水平起落完全重复使用的下一代航天飞机

概括介绍第二代水平起落、可重复使用航天飞机的发展情况、基本工作原理和主要特点;航天飞机技术的突破,必将推动现代航空技术的发展.着重叙述目前世界各国所提出的各种航天飞机方案,其主要技术性能、工作特点及方案论证情况,这包括英国的HOTOL、西德的S(?)nger和美国的“东方快车”.在这方面,目前美国暂处于领先地位.发展第二代航天飞机有五项主要的关键技术:1.吸气式组合推进系统;2.材料;3.结构;4.飞行控制和稳定;5.高超音速空气动力技术.     

“赫尔墨斯”小型航天飞机综述

全面而详细地介绍欧空局“赫尔墨斯”小型航天飞机的性能及研制情况.可重复使用的“赫尔墨斯”是欧洲未来空间系统的最重要的组成部分,它借助“阿里安”5运载火箭垂直起飞达到预定轨道,返回时能像高超音速滑翔机一样水平降落在指定的跑道上.“赫尔墨斯”有载人和不载人两种飞行方式.法国宇航公司和达索-布雷盖公司推出了各自的“赫尔墨斯”方案.最后介绍“赫尔墨斯”最终方案的推进系统、防热系统、结构布局和电源系统等,以及该航天飞机的飞行计划.     

未来的大型运载工具

概括介绍现有运载工具的技术发展水平和运载能力,对未来发展趋势作了展望,叙述了几种用于完成下一世纪飞行任务的运载工具可行方案.对一次性使用和可重复使用的运载工具的运输成本比进行计算,并绘出在低轨道飞行任务中运输成本比与累积有效载荷质量的关系曲线.大推力运载工具(HLLV)可以以约500美元/公斤的平均成本承担总共10万吨的空间发射任务.结论是,未来肯定将需要和研制出在低轨道载送乘客的第二代航天飞机和多用途的大型空间运输机.     

待发式运载工具推进方式的评价

未来的地球—轨道运载工具应能在作出决定后的几小时、甚至几分钟内发射.这种运载工具的研究工作已经开始.在第一阶段的研究中,设计出了11种能将2.27t载荷送入极轨道的运载工具,并验证了设计参数的变化(增加轨道机动飞行动作、增加载荷重量等).根据第一阶段研究结果,第二阶段的设计工作选择了两种方案,即垂直起飞的两级系统和水平起飞的两级系统.给出了几种推进方式的评估结果,包括起飞时的推重比效果、水平起飞的双燃料推进方案和使用氟的效果等.     

“赫尔墨斯”推进系统设计

“赫尔墨斯”航天飞机是一种载人的、可重复使用的飞行器.它要用新的“阿里安”5发射到低地球圆形轨道和极轨道.当“赫尔墨斯”脱离“阿里安”5后,即机动飞行到其所要求的工作轨道上.讨论了两种入轨的推进概念:组合式可重复使用系统和分离式一次性使用系统.重点研究组合式系统.但也分析了一次性使用系统对本研究结果的影响.讨论了推进系统的基本流程图的设计步骤,并提出几种导致选择基本推进系统流程图的比较方案.示出了改变外形的最新“赫尔墨斯”对流程图的影响.     

战略导弹训练仿真系统

介绍一种战略导弹训练仿真系统.该系统包括导弹测试发射操作模拟、导弹和控制系统特性仿真、导弹飞行过程及核爆效应仿真和测控指挥中心等四个系统及16个子系统组成,可以仿真模拟弹上仪器的工作特性、控制系统、发动机及导弹的特性、导弹飞行和弹头的再入特性、仿真测试发射过程的声、光、气、液和电现象以及重要参数和常见故障的诊断处置.着重介绍监控指挥中心的功用和飞行过程的仿真.     

霍托尔的发动机揭秘

霍托尔的发动机揭秘英国霍托尔航天飞机的发动机方案自提出以来一直处于保密状态。最近，英国政府改变了其原来的政策，规定如没有特殊理由，不准对专利技术进行保密。在这种情况下，这种称为ＲＤ５４５的发动机的一些技术细节终于大白于天下。以下首先介绍该发动机在方案...     

