发动机推力调节能力对系列构型运载火箭总体性能影响研究

调研了国外运载火箭液体发动机推力调节能力,重点介绍了俄罗斯RD-180发动机和美国SSME发动机分别在宇宙神系列运载火箭和航天飞机中的应用情况,以2500 kN推力量级的液氧煤油发动机为基础级核心动力,采用模块化设计思路构建了包含四种构型的系列运载火箭,并以系列构型火箭总体性能最优为目的,开展了发动机推力调节能力对运载火箭运载能力、落区调整、减载设计等总体性能参数的影响分析工作,最后提出了我国2500 kN推力量级液氧煤油发动机的推力调节需求。     

运载火箭出厂测试状态控制优化技术研究

运载火箭出厂测试是火箭质量保障的最后一道关卡,现有火箭出厂测试技术在质量控制水平与测试效率方面均与现代运载火箭生产的信息化、自动化、智能化需求不成一体。运载火箭出厂测试状态控制优化技术将原有的以人工干预为主导的测试技术自动化,通过对测试状态的自动计算、梳理与分配,有效代替了人为的状态梳理,在确保运载火箭出厂测试质量的同时,大幅提升了火箭出厂测试效率。     

火箭内装式机载发射运载能力分析

针对内装式机载发射运载火箭的分离方案,结合分离条件及某型号运载火箭,设计了火箭分离后的发射轨道,并研究了火箭的控制规律。分析和计算表明,所设计的发射轨道可满足卫星发射需求,所采取的控制规律切实可行,与地面发射相比,可大幅度提高运载火箭的发射能力。     

减载加速度计组合减振设计与分析

运载火箭飞行过程中振动量极大,影响减载加速度计组合输出精度,必须加上减振器才能满足系统指标的要求。同时,为了实现减载加速度计组合小型化、轻量化的要求,采用四点减振的减振方案,介绍了减载加速度计组合减振设计过程,并采用ANSYS有限元软件分析了减载加速度计组合未采用减振系统情况下的模态、应力和加速度响应。通过在减载加速度计组合底座上安装4个减振器,使用电磁振动台对减载加速度计组合3个方向进行正弦振动及随机振动试验。试验结果表明,减载加速度计组合采用的四点减振形式可以有效地隔离振动,减载加速度计组合输出精度满足系统提出的零偏均值小于4mg的指标要求,减振器指标设计合理。     

新一代运载火箭电气系统体系架构的研究

对国内外运载火箭电气系统的现状进行了回顾,简要介绍了长征运载火箭电气系统近年来的发展,重点介绍了国外主流运载火箭的导航系统、总线体制以及冗余设计方案。随后分析了美欧新一代运载火箭在电气系统设计方案上的主要特点,重点对中国新一代中型运载火箭从总线体制、冗余体制、分布式控制、IMA设计等方面进行了讨论,这些方面可以看作这一时期火箭电气系统的主要特征;并且对比了中型运载火箭与Ares/SLS火箭在这些方面的区别。最后对我国未来重型运载火箭电气系统的发展提出了参考建议。     

内装式机载发射运载火箭分离方案分析

针对一种内装式投放发射方案，建立了机载发射运载火箭分离过程的数学模型。本发射方案尢需对运载火箭进行改动。数值仿真结果表明．火箭在点火时有较好的姿态，适用于发射现有的中、小型运载火箭。     

常规运载火箭解决落区安全问题的方法

常规运载火箭在内陆发射场发射,落区在国内。火箭子级返回过程中存在空中解体或触地爆炸的可能性,落区安全性问题比较突出。常规运载火箭短时间内无法实现重复使用的目标,为解决落区安全性问题,在火箭不需做较大改进的情况下,采用将推进剂空中排放或者发动机空中再次点火将剩余推进剂燃尽措施,降低火箭子级落地速度并解决子级触地爆炸的问题;同时采用栅格舵控制子级落点,将落区范围缩小,提高常规运载火箭发射落区安全性。     

