美公司拟试验太空“搬运工”

美国太空飞行有限公司计划在2014年采用太空探索技术公司的“猎鹰”9火箭把一些辅助有效载荷和该公司新型“搬运工”（Sherpa）太空拖船送入太空,以验证把小型有效载荷从主有效载荷部署位置送到所希望轨道位置的能力。这家公司成立于2009年,旨在承接辅助有效载荷发射安排业务。     

无扰载荷航天器相对运动动力学建模

为满足无扰载荷(DFP)航天器中非接触式作动器对有效载荷模块(PM)与支持模块(SM)之间相对运动的要求,本文建立了PM与SM之间的六自由度相对运动动力学模型。考虑立方构型DFP接口,分析了作用于PM与SM的力和力矩。考虑DFP航天器相对运动控制的特殊性,建立了SM相对PM的相对姿态动力学模型和PM相对SM的相对平动动力学模型,然后采用比例微分(PD)控制方法设计了DFP航天器的控制系统。数值仿真结果表明,定向状态或姿态机动过程PM与SM六自由度相对运动均满足非接触式作动器作用范围的要求,既可保证PM与SM无机械接触,又可实现对PM精确定向和姿态机动,说明六自由度相对运动动力学建模对研究DFP航天器具有重要意义。     

基于六自由度闭环弹道的脉冲多普勒雷达导引头仿真

讨论了六自由度闭环弹道仿真中的脉冲多普勒雷达导引头(PDRS)相干视频仿真,为地对空战术导弹(SAM)的设计与评估提供了有效工具.作为地空导弹的关键角度敏感器件,首先讨论了脉冲多普勒雷达导引头(PDRS)在制导控制回路中的作用,描述了PDRS的一般组成结构和波形设计,并指出了其性能局限.然后,给出了PDRS涉及的关键模...     

一种耐高温的轻型喷管材料

纤维材料公司(FMI)已验证了加工轻型、抗氧化的用于卫星姿控系统的复合材料推力室的可行性。此部件的优点是减轻了系统重量、提高了有效载荷;由于较高的温度容限及较低的加工成本,使之成为一个更加简单、可靠且性能优良的系统。增强材料采用高强度、高弹性模量的碳纤维,基体材料为碳化硅。借助于轴向编织型坯的致密化过程加工碳纤维增强碳化硅基推力室。由化学气相渗透法(CVI)对编织部件进行致密化处理,最终密度约为2.1g/cc 及开口孔隙率为14%。致密的部件周向抗拉强度超过100MPa(15KSI)     

“搬运工”将运送美军“小号卫星”

<正>美太空飞行有限公司2014年12月9日宣布,它研制的"搬运工"太空拖船在2015年第三季度首飞时将运载新星工厂公司为美国国防高级研究项目局(DARPA)"凤凰"计划研制的"小号卫星"。"凤凰"计划旨在从报废卫星上抢救仍可使用的天线等部件,并加以重新利用。所谓小号卫星是指能实现推进或通信等具体功能的独立卫星模块,是"凤凰"计划的关键内容。"搬运工"是一种自由飞行的辅助有效载荷部署工具,自带电力、推进和指向系统。它将由运载     

双推力室起动同步性研究

我国新一代大推力液氧/煤油补燃发动机采用双推力室方案,发动机起动时存在推力室点火不同步情况.以500 t级液氧/煤油补燃发动机为研究对象,针对起动时推力室点火不同步问题,对发动机推力室燃料路的控制方案进行了研究.建立了描述补燃循环发动机起动过程的数学模型,搭建了双推力室发动机起动仿真平台.通过对推力室燃料路两种控制方案的对比分析：指出了从降低发动机系统对双推力室不同步点火的敏感程度考虑,采用2个燃料节流阀分别控制各分支燃料路的方案较优;推力室燃料路采用一个燃料节流阀的控制方案时,推力室冷却套流阻偏差不宜大于1 MPa.     

阿里安5姿态控制系统用400N推力室性能试验

介绍了阿里安5姿态控制系统(SCA)所用400N单组元肼分解推力室性能试验的结果.该推力室是由欧洲航天局出资、CNES负责研制的.SCA的目标适应不同的发射任务.在开始研制和评定阶段只有实际要求的工作循环得到了评定.为了增加对400N推力室性能的了解,进行了极限性能考核试验,以满足未来任务中试车程序的要求.     

