可重复使用热防护材料应用与研究进展

可重复使用热防护系统是为高速重复使用飞行器而发展的关键性技术,涵盖了地球大气环境及非地球大气环境下的弹道式再入、高马赫数巡航等应用场景。根据现有高马赫数飞行器热防护现状,对高马赫数飞行器的主要热防护系统类型、特点和使用场景进行了简要介绍。在此基础上,结合国外里程碑式可重复使用飞行器（X-15、SR-71、航天飞机、X-33、X-37B、Spaceliner等）,梳理了可重复使用热防护材料的应用与研究进展,论述了代表性可重复使用热防护材料的发展、性能、研制进度、特点及应用前景。对国外在可重复使用热防护材料研制中的设计及发展思路,以及所存在的主要问题进行了总结归纳,为可重复使用热防护材料未来的发展提供了思路。     

X-37B轨道试验飞行器首次飞行

X-37B轨道试验飞行器（OTV）成功发射升空，标志着美国空军第一种空天飞行验证平台开始了首次太空之旅，并有可能发展成为一种可重复使用的军用空天飞行器。     

开通来往宇宙之路可重复使用航天飞机的研制步履维艰

OpeningtheRoadtoSpace目前,通过探索推进装置的各种方案,美欧一些国家希望尽早研制出能像常规飞机一样起飞着陆、可重复使用的航天飞机,但是其实现过程比原来设想的要更为缓慢而艰难美国国家航空航天局（NASA）从事可重复使用飞行器（RLV）的研究已经有数年的时间了,但它现在发现,一种真正可重复使用的飞行器将是几十年以后的事。美国的分阶段计划实现这种飞行器的一个关键是要大大降低发射成本,而与商业航天工业一样,低发射成本不能用牺牲飞行器安全性来实现。在商业卫星领域,发射失败可能意味着利润丧失和更高的保险费用,所…     

X－33合作组织分裂

Ｘ－３３合作组织分裂为论证ＮＡＳＡＸ－３３单级入轨可重复使用运载火箭（ＲＬＶ）方案以替代航天飞机，于１９９５年初选择了三个小组：即麦道公司／波音公司小组，采用垂直发射／垂直着陆飞行器，由三角帆试验（ＤＣ－Ｘ）技术验证器改型。罗克韦尔公司提供垂直发射／...     

可重复使用热防护系统防热结构

本文简单介绍及分析了现用航天飞机轨道器热防护系统(TPS)防热结构和正在研制或计划研制的盖板式耐热承载防热结构,从未来的完全可重复使用飞行器的基本结构布局出发,指出,所谓可重复使用的 TPS,实际上限定于其整机的可重复使用性;现用航天飞机 TPS 防热结构应该是下一代或未来的可重复使用飞行器 TPS 的优选方案,盖板式耐热承载防热结构很可能只是部分应用,直至盖板材料及盖板式耐热承载防热结构完全成熟。     

NASA选择麦道公司和波音公司协同设计低成本轨道助推器

ＮＡＳＡ选择麦道公司和波音公司协同设计低成本轨道助推器为了研制重复使用的发射飞行器，ＮＡＳＡ计划研究两种轨道助推器以供空间局使用。一种Ｘ－３４是小型重复使用的发射飞行器，其首次试验性飞行将于１９９７年进行，空间局预算，到１９９９年度要用６亿５千万美元...     

美国空军研究下一代航天飞机第一级方案

<正> 美国空军考虑在下一代航天飞机的远期方案中,将可重复使用的火箭系统(RBS)组合上面级的轨道飞行器(航天飞机)方案,替代现在一次性使用的火箭系统组合上面级方案。美国航天飞机现在均由一次性的运载火箭垂直发射升空,完成任务后由驾驶员操作返回发射场跑道。这种方式的最大缺点是,助推系统的一次性使用带来的高发射成本。为此,美国空军一直在考虑由无人驾驶的航天飞机直接从发射场跑道上起飞着降的可能性。     

科技信息

“三角剪”(Delta Clipper)是可望在本世纪末单级入轨、重复使用的新型火箭运载器,它由美国麦道空间系统公司负责研制,其发射成本和发射准备时间均大大优于“国家空天飞机”(NASP)和先进发射系     

2010年度国外航空航天十大新闻

<正>1首架X-37B"轨道试验飞行器"成功着陆,太空之旅圆满结束当地时间2010年12月3日凌晨1:16,美国波音公司为美国空军快速能力办公室(AFRCO)研制的首架X-37B"轨道试验飞行器"     

军事动态

美国缩比复合材料公司正在准备X-37可重复使用无人驾驶运载器的首次飞行测试。X-37由波音公司研制,是未来太空船技术验证机,涵盖热防护系统、复合材料以及先进导航与控制系统等技术领域。NASA也是该项目的合作单位。在飞行测试中,X-37将挂在缩比复合材     

可重复使用航天器耐高温复合材料结构设计技术

针对未来可重复使用航天器需求,本文首先简要分析了国外典型重复使用航天器耐高温复合材料结构设计技术应用进展与特点,包括美国X系列、追梦者飞行器。然后从结构选材、设计和分析等方面,论述了可重复使用航天器大量应用先进耐高温树脂基复合材料整体结构相关的主要工程技术现状和发展方向,从工程应用角度为未来可重复使用航天器结构研制提供理论分析。最后介绍了未来需开展的可重复使用航天器耐高温复合材料结构设计技术重点研究内容。     

