美国未来运载器的推进系统

美国现有的空间运载器系列已为其军用、民用及商用任务服役了三十多年,但因它们操作困难、价格昂贵又缺乏改进投资而不能接受当今竞争的挑战。最近,发射服务市场又有了新的发射要求,即有效载荷大、费用低具有现代化运载器的设计。过去美国垄断了全世界的发射市场,但现在已降至25％,为改善竞争能力,要求改进制造工艺、采用先进技术和提高发射可靠性等三方面进行综合考虑以降低其成本。因此需要进一步改进运载系统。正如计划认定的NLS、STME等运载系统最关键的是推进技术。因此,本文从推进远景的角度着重讨论增强美国发射竞争力的几种可能解决途径。     

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。     

用于航天飞机改进的助推器及液体推进系统方案选择

NASA为满足空间发射需要,要求提高安全性和减少操作成本。本文将分析航天飞机助推器改进型及其推进系统方案以及它们在未来空间发射中的应用。主要是分析航天飞机各种改进方案的优点和液体推进系统。为深入了解航天飞机改进的益处,对其助推器推进系统进行比较,并介绍规范研制和操作成本的评估。     

改进的LE—7发动机

为满足90年代各种用途的重型运载器的要求,日本宇航局己研制成了 H—Ⅱ火箭。H—Ⅱ火箭在1994年2月4日已成功的进行了首次飞行。H—Ⅱ火箭可能是日本近期未来空间活动中最重型的火箭。但它的可靠性和成本仍有改进的余地。进一步降低成本,提高运载能力和可靠性的研究正在考虑之中,例如改进型 H—Ⅱ火箭和用于 HOPE—X 的 H—Ⅱ火箭(HOPE 实验机将用 H—Ⅱ发射)。在这些结构中,LE—7发动机是它的推进系统的关键部件。改进型 LE—7发动机将应用于不久的未来运载器,如用于 HOPE—X 的 H—Ⅱ和改进型 H—Ⅱ火箭。本文介绍了改进型 LE—7发动机的目前情况和未来改进计划。     

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。     

美空军将通过竞争选取太空升运者方案

美国空军打算让各种可能的方案都加入太空升运者(Spacelifter)运载器的方案竞争,并将考虑把中标系统的使用工作交给商业部门。此外,美国空军还可能寻求对现存的运载火箭进行改进,以使其能服役到下个世纪新系统投入使用之时。通用动力公司已提出了对宇宙神、德尔它和大力神火箭的部件和操作性能进行改进的建议。这些改进措施也将用在太空升运者新型运载器上。     

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。     

国内外先进推进技术发展综述

航天运输领域发展的核心目标包括提高运载能力、降低发射成本及减少发射准备时间等。相对于传统的化学推进技术,先进推进技术采用新能源或新机理,旨在从根本上满足未来对有效载荷、发射成本和发射周期的要求。对国内外组合动力装置、核聚变动力推进、离子推进、激光推进、核子脉冲推进、太阳帆推进、磁场帆推进、布萨德喷气推进、反物质推进等先进推进技术的研究进展进行综述和可行性分析,并给出了发展启示。     

Shuttle-C主推进系统

Shuttlc-C是一种由航天飞机衍变而来的高运载能力、低成本运载系统,它能将45.4～68吨的有效载荷送入低地轨道。其主推进系统将采用两台或三台航天飞机主发动机,在许多方面与航天飞机的主推进系统有相似之处,并将保持航天飞机主推进系统的高可靠性。该系统的研制可利用已有的航天运输系统研制数据库,从而可大大降低研制成本。     

美国航天飞机2的改进措施

美国航天飞机２的改进措施美国目前正处在为航天业未来的发展做重大决策的关键阶段，其中很重要的一项决策便是关于现役航天飞机发射系统的更新换代问题的。来自国外运载系统的竞争和现役航天飞机过高的使用成本迫使美国必须尽早就此做出抉择。美国航宇局的一位宇航技术专...     

