长征七号首个贮箱下架 创造三项“第一”

日前，长征七号火箭首个贮箱在中国航天科技集团公司一院211厂顺利完成下架。 长征七号是新一代中型运载火箭。此次下架的助推氧化剂箱是首个采用新材料、新结构、新工艺的2．25米直径贮箱。整箱长度由目前的4．5米增加到近13米，薄区厚度仅1．7毫米，制造难度非常大。该贮箱创造了三项“第一”，即它是长征七号运载火箭初样阶段生产的第一个大部段产品，是中国航天火箭领域第一个完全实现三维数字化制造的贮箱，也是我国2．25米助推贮箱中长度最长的贮箱。     

推进剂贮箱箱底密封外焊罩结构设计及焊接热效应实验研究

为对运载火箭推进剂贮箱箱底传感器及阀门管路与贮箱箱底法兰的密封面实现备保密封,提出一种密封外焊罩结构。并针对箱底传感器对于外焊罩焊接热效应承受能力较低的风险,开展外焊罩焊接热效应摸底实验,制定焊接过程的散热方案,确定焊接时间、焊接时间间隔等工艺参数,以期为后续传感器外焊罩箭上焊接提供技术支持。     

运载火箭电池产品的成熟度提升与定型

上海空间电源研究所研制的锌银电池,先后为多个运载火箭型号配套箭上电池组,产品性能稳定可靠,多数产品已达到成熟度5级。结合研究所开展的成熟度提升和定型工作实践,分别从产品工程工作策划、产品成熟度提升和定型3个方面介绍运载火箭电池产品化工作的具体内容。     

航天贮箱结构材料及其焊接技术的发展

综述了国内外航天贮箱结构材料及其焊接技术的发展现状,阐述了航天贮箱结构材料及其焊接技术的最新发展动态,指出贮箱结构材料和焊接技术的滞后是我国运载火箭技术竞争力落后于先进国家的主要原因,表明了加速发展我国航天贮箱结构材料及其先进焊接技术的必要性和紧迫性。     

高速铣削德尔它4贮箱壁板网格技术

推进剂贮箱是箭体结构中最大的结构部件,贮箱壁板分布着许多增大结构刚度、网格状排列的加强筋条。壁板网格的制造技术分为网格壁板加工和成形两类工艺。过去主要采用滚弯成形和化学铣削组合工艺,大面积网格壁板虽可用化学铣切法制成,但与机械铣切相比,     

基于数据驱动的运载火箭贮箱故障诊断方法研究

以运载火箭贮箱为研究对象,提出了一种基于数据驱动的贮箱故障诊断方法。根据贮箱的结构组成特点和制造流程,分析贮箱制造关键故障模式,建立故障源特征库;通过关键产品特性分析,确定贮箱的故障特征监控点;建立线性回归的故障源检测分析模型,利用线性最小偏差估计方法处理小样本采样数据,根据贡献度和敏感度分析检测故障源;最后针对检测出的故障源进行单值回归预控法分析,实现对故障源的持续监测。     

基于Fluent计算的火箭离轨姿态运动仿真与分析

在航天器姿态运动分析中常遇到液体的流动、晃动及流/固耦合等问题,针对这类问题建立精确的数学模型是很困难的,通常需要利用数值计算和仿真手段进行分析。利用用户互动功能(UDF),引入自定义的变量源函数,应用Fluent对运载火箭离轨姿态控制进行剩余燃料的流场数据分析。通过在流体运动方程中加入相关的牵连运动,得到在轨运行状态下贮箱内剩余液体的运动参数和对贮箱的干扰力矩,为运载火箭系统的姿态运动分析和仿真提供运算参数,使得流场的变化与运载火箭的姿态运动相关联,分析各个时刻流场运动状态对箭体姿态的影响。     

