知识资料窗

在本刊收到的大量读者来信中，有不少关于火箭基本知识以及我国长征火箭发射方面的问题。现从中选出三个有代表性的问题。请有关专家作答。１．火箭为何分多级科学家们在寻求建造作为天梯的火箭的过程中，发现单级火箭无论采用性能多么好的固体或液体燃料，按照当时的技术...     

推进剂粘弹性对固体火箭飞行模态特性的影响

常规固体火箭振动模态特性分析中不考虑推进剂粘弹性的影响,实际上在飞行过程中推进剂的粘弹性会使固体火箭呈现复杂、变化的模态特性。飞行过程中,一旦结构的某阶模态与燃烧室声腔发生耦合振动,就有可能诱发燃烧不稳定,因此有必要掌握全箭实时模态参数。针对粘弹性推进剂使得火箭飞行过程实时模态参数难以预测的问题,提出了一种数值仿真模型修正方法,以空、满载固体火箭地面模态试验结果与仿真结果进行对比,证明了方法的准确性。对空、满载火箭模态参数进行对比还可以发现,当推进剂厚度随着燃烧逐渐变薄,全箭在弯曲振动中,发动机壳体的截面变形逐渐增大;发动机呼吸振动幅值也随之变大。在已知燃面退移量的前提下,可准确预示全箭在飞行过程中的实时模态参数,极大提升了固体火箭在飞行过程中的振动问题的分析及排查能力。     

大角度机动下火箭欧拉角姿态计算相关问题探讨

针对大角度机动条件下的火箭欧拉角姿态解算、连续性要求下的姿态角计算、星箭分离姿态计算等火箭飞行姿态相关问题,基于工程实际情况给出相应的解决办法,分析计算中存在的问题及应对措施,给出计算结果、对比情况及经验总结。研究结果对火箭姿态计算、卫星姿态分析等均有一定的参考价值。     

硝基氧化剂在火箭系统中的应用及防护

介绍了火箭推进剂中起氧化剂作用的硝基氧化剂在各类火箭中的应用、研究进展和安全防护问题。     

索式火箭回收着陆系统缓冲装置设计与分析

针对索式火箭回收着陆系统中摩擦缓冲装置的缓冲能力和调节能力有限的问题,提出了一种基于最小二乘法和系统动力学特性的液压缓冲装置反问题设计方法。该方法通过对液压缓冲装置中控制阀凸轮外形和储能器初始压强的设计来调节着陆火箭运动学特性,使火箭按照特定的运动学特性在有限的缓冲位移内减速至静止稳定且缓冲加速度最小。对索式火箭回收着陆系统建立精准高效的多体动力学模型,并针对不同的工况进行仿真校验。仿真结果表明根据所提反问题设计方法设计的索式火箭回收着陆系统能够按照特定的运动学特性减速缓冲着陆火箭,具有较强的减速缓冲能力;针对不同质量和着陆位置偏差的着陆火箭,具有自动调整液压阻力保持火箭相同的运动学特性的能力。     

大型火箭风载试验

全面叙述大型火箭风载试验的各种问题，指出在风载设计中增强火箭原型结构的靶场风载试验和高空风载试验的重要性。     

太空新航线

印寻求用国外火箭发卫星近日,印度航天委员会审议并批准了＂静地卫星运载器＂（GSLV）火箭故障调查委员会的调查结论,并确定了火箭设计所需的修改。GSLV火箭2010年接连两次发射失败。故障调查委员会在其最终报告中说,他们未发现GSLV火箭的基本设计有任何缺陷,     

基于物理规划的固体火箭发动机不确定性优化设计

在基于建模与仿真的固体火箭发动机设计过程中客观存在许多不确定性,决策不确定性定义为设计与优化问题描述和决策过程中存在的模糊性。传统优化设计模型将优化设计问题作为确定性问题求解,可能会漏掉真正的工程实际可接受的最优结果。采用物理规划方法建立优化设计模型,可得到综合满足多个设计准则的Pareto解。以固体火箭发动机总体方案优化设计为例,证明了物理规划方法作为固体火箭发动机设计决策不确定性建模方法的有效性。     

RBCC发动机火箭及火箭冲压模态热力循环分析

为了研究RBCC发动机火箭模态及火箭冲压模态的工作特性,基于发动机地面自由射流试验结果,利用一维气动理论构建了发动机火箭及火箭冲压模态的性能分析模型,对发动机6 Ma来流条件的试验数据进行了处理,获得了发动机轴向的沿程气流参数,分析了发动机的热力循环、工作效率、有效能分布以及部件和排气中的有效能分配比例。结果表明：一维计算得到的推力与试验结果误差在5%以内;火箭冲压模态下火箭燃气的引入可以有效提升发动机的热循环效率(约提升20%),火箭燃气的引入对有效能产生率和有效能的分配比例影响不大,火箭冲压和冲压模态的有效能产生率分别为0.45和0.48;火箭模态推力增益产生的主要原因是火箭燃气的能量添加至冲压流道中,形成了有效的热力循环,产生了机械能增量,最终表现出推力增益,约为29%。     

殊途同归的欧日新一代运载火箭

日本新一代固体火箭艾普西龙于2013年9月14日成功发射,2006年退役的M-V火箭终于后继有人。M-V火箭的近地轨道运力为1.8吨,艾普西龙火箭更降低到1.2吨,而H-IIA系列火箭中运力最弱的H-IIA 202型号,近地轨道运力也高达10吨,不论是M-V火箭还是艾普西龙火箭,运载能力与日本现役的H-IIA系列火箭之间都有很大的缺口,致使日本不得不使用H-IIA火箭发射中小型载荷。     

