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。     

九十年代美国的航天发射业展望

美国及世界各国的运载系统都在为维持和扩大自己的航天发射业务而进行角逐,这种竞争在拥有多家发射系统制造公司和广大的卫星发射市场的美国显得尤为激烈。本文对美国的各种运载火箭及其发射业务的现状和发展前景作了分析,重点介绍了宇宙神、大力神和德尔它等几个主要运载器系列的情况。     

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”（ …     

推进系统方案评价方法

在运载器设计中,如何建立关键决策树、必备条件、折衰方案研究及与推进系统有关的敏感性分析,本文指明了一种方法。该方法还包括考虑推进系统和运载器的相互影响。全文分三部分对推进系统决策树进行描述,该决策树能够指明技术要求。从计划目标到子系统设计到运载器模型,必备条件始终提供一种引导方法.其具体表现在根据费用(重复和非重复两部分)、可靠性和运载器性能对推进系统设计方面的影响上。     

运载火箭发动机动力循环综述

对将来的空间运载系统来说,关键是要降低发射成本、提高运载器的可靠性和工作效率。对各种运载器的系统分析结果表明:采用总体结构和推进系统先进的单级入轨运载器能够达到这个目标。本文将介绍所有液体火箭发动机动力循环方式,接着针对各种循环类型的发动机进行运载器/推进系统组合分析,旨在确定将来的单级入轨运载器推进系统和与之相关的热力循环方式。现有的和已提出的具备完成单级入轨任务的发动机动力循环方案在此也做了阐述。     

论我国重复使用运载器推进系统方案

根据美国NASA的X-33计划的终止、2002年SLI的改变等事实,论述我国重复使用运载器分步走的发展思路,探讨我国重复使用运载器推进系统方案,阐述了我国首先发展两级重复使用运载器的优势和推进系统的关键技术.     

美五家公司提出运载器研制的新思路

美国五家宇航公司已开始联合对一种新的运载器发展思路进行研究。这一新思路更强调市场需要的重要性,而不片面追求高性能,从而得到了美国航宇局局长等的全力支持。包括波音、通用动力、洛克希德、马丁·玛丽埃塔和洛克韦尔在内的这五家公司打算用4个月的时间对运载市场进行一次全面调查,然后再用11个月进行新运载器的方案论证和风险评定。据称新思路将加快美国下一代运载器的研制工作,并使新运载器能更灵活、更有效地承揽发射业务,从而能与欧洲的阿里安5和日本的H—2抗衡。     

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。     

欧洲未来的可重复使用运载器:FLTP(未来运载器技术计划)

阿丽安5型火箭的第二次和第三次鉴定飞行试验的成功是欧洲未来太空运输的一个重要里程碑;新型运载器和它的演变型将在后十年的航天发射市场占据领导角色.进一步的改进需要有突破性的设计概念变革;只有以部分或全部可重复使用性为基础,才可能降低成本:可以预计在2015年左右阿丽安5的后继型必定可重复使用.相应地,所需的几项新技术主要涉及气动热力学、先进结构和材料、可重复使用动力系统,健康诊断系统等.为此,ESA 已建议未来运载器技术计划(FLTP)的目标是:确认运载器可重复使用性的优势;鉴别、开发和评估新一代低成本运载器研制所需的技术;精心编制地面和飞行试验与验证大纲,要求在运载器研制阶段和进一步进行验证试验之前可达到足够的置信度;通过分析候选的运载器方案及技术研究项目的综合。为拟于2007年启动的下一代运载器的欧洲研究计划的项目决策提供依据.FLTP 的目的在于借助于三项中心工作解决以上问题:系统概念研究技术开发地面及飞行验证试验技术要求在对未来任何欧洲主要新型运载器研制作决定之前,第一阶段持续三年时间的一项两阶段研究计划将会获得对未来运载器系统构型、可行性和总体优势的清晰了解.     

空中发射技术特点的量化分析

近几年,随着小卫星市场的蓬勃发展,小型卫星发射市场持续升温,以飞马座XL和运载器一号火箭为代表的空射火箭完成多次发射任务,将数十颗卫星送入近地轨道。空射运载火箭具备快速响应、机动灵活、发射成本低、任务适应性强等技术特点。运载火箭从空中发射可以充分利用载机的飞行高度和飞行速度,在相同的系统运载能力下,火箭的起飞质量更小;在相同的火箭起飞质量下,系统运载能力更高;同时,对于规模星座快速部署,空中发射的灵活优势显著。围绕空射火箭的上述技术特点,基于空射火箭模型开展仿真分析研究及不同发射方式的结果对比,结果表明空射方式对提升系统效益效果显著。     

1988年世界各国运载器展望

美国和欧洲的大多数运载器在1986～1987年相继发射失败,现即将恢复发射。由于HM7B低温发动机轴承加热问题没有得到很好解决,所以多少会影响阿里安火箭的发射日期。美国航天飞机的固体助推器调试又出现意想不到的问题,因此它的飞行日期也要推迟。苏联将在1988年进行能源号大型运载火箭的第2次发射,并要完成其航天飞机的调试工作。印度则也希望在1988年对它的新型运载火箭ASLV进行第2次试验。目前,只有中国和日本的运载器没有发生任何问题,预计中国和日本在1988年要进行多次发射。     