六自由度自跟踪天线座的系统设计

六自由度自跟踪天线座是一种新型天线座,克服了A-E及X-Y型天线座存在跟踪盲区的缺点,实现了对目标的全空域跟踪。文中介绍一种六自由度自跟踪天线座系统,并通过外场测试及对卫星的跟踪,对其性能技术指标进行测试。实测结果表明,天线座各项技术指标均达到要求,成为我国自行研制的第一套六自由度自跟踪天线座系统。     

用于冥王星的快速绕轨飞行器小推力发动机部件

冥王星是太阳系中我们飞行器没有到达的唯一一颗行星。最近,通过哈勃太空望远镜的观测,我们也只能瞥见冥王星及它的卫星——Charon,它们的体积小且离地球又很远,这就使得它们更加神秘莫测。为此,我们要研制一种新颖的冥王星飞行器,来面对今天这场行星使命的挑战:这种飞行器要求体积小、重量轻及成本低。实际上,初始设计的飞行器体积不超过旅行者飞船的四分之一。赁借为全面战略积极防御计划而掌握的小阀门技术,Moog 已为这种重110—164kg包括推进剂在内的飞行器研制了三种小部件:冷气推力室(7.5g),闭锁阀(60g)及调节器(300g)。本文介绍了每一个部件的设计细节和性能数据。     

倾斜转弯飞航导弹的制导与控制问题研究

为了提高飞航导弹的侧向机动能力且保证导弹不产生较大的侧滑角 (受导弹所用发动机进气道限制 ) ,本文探讨倾斜转弯 (BTT)控制在飞航导弹控制中的有关理论与应用问题。提出了制导与控制系统控制命令生成方法。以工程应用为背景 ,采用古典控制理论与滑模控制相结合的设计方法来设计BTT导弹自动驾驶仪 ,对所提出的制导与控制方法进行了六自由度数学仿真 ,结果表明本文方案正确、有效 ,且简单 ,工程上易于实现。     

八作动器隔振平台的通道耦合分析及解耦控制

分析一种对称结构的八作动器隔振平台的通道耦合特性。分析表明由于结构对称，当有效载荷质心位于平台纵轴的延长线上，且有效载荷的惯性主轴与平台对称轴平行时，平台可分解成两个独立的单自由度系统和两个2阶耦合子系统。利用矩阵同时对角化方法对平台的2阶耦合子系统进一步解耦，仿真结果显示解耦控制能够衰减被动隔振的谐振峰，改进平台的隔振性能。     

谈谈航天器的有效载荷

航天器的有效载荷为乘载于航天器平台上的直接执行特定航天任务的人和物。本文讨论航天器有效载荷的种类和组成、有效载荷在航天器系统内的层次和地位以及有效裁荷在航天器设计中的角色和作用。种类和组成航天是直接探测研究太空环境和利用开发太空资源的唯一手段,航天器则是直接探测研究太空环境和利用开发太空资源的主要工具。发展航天技术、研制和发射航天器的任务和目的,就在于开发信息、物质和能量类产品,以满足人类文明进步和社会日渐繁荣的需求。利用航天器开发信息类产品,     

高性能的双组元铼发动机

几年来,TRW 一直在研究高性能的450N 双组元远地点发动机,室压0.7MPa。最初,采用化学气相沉积(CVD)的铼推力室,试验证明具有很长的寿命和很高的性能。但是,为了改善铼推力室的生产工艺,降低成本,在 NASA—LeRC 资助下,TRW 已研制一种取代 CVD 的粉末冶金(PM)铼燃烧室,其内外表面涂铱,外表面再涂高辐射系数的氧化铪。该发动机用 N_2O_4—MMH 和 N_2O_4—N_2H_4两种推进剂进行了试验,证明有很高的性能。发动机累计工作时间超过10000s,最长工作时间700s。本文将介绍和讨论这些试验结果。     

硝酸羟铵基单元推进剂小推力室的性能和寿命试验

由硝酸羟铵(HAN)、甘氨酸和水组成的单元推进剂对环境无害。采用这种新型推进剂进行了火箭发动机试验,以测定小推力(4.5～9.0N.推力级别)催化分解推力室的性能和寿命特性.研制硝酸羟铵基推进剂长寿命催化反应室,是对当前单元推进剂技术的挑战。硝酸羟铵与燃料配混燃烧后产生的燃气,分子量比较高,需要把燃烧室温度限定在目前催化剂耐高温性能范围内,以便将发动机比冲保持在能够接受的水平。硝酸羟铵与燃料配混燃烧后产生相当多的水蒸汽,使工作环境更加恶劣。传统的贵金属催化剂在这种高温水蒸汽环境中,表面积和活化金属都有所损耗。通过发动机性能试验和寿命试验,本文讨论了目前硝酸羟铵推进剂推力室研制过程,推力室设计和催化剂选择方案。     