导流槽构型对火箭起飞时流场和声场的影响

为了研究四喷管运载火箭起飞时火箭周围噪声环境问题,建立燃气/空气双组分的可压缩流动模型,采用2阶Roe格式、SAS(scale-adaptive simulation)湍流模型和声学类比积分法Ffowcs-Williams Hawkings(FW-H)求解三维Navier-Stokes方程。以单机火箭的噪声问题为对象开展数值模拟,并将噪声数值计算结果与试验数据对比,误差在3dB以内(相对误差小于1.6%),验证预测噪声方法的有效性,进而研究四喷管运载火箭起飞阶段采用不同导流槽构型对箭体舱段区域噪声环境的影响,结果表明:在相同噪声接收点处,单侧导流槽对应的总声压级比双侧导流槽大,两者的总声压级(OASPL)之差最大为10.7dB。另外,当采用单侧导流槽时,沿周向接收点的噪声总声压相对单侧导流槽中心截面呈对称分布,而且沿导流出口方向逐渐增大。所建立的噪声数值方法为大推力捆绑运载火箭舱段的噪声环境预测及其控制提供一定参考。     

新机纵横

俄罗斯成功试射可回收火箭助推器 俄罗斯首次成功地试射了一枚携有可回收式火箭助推器和模拟卫星的“联盟”号运载火箭，助推器与模拟卫星均安全返回地面。俄航空航天局发布的消息说，发射试验是在拜科努尔航天中心进行的。配有新型火箭助推器“弗雷加特”的运载火箭“联盟”号于当天莫斯科时间２时２０分发射升空，将一颗模拟卫星送入远地点６００公里、近地点１５０公里的椭圆形预定轨道。模拟卫星与火箭助推器绕地飞行５圈后于莫斯科时间今天１０时５７分返回地面并实现软着陆。“弗雷加特”作为运载火箭的前部与卫星直接相连。这种新型…     

稳健前进客观分析中国航天工业

记者(以下简称记):关于我国的运载火箭,有很多评论。有人认为,我们的火箭在发射重量上和西方的运载火箭还有一定的差距;也有人认为,我们的火箭有很高的发射成功率,在世界处于领先地位。那么,究竟哪些方面可以真正代表一个国家的运载火箭水平?我国的运载火箭究竟处于什么位置?     

运载火箭动力冗余技术

概述了前苏联N-1火箭,美国土星系列,航天飞机以及法尔肯9运载火箭动力冗余应用情况,重点介绍了N-1火箭四次发射失利以及最终的事故原因,从现役运载火箭可靠性评估结果、运载火箭飞行故障统计结果和运载火箭动力冗余和非冗余可靠性的关系三个方面论证了动力冗余的必要性;提出了变推力方式和发动机贮备方式两种动力冗余方式,并分析了它们对运载火箭整体性能以及各系统的影响,最后梳理出实现动力冗余需要重点解决的关键技术。     

长征五号运载火箭动力系统总体技术分析

简要回顾长征五号运载火箭研制历程,结合国外运载火箭动力系统发展态势,系统梳理了长征五号运载火箭动力系统的设计准则和总体方案,详细介绍了与长征五号有关的新型大推力发动机、循环预冷、低温火箭POGO（液体运载火箭结构系统与动力系统动特性相互耦合而产生的纵向不稳定低频振动）抑制、高可靠增压输送、直径5m液氧/液氢模块动力系统试车、无人值守测试发射等一系列具有完全自主知识产权的动力系统关键技术。以长征五号运载火箭技术发展为牵引,提出了低温火箭发动机、全流程自动化测试发射、动力系统故障诊断、先进POGO抑制等技术发展建议,对火箭的长期停放及在轨的使用维护提出了改进建议。     

俄在研和改进的几种运载火箭

目前，俄罗斯正在研制可重复使用返回式火箭级的不载人运载火箭“安加拉”的同时，还在对“质子”号火箭进行现代化改进，以便提高其运载能力，此外，俄罗斯还在与西方伙伴合作改进和推销“联盟”号火箭     

智能密封可用来提高火箭发动机性能

智能密封可用来提高火箭发动机性能电子控制“智能”机械密封可提高液体燃料运载火箭的有效载荷量，佐治亚技术院提出了这种概念，已研究了一种装置，并得到ＮＡＳＡ刘易斯研究中心的支持。这种密封装置可承受较重的有效载荷，因为它比其它用于使热燃气与液氧隔开的装置轻...     