恒模盲均衡算法在运载器通信系统中的应用

为实现运载器快速机动发射,运载器与地面测试系统突破传统电缆束缚,采用无线通信方式进行信息交互。随着无线通信速率的不断提高,尤其是在多径干扰和敌方干扰下信道呈现出频率选择性衰落,接收端将产生严重的码间干扰(ISI),系统误码率难以满足运载器与地面测试系统通信需求。为此研究了恒模盲均衡算法(CMA),并在此基础上提出了改进的CMA算法,理论分析与仿真结果表明,改进算法能有效抑制噪声,收敛速度快,稳态均方误差更小,均衡后的信号恢复效果明显。     

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.     

美国航天运载系统发展动态

目前,主要航天大国都在研制和研究新的航天运载系统,对于这些系统的实际进展情况,读者都很关心。最近,航天部科技委员会主任任新民同志在推进专业会上介绍了美国未来航天运载系统的研制情况,阐述了一些关键的技术问题,全文分三部分,本刊准备分三期连载,略有删节。     

单级入轨飞行器

介绍了为降低运载成本而提出的SSTO的各种优点及初期研制情况和目前的两阶段研制计划.指出关键在于制造出廉价/坚固的可重复使用的运载工具系列,以便以最低的运行成本来获得最高的可靠性.介绍了SSTO的设计情况,涉及材料选用、推进技术和结构,特别提出了应该利用飞机制造方面的经验和技术来减少成本的设想.     

天地往返运输系统的动力装置

本文在简要介绍未来运载器的基础上,着重描述了未来先进天地往返运输系统的关键技术——推进装置。文中根据未来运载器的总体方案发展设想,提出了今后推进领域内需要研制的各种发动机。     

重复使用运载器推进系统方案初探

本文概述国外重复使用运载器的发展概况,论述国内运载器的发展趋势,并对我国重复使用运载器推进系统的发展计划提出了几点看法。     

侧喷流直接力控制的运载器姿态稳定问题研究

利用侧向喷流对小型固体运载器进行姿态稳定控制具有降低运载器成本和提高起飞质量的优点。研究具有开关型姿态控制发动机的运载器的姿态稳定问题。首先分析了系统的特点和控制器设计问题,建立了控制模型。然后应用描述函数对系统的非线性特性进行伪线性化,通过几何方法分析Nyquist图中系统线性部分与非线性部分描述函数的关系实现鲁棒极限环控制器,给出控制器形式和参数范围,最后针对时域、频域综合指标,运用精英非支配解排序遗传算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明系统具有良好的动态、稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性。
     

陆基移动小运载制导控制技术初探

陆基移动发射小型运载器不依赖大型、复杂的地面支持系统 ,系统简单 ,可以根据轨道以及相关限制因素需要选择最佳发射地点与控制程序 ,进而大幅度降低发射成本、有效的提高运载能力。本文根据上述特点 ,基于惯性 /卫星组合技术研究了制导控制方案 ,可以实现行进中瞄准与快速发射 ,并以近地轨道卫星发射为范例进行仿真计算。     

NASA发布广泛机构公告进行重型运载系统研究

据美国NASA网站2010年6月29日报道,NASA发布广泛机构公告（BAA）,寻求议案和工业界进行重型运载系统概念与推进技术的研究。NASA寻求创新性途径进行载人太空探索。本次可用总经费为800万美元。子任务包括评估多种重型运载器和太空运载器结构;     

分离模块化航天器系统评估和优化设计研究

对分离模块化航天器系统评估和优化设计进行了研究。定义分离模块航天器的成本与价值,建立成本模型、价值模型和不确定性模型。考虑模块的物理约束、功能约束和用户需求对功能组件进行模块设计,并在发射运载能力内制定航天器的模块组合发射方案。按航天器生命周期流程对生命周期的模块研制、发射运载、在轨操控三个阶段中考虑不确定性因素影响的风险成本和功能模块的价值收益进行计算,得到分离模块航天器生命周期内的总成本、总价值收益和净现值(NPV)。用蒙特卡罗方法分析不同不确定性因素的分离模块航天器的成本与价值分布。设定优化目标和优化条件,用遗传算法优化分离模块航天器设计方案,提高分离模块航天器的投入产出比。