推力室响应特性模拟试验研究

液体火箭发动机推力室响应特性包括起动加速性及关机减速性,这些都是考核发动机性能的指标,其通常结合发动机的热试车进行测量.本文提出了一种间接测量推力室响应时间的方法,即通过测量发动机相关部件的充填时间等参数估算推力室响应特性,然后对该方法的误差进行了分析.文中还介绍了具体的试验方案和试验结果,讨论了本方法的应用效果和发展前景.     

卫星有效载荷的地位和作用

1　有效载荷的慨念有效载荷是是指空间航天系统中能直接产生满足人类文明进步和社会日渐繁荣需求的输出的仪器、设备或装置等物质性有效载荷和执行航天任务的人及其装备组成的航天员系统。广义说来 ,对运载器 ,其所运送的空间飞行器 (载人的或不载人的 )是其有效载荷。文章不讨论这一意义上的有效载荷。狭义说来 ,狭义范围的航天器 (空间飞行器 )包括航天器平台和有效载荷。航天器上用于保证与支持有效载荷工作的仪器设备和系统称为航天器的服务与支持系统 ,包括热控制 ,姿态与轨道控制 ,遥测与遥控 ,能源 ,天线 ,数据管理等。航天器服务与…     

GH_2/GO_2涡流冷却透明燃烧室方案设计及试验研究

涡流冷却是一种新型的推力室冷却技术,采用该技术可以简化推力室结构、降低成本,并提高系统可靠性。本文在综合国外研究成果的基础上,对涡流冷却技术进行了理论分析,设计出推力室结构,采用石英玻璃加工燃烧室圆柱段部分,并用高速摄影仪记录了燃烧室内的火焰图像。研究表明,涡流冷却透明燃烧室方案是可行的,燃烧稳定段燃烧区域占燃烧室的55%～60%。     

萤火一号火星探测器有效载荷数管软件控制技术

对萤火一号(YH 1)火星探测器有效载荷数据管理软件控制技术进行了研究.介绍了软件的组成.给出了控制需求与约束.软件综合利用立即指令队列、事件表、宏指令和指令状态机等机制,实现了对光学成像仪、掩星接收机、磁强计、等离子体探测包4种有效载荷,以及测控数传分系统的控制,可满足YH-1火星探测器的要求.     

航天飞机的固体火箭发动机

本文介绍了航天飞机用的助推固体火箭发动机(SRM)。其类型分为三种:当前执行任务的标准SRM,空间飞行运输8号用的高性能SRM;以及计划在1985年飞行用的纤维缠绕壳体SRM。航天飞机的SRM是获得飞行状态中最大的固体推进剂发动机,其直径为146英寸,长度为125英尺,装有1111000磅固体推进剂,最大推力(真空条件下)为3115000磅力。在首次飞行前成功地进行了7次地面试车,随后的三次飞行试验满足了发动机的全部技术指标。计划提高航天飞机的性能,从东海岸发射的有效载荷达到65000磅,在西海岸发射时(极轨道)达到32000磅。航天飞机性能提高是由于:1.采用高性能的SRM使航天飞机的有效载荷增加3000磅。2.SRM使用纤维缠绕壳体结构使航天飞机的有效载荷增加6000磅。前者靠改变SRM的推力——时间曲线和提高喷管的膨胀比来实现;后者靠减少壳体的消极重量来实现。     

嫦娥五号轻量化高精度上升器结构设计

针对嫦娥五号上升器结构面临的轻量化设计要求严苛、有效载荷接口精度要求极高和有效载荷指向变化预示精度要求很高的难题,提出至顶向下的结构轻量化设计方法,使得上升器结构自重降低到整器重量的6.2%(47.758 kg);建立压紧和精度保持功能分离、双坐标系分级实现高精度的结构设计方法,实现相关有效载荷的结构安装接口精度达到400 mm×400 mm区域平面度小于或者等于0.05 mm;探索出综合了有效载荷自身和安装结构耦合效应的有效载荷在轨指向变化预示方法,实现准确、高效、快速地对有效载荷指向变化进行角秒级高精度评估。这些方法支持完成中国月面无人自动采样返回任务,并最终促进中国航天器结构技术的发展。