独联体的MAKS航天飞机方案

1989年,前苏联在巴黎航展上展出了背上驮载着暴风雪号航天飞机的安225大型运输机。随后,英国宇航公司同苏方就安225飞机在霍托尔项目中的应用问题进行了磋商,并提出了过渡型霍托尔方案。同最初的霍托尔方案一样,过渡型霍托尔也将能完全重复使用,运载能力也是7吨,只是不采用吸气式发动机而全部采用火箭发动机和不再用发射滑橇,改用安225驮载发射。在合作之初,英国宇航公司曾参观了暴风雪号轨道器的设计单位     

航天飞机发动机的焊接

美国洛克威尔公司Rocketdyne分公司用机器人气体保护钨极电弧焊焊接航天飞机主发动机.该公司在独特的焊接结构中采用的是高强度合金钢,其中包括镍基和铁基的铬铁镍合金和不锈钢.采用机器人技术能解决这一焊接所带来的难题.这项技术包括初步使用预编程机器人焊接单元、视觉焊缝跟踪器、焊缝熔池焊透传感器和脱机编程.对该焊接系统结构、性能和操作顺序作了详细介绍.焊接系统的核心是Cybotech机器人和RC-6控制器.最后叙述马歇尔空间飞行中心和Rocketdyne公司对这一技术的研究工作.     

航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

对“麻雀”弹上控制系统及其能源系统设计方案的分析

以“麻雀”3A和3B为代表,对“麻雀”的自动驾驶仪及其能源系统的设计方案作了分析,指出“麻雀”的自动驾驶仪在方案、结构和工艺等方面至今仍有很多值得重视的地方,即系统方案典型、成熟,并具有通用性:系统结构布局体现整体性好、使空间和环境得到充分利用.给出了“麻雀”舵伺服系统的原理框图,指出其采用的两级滑阀结构的优点.最后分析了“麻雀”1、“麻雀”3A、“麻雀”3B以及“百舌鸟”导弹的四种液压能源装置.     

日本H-Ⅰ、H-Ⅱ运载火箭的研制和试验现状

日本的N-Ⅰ、N-Ⅱ运载火箭是用美国技术援助制造的.H-Ⅰ亦按美国许可证生产,因而其用途受到很大限制.为摆脱对美国的依赖,日本H-Ⅰ火箭的研制中,特别强调依靠自己的力量和技术.H-Ⅰ研制的重点是第二级的液氢/液氧发动机、第三级固体发动机以及惯性导航装置.1986年8月和1987年夏季H-Ⅰ分别发射成功.H-Ⅱ火箭虽然以H-Ⅰ的技术为基础,但两者的结构和特性有很大的不同.H-Ⅱ国产化程度达100%,性能更好,费效比和可靠性更高,能满足90年代空间任务的需求.对H-Ⅱ火箭的性能、研制规划及弹道和飞行特性作了重点叙述.     

评定运载火箭成本的TRANSCOST模型及其应用

首先介绍评定运载火箭的研制和发射成本的解析模型的结构,着重讨论评定使用成本的新方法,并引入众多参数来修正模型.尔后以“阿里安”4后继型为例,讨论用于未来系统分析和成本比较的模型,分析了采用10种不同方案的可贮低温燃料两级火箭的研制和发射成本.欧洲未来运载火箭系统的关键是要最佳解决有限的研制费用与期望的最低发射成本之间的矛盾.多次使用系统能使发射成本大为降低,但研制费用较大.基于实际参数的成本解析模型能为选择运载火箭方案提供重要的信息.     

美国的大型运载火箭

60年代以来,美国研制了10余种一次性使用运载火箭.在70年代末航天飞机发射成功后,美国曾忽视一次性使用火箭的发展.但航天飞机有其固有缺点,不能完全满足未来空间开发的需求.特别在“挑战者”号失事后,美国调整了其航天政策,重新起用和改进现有运载火箭,并着手研制下一代更大型的火箭.大型化和提高经济效益是今后运载火箭发展的重要趋势.一直到下一世纪,一次性使用运载火箭都将和航天飞机并行发展.运载火箭的另一发展动向是降低使用成本,这包括客货分开运输、采用烃类发动机和减少级数、增大火箭直径.     