中国载人航天推进技术发展设想

回顾了航天大国运载火箭及推进技术发展历程,重点分析了美国、俄罗斯等国航天运载器推进技术的发展现状和后续发展思路。通过对当前世界主流运载火箭的构型特点和推进技术水平的对比和发展趋势总结,对中国未来发展载人航天运载器和先进推进技术的主要方向提出了建议。     

美国将公布新的航天发射政策

美国将公布新的航天发射政策美国政府不久将公布其新的航天发射政策，规定由国防部对美国的一次性火箭进行改进，同时由美国航宇局开发包括单级入轨飞行器在内的新的运载技术。国会、国防部和航宇局官员对美国即将就加速其停滞不前的航天运载现代化工作作出决定表示了欢迎...     

资金问题困扰可复用运载器

近年来，在技术进步和航天发射市场需求增长的推动下，陆续出现了一些新的航天运输方案，其中不少方案把目光投向了可以重复使用的商业航天运载器，试图避开一次性火箭发射周期长、成本高、射前准备繁琐等一系列缺点。目前各公司一方面在对其运载器设计方案进行改进，同时也在着手准备进行系统的建造和试验工作。虽然各项目的进展情况各不相同，但却普遍存在筹集不够所需资金的问题。去年以来，经营低轨通信卫星星座的铱公司因吸引不到大量用户而申请破产保护，加上美国政府明显地不愿承担商用可复用运载器的部分研制和生产费用，使筹资形势变得更为严峻。     

国外新型一次性动载火箭技术的进展与发展趋势（下）

二、一次性运载火箭的发展趋势尽管实现可重复使用是航天运载器技术发展的目标，以美国为首的一些航天发达国家也在通过一系列计划推动这一目标的早日实现，但由于可重复使用运载器技术难度大，牵涉的关键技术多，所以近期还无法取代一次性运载火箭。在今后相当长的一段时间内，各国仍会继续重视发展和改进一次性运载火箭，并以其为主执行各类航天发射任务。与此同时，各种型号的一次性运载火箭将在提高运载能力和可靠性的同时，着力降低发射成本。（一）航天发达国家的主流一次性运载火箭仍在纷纷更新换代，大直径、少级数和大运载能力是主…     

未来航天推进系统的先进技术

NASA 工程探索系统包含有为未来的运载器提供技术的计划,该运载器以先进的化学和电推进火箭为动力。本文讨论该系统的化学推进和载货推进两部分,以及对这两部分的要求和目标。对已列入计划或正在进行的活动作了概述,并详细讨论了保障或进行探索活动的新进展。特别是对 NASA 的先进轨道转移器推进技术,作为探索系统中化学转移推进技术的先驱作了综述。     

宇宙神Ⅲ--洛克希德·马丁公司下一代运载系统

为满足国际市场需要,保持竞争力,必须不断进行技术进步和创新.二十世纪90年代初,洛克希德·马丁公司(以下简称洛马公司)制定的运载器发展战略目标是依靠技术进步降低发射费用,满足不断增长的用户需求.宇宙神Ⅲ(Atlas Ⅲ)的研制为提高运载器性能迈出了第一步,于2000年初进行了首次飞行.继下一代运载器宇宙神Ⅲ之后将在2002年研制出宇宙神V.这一系统比现有各系统能在更大范围内满足用户需求,且进一步降低发射费用.本文主要介绍了宇宙神Ⅲ的技术进展及现有宇宙神与未来宇宙神V之间的协同作用.     

SHUTTLEC已开始方案论证

美国航宇局(NASA)已开始对由从航天飞机派生的一种不载人大型航天运载器进行方案论证,这种载货运载器取名为SHUTTLEC。现在有人将它看成是美国空军的先进发射系统(ALS)的竞争对手,然而实际情况并非如此,SHUTTLEC和ALS是两种不同用途的运载器。 对空间运输体系的研究认为,运载器的寿命周期费用取决于运载器尺寸、发射频率和采用的技术。 对现有运载器进行比较后发现,有效载荷发射能力为45400～68100公斤时其效费比最高,而SHUTTLEC的低地轨道发     

国外降低运载火箭成本途径分析及对策建议

正发展高可靠、低成本、快速响应的航天运输技术是各航天大国追求的目标。面对航天发射市场竞争日趋激烈的形势,降低火箭发射成本已成为航天业提升竞争力赢得市场的重要因素。国内外航天活动的快速发展,对低成本发射技术提出了迫切需求;以美国太空探索技术(SpaceX)公司为代表的私营航天企业低成本技术日臻成熟,以美国国防高级研究计划局(DARPA)的实验性太空飞机-1(XS-1)为代表的未来低成本重复使用运载器项目的启动,对我国航天发射市场未来发展构     

洛克希德研制固体运载器系列

美国洛克希德导弹与航天公司正在研制由三个型号组成的全固体运载火箭系列。这个称为洛克希德运载器(LLV)的火箭系列运载能力较小,最初将用于发射美国军方及美国航宇局的小型卫星,发射场为加州的范登堡空军基地和佛罗里达州卡纳维拉尔角的空军补给站。如果市场需要的话,这种火箭最终还将用于发射民用航天器。