“能源号”运载火箭芯级贮箱装配焊接特点

"能源号"运载火箭芯级贮箱直径8m,材料为热处理强化铝合金1201。在装配焊接时具有以下三个特点:a.焊接方法的选择遵循可靠和经济原则:芯级贮箱     

大力推进产品化工作 打好火箭百发批产基础

以运载火箭百发批产为契机,在分析产品化工作的目的与意义及产品特点的基础上,开展了产品化工作"十二五"综合策划,提出了产品化工作推进方式、思路和步骤,总结了产品化工作取得的成效,阐述了推进产品化工作面临的风险以及应采取的对策。     

液氢贮箱停放过程中的力热分析

为了寻找到运载火箭长时间停放过程中液氢贮箱的最经济液位,用于制定合理的发射流程以及紧急处置方法,采用计算流体力学(CFD)技术,对某型运载火箭停放期间液氢贮箱的力、热情况进行了仿真计算和分析。计算选用了VOF(Volume-of-fluid)两相流模型以及Lee相变模型,为了提高Lee模型在不同压力情况下对相变过程的模拟精度,采用安托因方程修正了该模型。修正后的模型首先由试验数据校验了其精确性,随后开展的液氢贮箱停放过程仿真结果表明：贮箱的竖直方向与径向均存在温度分层的现象,液相内会形成大的漩涡,该漩涡会使得冷热流体不断进行热交换,并导致贮箱内部的液氢出现气化。贮箱停放期间蒸发率最大值超过2 m 3/h,发生在停放4 h左右;而贮箱液位充填至37 m 3以上或17 m 3以下时蒸发率较低,最小值接近1 m 3/h。     

固体火箭发动机产品化工作探究

固体火箭发动机以其结构简单、维护简便、机动性强、可靠性高等特点,在导弹、运载火箭和航天飞机以及太空站技术中被广泛采用,但目前存在产品研制周期长、可靠性要求高、成本控制难等问题。以产品化思路,从发动机原材料级、零件级、部组件级等方面开展产品化工作可实现资源的最优化配比。固体火箭发动机安全机构、点火装置等产品化应用的典型实例表明,深入开展产品化工作,是缩短装备研制周期、降低研制成本、提高产品可靠性的有效手段。     

基于在轨组装维护的多载荷协同观测卫星平台构型设计

针对高轨遥感卫星多载荷协同观测和一致测量应用需求,在前期总体技术方案研究的基础上,通过开展现有在轨组装航天器和高轨卫星公用平台的构型调研,提出了一种适用于多载荷协同观测需求的平台构型设计方案。平台利用CZ-5运载火箭发射并在轨展开,采用“网格式中心承力筒+板+桁架”式的总体构型,开展了主传力路径、贮箱承载结构、网格式中心承力筒等的细化设计工作,并进行了结构产品的初步设计,建立了平台结构整星的有限元模型。仿真分析表明:平台结构整星的各向一阶频率均能满足运载火箭的频率要求。基于标准化、通用化的平台接口设计,使其具备可扩展及可维修的能力,大大提升了平台鲁棒性。基于全网格筒的主承力设计,增强平台结构承载能力,并改善平台内部热环境。该设计方案可为基于在轨组装维护的高轨遥感大平台结构的设计提供有价值的参考。     

某试验台LH2贮箱气体置换过程数值模拟

首先应用C#软件编制贮箱气体置换计算程序,用该程序对不同N2、H2充气压力和放气终压对贮箱置换的影响进行分析,通过对比分析得出最优置换方案;其次利用FLU—ENT软件对某运载火箭发动机动力系统试验LH2贮箱气体置换过程进行数值计算,包括N2充气置换、H2充气置换和LH2贮箱缩比尺寸和全尺寸数值计算。对H2置换过程中不同...     