X-43A高超声速验证机飞行试验

据悉,美国NASA的X-43A高超声速验证机计划在今年2月进行第二次马赫数7的飞行试验,本次试验成功后,还将进行马赫数为10的飞行试验。X-43A是NASA用来验证超声速飞行器动力可行性的一种小比例高超声速研究飞行器,X-43A验证计划是NASA制定的“超高声速X”计划的一部分。目前,NASA已经将这一计划纳入下一代发射技术计划中。X-43A高超声速验证机飞行试验     

可重复使用热防护材料研究进展

具有轻量化、耐高温、高抗损伤、重复使用、易于维护等性能的热防护材料是空天往返飞行器的关键材料,影响飞行器的先进性、可靠性、维护性和经济性。本文针对可重复使用飞行器机身大面积、头锥、翼前缘以及控制面等部位所需的热防护材料,综述了刚性隔热瓦、柔性隔热毡、抗氧化C/C、C/SiC、TUFROC等可重复使用热防护材料的发展历史、研究现状及在飞行器上的应用情况。总结了高温服役过程中典型热防护材料的损伤及性能衰减行为,并提出以材料损伤为基础,研究材料的可重复使用性能及寿命预测方法。最后,提出研制高性能可重复使用热防护材料、发展热防护材料可重复使用理论方法与标准、建立可重复使用热防护材料数据库是该领域今后需要重点关注的方向。     

美国的空天飞机与冲压发动机

美国空天飞机计划的近期目标是在试验飞行器上研究和发展为使美国能研制出在大气层中以高超音速持续飞行的军用和民用飞机以及把有效载荷送往轨道的航天器运载火箭所必需的技术.到1989年底或者1990年初将选定一个弹体承包商和一个推进系统承包商,要制成两架X-30试验飞行器,并在1993年首次试飞.到作飞行试验时所花的钱估计约为33亿美元.     

未来航空空气动力学发展(下)

三、可重复使用的高超声速空天飞行器 可重复使用的高超声速空天飞行器集飞机、运载器和航天器的众多功能于一身,能在大气层内高速飞行,也能进入外层空间在轨运行.这种飞行器的飞行马赫数可以超过20,能快速反应,做到全球"即时到达",既可以作为高速运输工具,又可担负空间武器发射平台和实施侦察预警及对敌攻击的任务,是21世纪进入空间、控制空间和争夺制天权的关键武器装备.     

科技信息

美国X-30型国民号空天飞机(NASP)将是一种完全可以重复使用的航天飞行器。它以高超音速(轨道飞行速度为25马赫)飞行,水平起飞和着落。NASP头锥部的温度可达2760℃,其机翼前缘可能经常处于1490～1925℃的高温。NASP的高刚性、薄壁型材加工制成的承载部件需要由具有高强度、低密度、在高温下保持高性能的新材料制成,这些材料应兼有超级合金的高温性能和钛合     

再入飞行器多层隔热结构优化分析

  针对可重复使用飞行器再入过程中热防护系统的复杂传热问题,采用有限元方法对可重复使用飞行器多层隔热结构(MLI)进行参数化求解,预测内部结构瞬态温度响应,对具4层反射屏的多层隔热结构进行优化设计,分析影响隔热性能的多个因素（如反射屏的分布,屏间纤维厚度和最上层反射屏与热边界距离）对隔热性能的影响规律,为多层隔热结构的优化设计提供相关参考。     

俄罗斯高超声速无人运载飞行器“铁锤”项目解析

高超声速技术是未来空天领域的技术制高点。为对抗美国的多项空天飞行器与高超声速技术研制计划,俄罗斯提出了“铁锤”高超声速无人运载飞行器项目,旨在利用成熟的航空与火箭技术,研制可重复使用的空天系统超轻型无人运载飞行器。重点介绍了“铁锤”项目第一阶段运载飞机及其动力的研究进展,并通过对运载飞机原型机方案、总体布局,以及带隔道的进气道、冲压发动机等关键技术的解析,初步总结了该项目运载飞机技术的特点和气动特性,可为我国空天入轨飞行器及其动力研究提供参考借鉴。     

波音参加X-43C高超音速研究机研制

波音近日宣布,它已与联盟宇航公司结成联合小组共同开发X-430飞行器。X-430是一种采用创新的吸气式发动机技术的高超音速验证机,它可以获得以前只有火箭才能达到速度。联盟宇航公司将负责这个项目的总体和协调检工作,并已经选择普惠公司为这个项目研制超燃冲压发动机。     

美国正在实施的几项新型运载火箭发动机计划

美国NASA和空军的几家研究试验机构正在着手对几种火箭发动机进行关键性的试验.这些试验将加快NASA的X-33和X-34有翼试验火箭及波音公司的“德尔它”4渐进一次性运载火箭(EELV)将要使用的三种先进低成本推进系统的研制.这也是2O多年中美国首次研制新的大型火箭推进系统.7O年代末,美国研制了航天飞机主发动机(SSME),此后再没有实施过大型火箭发动机研制计划.新发动机研制试验计划将使NASA马歇尔航天飞行中心、斯坦尼斯航天中心和空军研究实验室推进部的推进技术研究试验再度活跃.