工业

“猎户座”宇宙飞船发射升空 12月5日，美国新一代“猎户座”飞船在卡纳维拉尔角航天中心由德尔塔Ⅳ重型火箭发射升空，执行首次无人测试飞行任务。德尔塔Ⅳ重型火箭是目前推力最强劲的运载火箭之一，美国航空航天局（NASA）也正在研发专用于“猎户座”飞船的新型大推力火箭。     

美国行星协会计划建造下一个太阳帆

在2005年6月第一艘太阳帆“宇宙1号”发射失败后，美国行星协会开始考虑利用“宇宙1号”的备用组件建造另一艘太阳帆，最早将于2006年底发射。“宇宙1号”在6月21日“波浪”号潜射火箭飞行失败时失去联系。俄罗斯调查者们7月末得出结论：由于该火箭的第一级发动机过早关闭，而导致了“宇宙1号”未能进入轨道。但是，根据地面站接收到的遥感信号，行星协会一直相信“宇宙1号”可能曾经短暂进入了轨道。由于出口控制的限制，行星协会不能参与事故调查，他们对俄罗斯调查者们的信息交流水平感到不满。如果发射一个新的太阳帆，行星协会计划使用其它的运载火箭，或是作为“宇宙-3M”火箭的主载荷，或是作为“第聂伯”、“联盟”或“阿里安”运载火箭的第二有效载荷。     

新宇宙神川运载火箭进行最后的组装

由美国洛克希德·马丁公司研制的该火箭将在今年初发射。这种新火箭将直接与欧空局的阿丽亚娜４和波音公司的德尔塔Ｉｌｌ竞争，它也将使宇宙神计划过渡到宇宙神Ｖ渐进一次性运载火箭。该火箭装俄罗斯动力机械联合体和美国普惠公司合作研制的ＲＤ—１８０发动机。最近，俄罗斯对ＲＤ—１８０进行了２００多秒钟试验。ＲＤ—１８０有两个燃烧室和两个喷管，它的推力为４４５０千牛。为达到这样大的推力，发动机每秒钟消耗液氧９Ｔ０千克。新宇宙神川运载火箭进行最后的组装     

运载火箭地面风荷载及响应研究

通过捆绑式运载火箭地面风环境下的风洞试验，分析了不同试验条件下主体火箭及助推器各测压截面压力分布的变化规律。结果表明：主体火箭和助推器之间的相互干扰、发射塔架对于火箭的影响都很明显。另外，对其气弹性模型在地面风荷载下的动态响应亦进行工程计算，并与试验结果有良好的一致性。     

火箭子级垂直回收布局气动特性及发动机喷管影响

垂直回收可重复使用运载火箭是运载火箭发展的一个重要方向,大长细比的火箭子级垂直再入过程属于典型的非规则钝头体绕流,与传统低阻力流线体飞行器气动特性差异较大。采用风洞试验辅以数值仿真分析的方法,对基于栅格舵的火箭子级垂直回收构型基本气动特性和非规则钝头体绕流情况进行了研究,获得了发动机外露喷管和栅格舵对火箭子级垂直回收气动特性的影响规律,给出了火箭子级垂直回收布局设计建议。结果表明：火箭子级倒飞状态下肩部区域会在小迎角下产生大分离流动,外露发动机喷管左右两侧诱导出较强的分离涡结构,与火箭尾翼、肩部大分离流动相互作用;垂直回收构型在超声速下阻力会一直处于较高的水平,不同马赫数下压心移动量较大,倒飞时发动机外露喷管会产生较大的干扰静不稳定力矩,其量值与栅格舵提供的静稳定控制力矩基本相当,在火箭子级垂直回收方案设计时需要引起注意。     

运载火箭控制系统全数字仿真

介绍基于MATLAB/Simulink的运载火箭控制系统全数字仿真的方法。通过给出控制对象箭体的数学模型和采用Simulink建立箭体的仿真模型,并以控制校正网络部分的伺服机构为例进行仿真,利用相应的仿真结果和分析实现对火箭控制系统全数字仿真的方法描述。