新一代运载火箭共底贮箱隔热性能试验及环境预示

对新研制的新一代运载火箭液氧/煤油共底贮箱进行隔热性能试验研究。结果表明,在常温外界条件下,设计的共底结构形式能有效降低燃料和氧化剂的相互影响,满足运载火箭发射的需求。根据常温试验结果,对共底结构数值分析模型进行了修正,修正后的数值分析结果与试验结果吻合较好,误差小于10%。用修正的数值分析模型对共底贮箱在低温外界环境(-20℃)条件下煤油温度变化进行预示分析,结果发现煤油最低温度维持在-30℃以上。该预示分析结果可作为确定共底贮箱结构形式的重要判据,并为共底贮箱低温环境验证试验提供参考。     

主结构与贮箱共承力航天器推进平台设计

航天器推进平台轻量化设计是提升航天器任务效率和优化系统性能的重要突破口。目前,通用推进平台的贮箱极少参与推进平台承载,推进平台需要通过辅助承力构件将贮箱载荷传递至主结构,降低了推进平台的承载效率。为此提出了一种主结构与贮箱共承力的推进平台构型,新研表面张力贮箱通过嵌入安装的方式安装在承力筒侧壁,并通过对承力筒主结构开展变刚度设计,实现对贮箱承载量级的合理控制。以某卫星型号的研制需求为例,基于Nastran软件对其推进平台的结构设计参数进行了优化设计,并开展仿真分析和试验验证。研究结果表明,主结构与贮箱共承力推进平台力学性能与通用推进平台相当,但推进平台干重占比可降至13.6%,可有效提升推进平台的整体效率。研究结果可作为大型航天器推进平台设计参考。     

H-2B运载火箭贮箱制造技术与应用

为了提高H-2B火箭推进剂贮箱结构的可靠性,三菱重工在H-2B火箭燃料箱上采用了两种新技术,一是贮箱上采用搅拌摩擦焊(FSW);另一个是采用旋压的方法使箱底整体成形。文中介绍了H-2B运载火箭贮箱制造的两种新技术开发的成果和今后的开发计划。     

新一代运载火箭增压技术研究

随着新一代运载火箭研制的开展,新型120t级高压补燃液氧煤油发动机将得到广泛的使用,该发动机采用的推进剂贮箱增压系统设计被列为新一代运载火箭研制的重大关键技术之一。在对国内外主要液体运载火箭增压方案进行分析的基础上对120t级液氧煤油发动机的贮箱增压系统进行了研究,提出了液氧贮箱采用压力传感器与电磁阀组合的常温氦气加温增压,煤油贮箱采用压力传感器与电磁阀组合的常温氦气增压方案,并针对液氧贮箱采用常温氦气加温增压的方案开展了理论分析和全尺寸系统级试验研究。理论分析和试验结果表明,该增压方案可行。     

“长征”五号 大国重器——“长征”五号运载火箭概况

正"长征"五号运载火箭,是我国新一代运载火箭中第一个立项研制的型号,以大幅提升我国自主进入空间能力为出发点,以解决我国航天发展现实需求为立足点,是我国由航天大国向航天强国迈进的重要支撑和显著标志之一。"长征"五号运载火箭2006年正式立项开展工程研制,2009年2月转入初样研制,按照国防科工局明确的两级半最大构型状态开展初样研制工作,2013年6月转入试样研制阶段,2016年11月3日完成首飞。"长征"五号火箭按照系列化、组合化、模块化思想设计,采用5m直径箭体结构、无毒无污染的液氧煤     

Development trend review of foreign heavy-lift launch vehicle

重型运载火箭发展的核心问题是总体构型方案,包括箭体直径、发动机选型及技术继承性问题.通过对国外重型运载火箭发展脉络进行分析,研究其发展特点,总结了发展趋势,即重型运载火箭由传统的串联构型向捆绑助推器构型发展;重型运载火箭采用大直径箭体和大推力发动机;充分发挥液体、固体发动机的优势,实现最佳动力组合,并充分利用成熟技术.最后,提出我国重型运载火箭总体设计工作的相关建议.     

国外重型运载火箭发展趋势述评

重型运载火箭发展的核心问题是总体构型方案,包括箭体直径、发动机选型及技术继承性问题。通过对国外重型运载火箭发展脉络进行分析,研究其发展特点,总结了发展趋势,即重型运载火箭由传统的串联构型向捆绑助推器构型发展;重型运载火箭采用大直径箭体和大推力发动机;充分发挥液体、固体发动机的优势,实现最佳动力组合,并充分利用成熟技术。最后,提出我国重型运载火箭总体设计工作的相关建议。