法国的空天飞机计划

最近,法国有关宇航专家透露了法国的空天飞机计划.法国空天飞机将成为法国2000年的一种空间运输系统,它分为入轨型和空运型(AGV)两种.法国目前考虑的入轨型空天飞机有两种:一种类似于“霍托尔”单级入轨空天飞机,另一种类似于“桑格尔”两级空天飞机,其入轨的小型轨道器与“赫尔墨斯”小型航天飞机很相似.法国宇航公司和法国国营飞机发动机研制公司(SNECMA)都有自己的AGV计划.法国空天飞机可望     

西德的航天飞机方案

西德将提出一种比英国的“霍托尔”(Hotol)航天飞机更有把握的“桑格尔”(Sanger)空间运输系统方案,作为继现有航天飞机和法国“使神号”(Hermes)之后的欧洲新一代航天运载器。“桑格尔”系统是利用一架可以在普通     

反巡航导弹

在过去几十年里,巡航导弹多数用作反舰武器,各国海军一直注重反巡航导弹问题.迄今苏联已研制了两大系列新的远程巡航导弹,共有四五种独立的型号.目前美海军有四种反巡航导弹方案:第一种是多技术多层次纵深防御系统;第二种是确定威胁可能来犯的方向进行定向防卫;第三种是摧毁巡航导弹发射平台;第四种是实施电子干扰“软杀伤”.未来的反巡航导弹方案可能会利用以下几种新技术:新一代计算机技术;更小型化的雷达(包括相控阵雷达);新的超视距雷达;先进的飞艇技术.最后介绍反巡航导弹系统的构成及反巡航导弹方案与美星球大战的关系.反巡航导弹系统的原理和技术可应用于星球大战计划.     

粉浆浇注熔硅天线罩结构淋雨滑车试验

对粉浆浇注熔硅天线罩结构在3.7～5.0M时淋雨滑车试验结果作了最后评估.其结果为:在霍洛曼空军基地利用滑车轨道设备进行的试验证明,对相同的法向速度分量来说,粉浆浇注熔硅材料的最大冲蚀率变化系数为3;高纯度粉浆浇注熔硅的雨水冲蚀极限速度约为500m/s;法向速度分量超限时,天线罩出现重大损伤;硅树脂防潮密封胶DC808和DE SR80可能不会严重影响雨水冲蚀性能;建议在自然雨区中飞行的导弹,其碰撞角应受控制,以使天线罩上的自由流的法向速度小于500m/s.     

钨渗铜燃气舵的研制

钨渗铜是一种较为新颖的燃气舵材料,它是利用金属相变化时吸收大量的热量而产生冷却效应来达到材料的降温作用.此材料制造燃气舵时,先用冷等静压制备一种具有高温强度的可控孔隙度的多孔钨骨架结构,随即用熔融的铜渗透到多孔的钨骨架结构中.这种冷等静压制是一种粉末治金成型技术,装有HTPB推进剂的固体火箭助推试验发动机的地面点火试验表明,用此工艺制成的钨渗铜燃气舵,其机械加工性能远比其他材料制成的燃气舵要优越得多.目前已应用于垂直发射系统的“捕鲸叉”导弹和“阿斯洛克”反潜火箭上.     

用于卫星运载火箭的最佳Q制导法

研究一种以最佳Q制导为基础的闭合回路控制逻辑.这种制导系统控制卫星运载火箭沿着二维或三维轨道飞行,以将有效载荷送入指定的圆周轨道.改进后的Q制导算法使用所需的最佳速度矢量,使火箭从现有位置经两次推进加速转移到最终轨道上所需要的总冲减少到最小.所需的速度矢量可以看作是,在经过第一次推进加速后火箭在假想的转移轨道上的瞬时速度.针对这种最佳转移轨道,推导出一种简单明了的Q矩阵表达法,并概要论述大周期和小周期制导算法及形成操纵指令的原理.