可重复使用运载器前途未卜

1　美国1 .1　航天飞机□□美航宇局 ( NASA)将航天飞机作为第一代可重复使用运载器。目前仍在服役的航天飞机有哥伦比亚号、奋进号、阿特兰蒂斯号和发现号 4架。自从 1 981年航天飞机首次发射之后 ,美国的航天飞机已完成了 1 0 0余次发射任务。2 0 0 1年 ,航天飞机共执行了6次国际空间站发射任务。虽然航天飞机的发射价格昂贵 ,但它在国际空间站发射任务中占有绝对的优势。为此 ,NASA在开展第二代可重复运载器计划时 ,还继续实施了航天飞机安全改进计划。 2 0 0 1年 7月 1 2日 ,阿特兰蒂斯号航天飞机发射时 ,首次使用了2台改进的 BLOC…     

国外可重复使用运载器近期进展

2004年以来,国外有关航天运输的新计划、新构想和新方案纷纷出炉,令可重复使用运载器（RLV）的研制活动新意倍添、亮点不断.     

2002年可重复使用运载器一瞥

1 美国 1.1 航天飞机 □□2002年,美国共发射了5架次航天飞机,与近年来4～6次的年发射数量相当,而且发射任务全部获得了成功。5架次航天飞机中的4架次是飞往国际空间站(ISS),另外1架次则顺利完成了“哈勃”太空望远镜设备更换任务。 在航天飞机改进方面,2002年8月1日,马歇尔航天中心对航天飞机上的可重复使用固体助推器新型缩比尺寸发动机成功地进行了点火试验,发动机工作时间达21s。在实际飞行过程中,固体助推器要在起飞点火2min时间内平均产生1200t的推力。此次试验的点火时间仅为实际工作时间的1/6。使用缩比尺寸发动机进行试验的主…     

日本可重复使用运载器计划

□□为了满足未来航天活动日益多样的需求，日本正在开发在可靠性和成本效益方面明显优于现有系统的航天运输系统。然而，由于近年来火箭发射接连失败，日本大范围地修订了原有的发射进度和研制计划，并停止了由H－2运载火箭发射的不载人带翼返回式飞行器——HOPE－X实验飞行器     

新一代可重复使用航天运载器

2003年2月1日．美国哥伦比亚号航天飞机完成太空飞行任务后，返回时曝炸解体．7名航天员全部遇难．这是人类航天史上又一严重地灾难。人们在对遇难航天员深深惋惜怀念的同时．也在关注着新一代(第二代)可重复使用航天运载器如何发展．本刊特约杨勇王小军两位博士就这方面的情况给读者作一介绍。     

可重复使用运载器再入数学建模

针对可重复使用运载器(RLV)方案论证和初步设计阶段对模型的需求,提出了一种RLV再入概念设计,进行了数学建模研究。RLV采用翼身组合体的气动布局,包括左右升降副翼、方向舵和机体襟翼。对其无动力再入返回姿态控制,建立了反作用控制系统/气动舵复合控制数学模型。再入过程要经历自由分子流区、稀薄大气过渡流区和连续流区,基于气动力的工程计算方法建立了这三个流区的RLV气动模型。控制特性分析与六自由度再入仿真表明,所设计的RLV控制模型具有与航天飞机轨道器一致的再入飞行特性,证明了数学建模的有效性,能够进一步用于RLV姿态控制的研究。     

可重复使用运载器再入轨迹次实时优化

新一代可重复使用运载器RLV(Reusable Launch Vehicle)再入时应具备自主导航的能力,其实现的关键是用机载计算机近实时或实时地生成一条满足各种约束条件的再入轨迹.根据RLV再入的特点,引入了新的假设,对再入轨迹方程进行简化处理,优化难度降低,工作量减少.另外引入次优化轨迹的概念,对控制量(迎角和滚转角)的优化分两步进行,每步只对当中一个控制量进行优化.这样处理能在很大程度上加快算法的收敛速度.仿真结果表明,只需10s左右的时间就能产生一条满足终端约束条件、控制量约束条件和加热率约束条件的次优化轨迹.其结果具有较好的工程应用价值.      

可重复使用运载器递归积分滑模姿态控制方法

针对存在模型不确定和外部干扰的可重复使用运载器再入段姿态控制问题,提出了一种基于自适应滑模干扰观测器的递归积分滑模控制方法。首先,基于可重复使用运载器再入段姿态运动模型,建立了面向控制的模型;其次,设计了自适应滑模干扰观测器,以精准估计和补偿由模型不确定和外部干扰构成的复合干扰;然后,基于递归思想设计了一种新型递归积分滑模控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的有限时间稳定性;最后,数值仿真结果验证了该方法具有较强的鲁棒性和较快的收敛速度。     

基于STM32的可重复使用运载器闭环仿真系统

针对验证可重复使用运载器关键控制技术的需求,提出了一套基于STM32的可重复使用运载器闭环仿真系统。基于该套平台,对系统的总体方案、硬件平台设计、软件开发及设计进行了重点论述,实现了对箭上测量单元、计算机单元、执行单元及地面测发控单元的模拟。通过仿真试验,完成了可重复使用运载器制导、导航及姿控算法等关键控制技术的验证。结果表明：所开发的闭环仿真系统设计合理,实时性好,可靠性高,可为大型可重复使用运载器试验奠定基础,缩短研制周期。     

可重复使用运载技术新进展

2003年,哥伦比亚号航天飞机失事后,美国再也没有发射其他航天飞机。     

欧洲可重复使用运载技术发展综述

欧洲采用了两种方式降低航天运输成本、增加竞争力。一是改进以阿里安-5为主的一次性使用运载火箭，提高其安全性、可靠性并降低成本；二是研制新的可重复使用运载器(RLV)及其相关技术，目前正在研究和论证过程中。从20世纪90年代开始，欧空局(ESA)协调各成员国开展了一系列RLV的研制活动，从未来欧洲空间运输研究计划(FESTIP)、未来运载器技术计划(FLTP)，到先进可重复使用运载器计划(PEARL)，直至目前的未来运载器准备计划     

RLV再入神经网络自适应姿态控制器设计

可重复使用运载器（RLV）大包线再入过程中,广泛存在模型不确定与外界干扰,会给姿态控制器的设计带来不利影响,为此提出了一种神经网络自适应控制器设计方案。基于时标分离原理设计了快、慢双回路控制结构。在此基础上设计了径向基神经网络（RBFNN）自适应律,用于在线估计模型不确定和外界干扰力矩,并在控制器中进行补偿。仿真验证表明,RBFNN 自适应控制器能良好地完成姿态跟踪控制,有效地抑制干扰力矩对姿态控制的影响。自适应律能够在线估计真实的飞行器动态和外界干扰力矩,控制器具有抗扰动能力。     

英国“云霄塔”空天飞机揭秘

2011年7月21日,阿特兰蒂斯号航天飞机完成了最后一次飞行任务,为期30年的美国航天飞机项目宣告终结。后航天飞机时代的可重复使用运载器将如何发展?美国已进行了两次X-37B小型无人航天飞机演示验证试验。英国也不甘人后,2011年7月上旬,英国喷气发动机公司(REL)宣布"云霄塔"