过渡进行着各种技术准备。美国政府在研制出了部分可重复使用的航     

航班化航天运输系统发展展望

航班化运输已成为航天运输系统发展的重要目标。聚焦航班化航天运输系统未来发展,首先分析了发展需求,提出了航班化航天运输系统概念组成、发展目标和指标要求,总结了国内外发展态势,最后从重复使用航天运输系统建设和空间转移运输系统建设两个方面,展望了我国航班化航天运输系统的未来发展。     

垂直起降可重复使用运载器发展现状与关键技术分析

重复使用运载技术是降低单次发射成本、提高发射密度和减少残骸危害的有效手段,随着以Falcon 9系列为代表的垂直起降运载器的成功回收与重复使用,其在商业航天发射市场表现出了较强的竞争力,掀起了可重复使用运载器的研究新热潮。首先梳理了垂直起降可重复使用运载器的发展现状,然后结合垂直起降运载的任务特征分析了其关键技术,最后总结了垂直起降运载器的发展趋势。     

我国液氧煤油发动机技术发展概述

<正>液氧煤油发动机在运载火箭发展史上具有重要地位。20世纪80年代起,我国开始研究液氧煤油发动机技术,历时三十余年我国成为世界第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环发动机技术的国家,并形成了系列化、型谱化发展路线。液氧煤油发动机作为运载火箭主动力装置,是大规模、低成本进出空间的首选动力装置,在国家重大航天运载项目、商业航天运输系统、重复使用运载器领域占有重要位置,是国家实现航天强国的重要保障之一。     

日本的空天飞机/RLV计划:目前形势和未来展望

在考虑了多种可能的未来空间活动并从经济，技术和政策上分析了经们对将来运载 的潜在需求以在服当前运载工具的缺点后，研制往返低地球轨道的低费用的完全可重复使用的新型航天运输系统将成为关键问题，这是受对可负担性和操作灵活性的明显要求所驱动的。在日本，国家宇航实验室（ＮＡＬ）实施了“空天飞机技术研究”计划，进行概念定义和发展所需的超音速技术，并在关键学科领域为未来航天运输系统的研制奠定了研究基础和开发能力     

可复用运载器技术的发展趋势

可复用运载器代表了未来航天运输技术的发展方向。在世界各航天发达国家和地区中，欧美和日本等都在为从一次性使用火箭时代向可复用运载器时代过渡进行着各种技术准备。美国政府在研制出了部分可重复使用的航天飞机后，还曾开展过空天飞机研制计划及 X－ 33和 X－ 34等可复用运载器技术验证计划，今后 5年里将动用 45亿美元开展“航天发射计划”（ SLI），为第二代可复用运载器的研制工作开路。美国的一些私营企业也提出了多种可复用运载器方案，试图在未来的航天运输市场上抢得先机并有所作为。欧洲正在通过其“未来运载器技术计划”（ …     

航天电磁发射场建设设想

航天电磁发射具有运载效率高、单次发射成本低、无污染、可适用于多种运载器型号、推射装置可重复使用、发射过程力学及电磁环境复杂等特点。本文在深入分析航天电磁发射技术发展现状的基础上,对航天装备试验鉴定条件和工具进行创新研究。基于低轨卫星发射试验任务应用需求,从总体设计思路、试验工艺流程、功能分区及主要设施等方面阐述航天电磁发射场总体方案,总结归纳与航天电磁发射场设计相关的关键技术,为实现未来航天发射场“快响型航班式运输投送”提供技术参考。     

2022年国外重复使用运载器发展综述

<正>重复使用是航天运输系统的未来发展方向,是实现安全、可靠、快速、自由、低成本进出空间的有效途径。当前,垂直起降、重复使用方案渐趋成熟,“猎鹰”9火箭已经实现常态化的回收复用,“超重-星舰”或将借此实现全箭复用,美俄欧日等国家和地区的主力火箭也都瞄准采用垂直起降方案实现重复使用。在航天飞机实现升力式火箭动力重复使用方案突破和相关技术基础的积淀后,近年来轨道级和亚轨道级重复使用运载器持续取得进展,2022年X-37B和“追梦者”等轨道飞行器均有所突破,美国商业公司也在推进亚轨道级的研制。     

可重复使用运载器结构健康监测技术研究进展

系统梳理了国内外针对可重复使用航天运载器开展的结构健康监测技术研究工作情况,并针对其中的关键技术问题,包括热防护系统连接松动检测、低温贮箱健康监测、结构冲击监测、在轨试验验证进行了详细讨论,总结了国内外的研究现状、技术能力以及发展趋势,指出了结构健康监测系统实际部署中的技术需求,为今后可重复使用运载器结构健康监测系统的实际应用提供借鉴。