航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

未来的大型运载工具

概括介绍现有运载工具的技术发展水平和运载能力,对未来发展趋势作了展望,叙述了几种用于完成下一世纪飞行任务的运载工具可行方案.对一次性使用和可重复使用的运载工具的运输成本比进行计算,并绘出在低轨道飞行任务中运输成本比与累积有效载荷质量的关系曲线.大推力运载工具(HLLV)可以以约500美元/公斤的平均成本承担总共10万吨的空间发射任务.结论是,未来肯定将需要和研制出在低轨道载送乘客的第二代航天飞机和多用途的大型空间运输机.     

航天飞机发动机的焊接

美国洛克威尔公司Rocketdyne分公司用机器人气体保护钨极电弧焊焊接航天飞机主发动机.该公司在独特的焊接结构中采用的是高强度合金钢,其中包括镍基和铁基的铬铁镍合金和不锈钢.采用机器人技术能解决这一焊接所带来的难题.这项技术包括初步使用预编程机器人焊接单元、视觉焊缝跟踪器、焊缝熔池焊透传感器和脱机编程.对该焊接系统结构、性能和操作顺序作了详细介绍.焊接系统的核心是Cybotech机器人和RC-6控制器.最后叙述马歇尔空间飞行中心和Rocketdyne公司对这一技术的研究工作.     

“赫尔墨斯”小型航天飞机综述

全面而详细地介绍欧空局“赫尔墨斯”小型航天飞机的性能及研制情况.可重复使用的“赫尔墨斯”是欧洲未来空间系统的最重要的组成部分,它借助“阿里安”5运载火箭垂直起飞达到预定轨道,返回时能像高超音速滑翔机一样水平降落在指定的跑道上.“赫尔墨斯”有载人和不载人两种飞行方式.法国宇航公司和达索-布雷盖公司推出了各自的“赫尔墨斯”方案.最后介绍“赫尔墨斯”最终方案的推进系统、防热系统、结构布局和电源系统等,以及该航天飞机的飞行计划.     

霍托尔空天飞机

为与美国航天飞机争夺世界卫星发射市场,欧洲急于研制自己的下一代空间运载工具.“霍托尔”水平起降单级入轨空天飞机便是吸引人的方案之一.“霍托尔”的新颖之处是采用组合式发动机—RB545吸气式氢氧发动机.这种发动机兼有空气喷气发动机和火箭发动机两者的优点.“霍托尔”在结构和气动布局设计、材料选择和防热措施方面也有许多独到之处.最后介绍“霍托尔”的飞行方案和飞行程序.     

“赫尔墨斯”推进系统设计

“赫尔墨斯”航天飞机是一种载人的、可重复使用的飞行器.它要用新的“阿里安”5发射到低地球圆形轨道和极轨道.当“赫尔墨斯”脱离“阿里安”5后,即机动飞行到其所要求的工作轨道上.讨论了两种入轨的推进概念:组合式可重复使用系统和分离式一次性使用系统.重点研究组合式系统.但也分析了一次性使用系统对本研究结果的影响.讨论了推进系统的基本流程图的设计步骤,并提出几种导致选择基本推进系统流程图的比较方案.示出了改变外形的最新“赫尔墨斯”对流程图的影响.     

“赫尔墨斯”计划的实施情况

详细介绍欧空局“赫尔墨斯”航天飞机新方案的特点、与原方案的不同之处及新方案的实施情况.选择防热系统是“赫尔墨斯”设计者面临的最复杂的问题之一.将“赫尔墨斯”防热系统同美国航天飞机的防热系统作了比较.目前有两种防热系统方案:带外防效层的非热强结构;能耐高温的热强结构.未来航天飞机的防效结构将大量采用碳基复合材料和陶瓷复合材料.     

美国的大型运载火箭

60年代以来,美国研制了10余种一次性使用运载火箭.在70年代末航天飞机发射成功后,美国曾忽视一次性使用火箭的发展.但航天飞机有其固有缺点,不能完全满足未来空间开发的需求.特别在“挑战者”号失事后,美国调整了其航天政策,重新起用和改进现有运载火箭,并着手研制下一代更大型的火箭.大型化和提高经济效益是今后运载火箭发展的重要趋势.一直到下一世纪,一次性使用运载火箭都将和航天飞机并行发展.运载火箭的另一发展动向是降低使用成本,这包括客货分开运输、采用烃类发动机和减少级数、增大火箭直径.     

待发式运载工具推进方式的评价

未来的地球—轨道运载工具应能在作出决定后的几小时、甚至几分钟内发射.这种运载工具的研究工作已经开始.在第一阶段的研究中,设计出了11种能将2.27t载荷送入极轨道的运载工具,并验证了设计参数的变化(增加轨道机动飞行动作、增加载荷重量等).根据第一阶段研究结果,第二阶段的设计工作选择了两种方案,即垂直起飞的两级系统和水平起飞的两级系统.给出了几种推进方式的评估结果,包括起飞时的推重比效果、水平起飞的双燃料推进方案和使用氟的效果等.     