发射短讯

正Space X公司再次实现海上回收猎鹰-9火箭据腾讯太空2016年5月6日报道,当日,日本JCSAT-14通信卫星搭载猎鹰-9火箭成功发射,卫星顺利进入地球静止轨道,同时,Space X公司再次成功进行了海上回收火箭第一级试验。这是公司第3次完成火箭回收,第2次在海上实现火箭回收,也是全世界首次在地球同步转移轨道发射任务中实现火箭回收。相比4月8日的火箭回收任务,此次回收的难度更大。4月8日的发射属于低地球轨道任务,轨道高度较低,一级火箭分离速度较慢,剩余推进剂充足,能够让一级火箭在海上平台着陆时有足     

日本H-3火箭发射失败及影响分析

本文探讨了H-3火箭两次发射失败中火箭组件出现的故障问题,并分析了失败带来的影响;同时,通过梳理日本H-3火箭的构型和研制历程,介绍了日本新一代氢氧动力系统的发展。     

液体运载火箭长细比设计研究

在运载火箭的总体设计中,火箭长细比是一个非常重要的设计参数,它对火箭构型方案的确定、箭体直径的选取等具有决定性影响,通常需要综合权衡载荷、结构效率、姿控稳定性、生产制造以及运输等多方面的因素来确定,火箭长细比设计对箭体直径统一、火箭型谱研究也有重要意义。梳理了火箭长细比设计过程中应遵循的原则,简要介绍了火箭长细比优化设计的方法和途径,并分析了长细比对运载火箭设计的主要影响。     

运载火箭推力下降后的控制力矩重构分析

针对现役捆绑火箭在飞行中发生推力突降的问题,提出了一种基于改进单纯形法的控制分配策略。利用故障前后火箭控制力矩相等的思想,将推力下降后火箭发动机摆角的重新分配问题转化为目标函数约束下的线性分配问题,通过改进单纯形法进行了有效求解。结果表明,偏航角在关机故障发生后可以迅速恢复至平衡状态,滚转角在小幅抖震后同样快速到达稳定,该方法可以有效地改善火箭突发推力下降后控制能力减弱的问题,并维持故障后火箭姿态的平稳,对运载火箭姿态重构研究具有理论意义与工程应用价值。     

关于发展商业小火箭的几点思考

近年来,小卫星已成为发展最迅猛、最具活力的商业航天领域,受到国际社会的广泛重视,其发射服务也成为商业航天创投的热点。全面梳理国外商业小火箭发展动态,在总结商业小火箭发展技术特点的基础上,通过分析和思考当前商业小火箭发展中面临的问题,如火箭能力与任务需求的匹配性、研发周期与方案设计的匹配性等,给出我国商业小火箭发展的建议,以期为其更好的发展提供新的思路。     

液体火箭发动机协同设计开发环境研究

论述了我所液体火箭发动机在协同设计环境研究与应用过程中所开展的一些工作和取得的一些成绩,并分析了在实际应用过程中,液体火箭发动机协同设计环境研究存在的关键技术及问题,介绍了我所在开展液体火箭协同设计环境研究与应用过程中的一些经验与体会.     

制导飞行力学方法

在方向不变的惯性坐标系建立和求解弹道式火箭的动力学方程,可以不考虑牵连惯性力和科氏惯性力,把惯性制导建立在更简捷明了的基础上。不同于过去书刊常常在随地球一起转动的坐标系中研究飞行力学的各种问题。阐明了火箭离开地球表面起飞的初始条件,详细分析了被地球引力吸住一起转动的空气或大气作用在惯性空间运动着的火箭上的空气动力的处理方法。推导了用惯性坐标系中火箭的运动参数计算地理位置的公式和动坐标系运动参数的公式。     

日本低燃速推进剂研究点滴

为了使火箭有更大的运载能力,就得提高火箭的性能。不过,近年来特别重视提高第三级或第四级固体火箭发动机的性能。通常,用两个指标表征火箭的性能:一是比推力,它是能从推进剂中获得多大能量的指标;     

大力神4的改进型固体火箭发动机候选方案

由于马丁·玛丽埃塔公司的大力神4的改进型固体火箭发动机在研制和试验中出现了问题,该公司将在今后两个月内对其候选方案进行评估。这家公司将把候选发动机方案数量减少到4种,经研制后,再从中选择两种。这几种方案中有一种是性能更强的固体火箭发动机,一种是派生的航天飞机固体助推器,还     

考虑建模误差的某型火箭末级制导方法研究

运载火箭末级发动机点火后,在制导系统的导引下,火箭最终抵达入轨位置、取得入轨速度,卫星进入运行轨道。火箭末级飞行动力学模型为非线性微分方程形式,难以利用解析方法得到火箭姿态变化特性,进而控制火箭飞行过程中的状态变量。将火箭入轨约束条件转化为最优控制的性能指标函数,利用庞德里亚金极小值原理与牛顿梯度法相结合的方式来解决动力学方程求解问题,得到末级飞行标准轨道;火箭动力学建模过程中,由于参数难以精确计量等的影响,存在建模误差,导致火箭实际飞行轨道会偏离标准轨道。对模型进行线性化处理,引入状态反馈,可以使实际飞行轨道接近于标准轨道,提高卫星荷载入轨要求精度。仿真结果表明:该制导算法可较好地减小火箭载荷入轨误差。