空天飞机吸气式发动机技术

本文介绍了第九届国际吸气式发动机会议有关空天飞机吸气式发动机技术,包括超音速燃烧冲压发动机、两级入轨空天飞机吸气式发动机、爆震波燃烧冲压发动机、高超音速吸气式发动机的逆循环、替换燃料的研究等.     

美国空天飞机用先进材料最新进展

本文简略地介绍了美国空天飞机（ＮＡＳＰ）的工作条件、材料选用以及先进材料研制的最新进展。     

美国X-43实验机进入实机验证阶段

美国国家肮空航天局(NASA)在经过一连串的测试机验验证后，决定生产3架Χ-43空天飞机的原型机，对这种空天飞机进行更进一步的实机验证，以证明冲压发动机在未来空天飞机上的实用性。计划中Χ-43空天飞机实验机时速可以达到每小时8045千米，即约7倍声速。该项被称为Χ-43C的高超声速空天飞机飞行计划将耗资1.5亿美元，     

基于高斯伪谱法的空天飞机上升段最优轨迹设计

针对复杂多约束条件下空天飞机上升段燃料最优轨迹优化问题,提出一种基于高斯伪谱法的上升段轨迹优化策略.依据发动机的推力特性将上升轨迹合理分段,使原最优控制问题转化为多段最优控制问题后,采用高斯伪谱法进行并行优化计算.数值仿真结果表明采用这种轨迹优化策略能够满足组合动力系统工作模态转换时对飞行状态的约束条件,可以在较短的时间内完成高精度的上升段轨迹优化任务,从而验证了该方法的有效性.     

空天飞机再入轨迹的变精度序列优化方法

为提高空天飞机再入轨迹优化方法的稳健性和精度,提出一种变精度序列优化方法。优化计算过程分为3个步骤：首先进行预优化,即在粗离散情况下,应用混合优化方法进行轨迹优化,获得各时间点设计变量的最优解;然后对预优化的结果进行一元全区间插值处理,获得细离散情况下设计变量的初值;最后进行精细优化,获得精度更高的计算结果。算例结果表明,变精度序列优化方法能稳健地求解空天飞机再入轨迹优化问题,并能以较少的计算量获得满足精度要求的优化结果。     

空天飞机的真实气体效应

本文首先以美国阿波罗飞船和航天飞机气动特性的飞行试验结果与风洞试验结果存在差别为例，说明研究真实气体效应对发展高超声速飞行器的重要性。在分析平衡流和非平衡流中激波特性的基础上，根据典型的空天飞机上升段轨道，分析了空天飞机激波后的平衡组元分布和松弛距离。进而，讨论了真实气体效应对空天飞机气动特性的影响，其中介绍了近代研究真实气体效应的计算流体力学方法和试验技术，重点介绍了Ｐａｒｋ提出的确定化学反应速率系数的双温度模型。最后，对今后空天飞机真实气体效应的研究工作提出了建议。     

禁飞区影响下的空天飞机可达区域计算方法

针对禁飞区影响空天飞机再入可达区域问题,基于极限绕飞轨迹提出一种不限禁飞区位置的可达区域求解方法。首先,考虑空天飞机规避禁飞区后的剩余飞行能力评估,从极限绕飞轨迹与禁飞区的切点出发,提出绕过禁飞区后的子可达区域计算方法,在此基础上获得禁飞区影响下的可达区域和不可达区域的边界。然后,考虑禁飞区在经度/纬度剖面内可能出现的位置,分类讨论不同情形并给出对应子区域的求解算法,使用射线法判定目标点是否位于可达区域内,并应用分段预测校正制导方法实现面向可行目标点的导引。最后,在仿真中,给出了对经度/纬度剖面内散布的圆形禁飞区分类结果,并针对每一分类的禁飞区开展了可达区域求解计算分析。仿真结果表明,对不同种类的禁飞区情况,均能稳定实现可达区域求解,同时对于可达区域以内的目标点,通过应用分段预测校正方法可以满足再入制导精度要求。     

吸气式空天飞机对TBCC动力的需求分析

随着空天技术的迅猛发展,研究以吸气式发动机或以组合式发动机为动力的空天飞机,成为航空航天事业发展的一个主要方向。吸气式空天飞机的发展面临着一系列技术挑战,动力就是决定因素之一。对空天飞机动力技术进行了分析,指出涡轮基组合循环(TBCC)动力因其工作范围较大而成为空天动力的最佳选择。对比分析了串联/并联TBCC的技术特点,归纳总结了空天飞机对组合动力的技术需求。     

即将上天的空天飞机

自莱特兄弟驾驶第一架飞机飞行以后的４０年间 ,飞机发动机没有发生大的变化。我们都知道 ,没有喷气发动机 ,如今的航空运输是不可能实现的。有了喷气发动机 ,才能造出比老式螺旋桨飞机大得多、速度快得多、效率高得多的飞机。航天专家史蒂文·沃斯特设想 ,要是设计制造出一种航天发动机并完成试验的话 ,就可以像乘喷气式飞机旅行一样 ,去太空旅行了。也就是说 ,只有造出新型发动机 ,才有可能从地球到遥远的指定地点 ,天天直接运送货物甚至旅客。美国航天通路公司正计划研制一种可大幅度降低卫星和其他载荷发射费用的可重复使用的运载工具。…