美国航天飞机商业化的若干问题

航天飞机是一种能够运送人类往返于外层空间和大气空间的特殊运载工具，具有兼顾军用和民用并且造价昂贵的特点。美国是目前世界上唯一拥有这一运载工具的国家。从航天飞机的背景来看，它虽然是美国和苏联在冷战时期进行技术竞赛所带来的空间成就，但     

美国将改进航天飞机

美国航天飞机是目前世界上唯一一种可重复使用的运载系统。但这种航天运输系统自１９８１年首次飞行以来，实际上还未对基本设计进行过什么大的改进。今年７月２８～３０日，在美国航宇局艾姆斯研究中心举办了首次航天飞机发展会议。会上就美国航天飞机今后的发展问题展开了热烈的讨论，美国航宇局还介绍了有关航天飞机改进及其后续型号研制问题的打算。根据美国航宇局的规划，航天飞机的发展将采取三管齐下的方针，即在近期内对现役航天飞机进行多项重大改进，在２００５年就是否招标研制第二代航天飞机做出决定，同时在２０２０年及更长的…     

新一代运载火箭增压输送系统交叉输送技术研究

介绍了液体运载火箭和航天飞行器推进剂交叉输送技术的概念。分析了贮箱间和管路间两种交叉输送系统的原理和工作特点，以及国外如美国第二代航天飞机、三级并联火箭飞行器、宇宙神运载火箭，以及欧空局阿里安4LP运载火箭采用的交叉输送技术。阐明了交叉输送连接器和交叉增压等关键技术。对所研制的蝶型活门进行的气动螺栓分离和气动分离，以及以水为介质的交叉输送系统小比例系统试验结果表明，两种分离方案均能实现可靠分离，系统工作正常。推进剂交叉输送技术可用于改善捆绑式运载火箭和航天飞机的布局和性能。     

霍托尔和森格尔2航天飞机

本文分别介绍了英国宇航公司和西德MBB公司的霍托尔和森格尔航天飞机的启用时间、运载能力和研制费用。这两种航天飞机都可重复使用,并能水平起飞和着陆,可使低轨道的发射费用下降到目前美国航天飞机的1/5。     

美国航天飞机第44次飞行

1991年11月24日美国发射了亚特兰蒂斯号航天飞机。这架执行第44次航天飞行任务的航天飞机因机上一个惯性测量装置(共3个)出了故障,于12月1日提前三天返回地面。 这次为期7天、耗资4亿美元的亚特兰蒂斯号航天飞机完成了部署导弹预警卫星的任务,并进行了第二次重要的军事侦察和医学试验项目。     

航天飞机测试发射监控系统

本文探讨了航天飞机检测发射监控系统的任务特点和范畴;提出了地面勤务系统四个中心的配置与检测发射监控系统在其中的地位和关系;提出了航天飞机技术阵地和发射阵地的测试发射体制,机-地结合检测方案的设想;强调了设计、研制、验证与检测发射一体化的设计思想和加强总体工作的重要性。     

空间运输的发展方向

国际运载系统的近期目标是将至少5000kg的有效载荷送往地球同步轨道(CEO).美国将用带有新的上面级的航天飞机和辅助性一次性使用运载火箭(CELV)如“大力神”34D 7/“半人马座”来实现这一目标.苏联的运载工具和欧空局(ESA)的“阿里安”5也将能实现这个目标.美国显然将恢复采用机/箭混合编队政策,而只用航天飞机完成载人飞行任务.ESA的“赫尔墨斯”和苏联航天飞机也主要用于载人飞行.苏美两国都花了巨大的人力物力来研究第三代空间运输系统,迅速及时地以低成本将重型载荷送入轨道.空天飞机和HOTOL(水平起降)、航天飞机型火箭(SDV)和大推力运载火箭(HLLV)等各种方案都在研究之中.这些第三代运载工具将满足民用和军用需求.民用包括扩大现有商业活动、地球观察、空间生产、空间站和载人飞行,以及其他尖端任务,如火星探险(载人和不载人)、月球基地和大型空间动力系统.军用可能包括先进的情报和侦察系统、宇宙飞船服务和维护任务、SDI支援系统,以及永久性空间驻人基地.实现这些目标将需要研制空天飞机.空天飞机还将发展成用以完成高速空天运载和灵活反应任务的飞行器.叙述中型运载火箭、先进的航天飞机和空天飞机的现有设想和早期计划.讨论SDV和地球至低轨道大推力系统,介绍“赫尔墨斯”和苏联航天飞机.     

高超声速跳跃飞行武器研究

介绍了高超声速跳跃飞行武器的基本概念和发展历程。阐明了弹道一升力式和跳跃式再入大气层返回轨道两种沿大气层跳跃飞行轨道技术的原理、实现途径，以及高超声速跳跃飞行武器的基本特性。此外还分析了美国Demo方案中高超声速航天飞机的主要用途、性能参数及主要的关键技术。     

各国运载火箭介绍：航天飞机（美国）

各国运载火箭介绍：航天飞机（美国）孙广勃６０年代初，美国几乎所有的宇航公司都开展了可重复使用航天运载火箭的研究。这期间的研究、试验与开发活动（如戴纳索尔以及Ｘ系列火箭飞机方案）探讨了可重复使用运载器的技术可行性，为６０年代末可复用航天运载器的研究工作...     

STS-134：“奋进”号完美谢幕

2011年6月1日,美国“奋进”号（Endeavour）航天飞机在完成最后一次飞行后安全返回地面,为绝唱之旅画上了一个圆满的句号。这是“奋进”号第25次飞行,也是航天飞机第134飞行,第36次飞往国际空间站以及美国现役航天飞机倒数第二次执行任务。     

航天飞机用的液体火箭助推器

用液体火箭发动机作为航天飞机助推器的设想虽然很早有人提出过,但被人们搁置了达20年之久.美国肮天局早期的结论认为液体火箭发动机不能承受海水浸渍.但自从“挑战者”号航天飞机固体助推器发生故障而导致灾难性事故之后,美国航天局又重新对液体助推器方案进行了考查,以了解这种方案能否对安全飞行有所改善,以及能否增加有效载荷.这段时间美国肮天局及其承包公司进行了论证,发现液体助推器有不少好处,例如一旦出现故障,实现中止飞行的可信度较高;可增加有效载荷,对低地球轨道