从发现阿特兰蒂斯号航天飞机穿孔想到的

1 惊人的宣布 □□2006年10月5日美国航空航天局(NASA)宣布,在2006年8月安全返航的阿特兰蒂斯号航天飞机的一个致冷器上发现一个被击穿的小孔.孔的注入点直径约为2.74mm,伤痕周围损坏范围大约延伸到25.4mm,撞击物在致冷器内约12.7mm厚度处碎裂.在致冷器的另一面,留下一个直径大约为7.62mm的出孔和5.08mm长的裂口.从撞击的裂痕分析,撞击物体具有很高的速度.因为航天飞机掉下的碎片与飞机之间相对速度较小,所以可以断定这不是从航天飞机上掉下来的碎片撞击造成的,而是由于高速的微流星体/轨道碎片(MM/OD)撞击所致.撞击物体已经碎了,无法辨认是MM,还是人为的OD.     

航天飞机安全措施和降落地选择

2003年2月1日哥伦比亚号航天飞机失事,造成7名航天员死亡的悲剧.事后在分析灾难的原因,并用模拟试验验证后认定,事故是由于发射时外贮箱上的一块绝缘泡沫材料掉下来击伤了机翼上的防热瓦引起的,在返回大气层时,航天飞机与大气相对摩擦,产生高温等离子气体,从防热瓦受损处注入航天飞机内部,导致金属结构熔化,使整个航天飞机结构解体.     

航天飞机主发动机高压燃料涡轮泵的故障模式

对航天飞机主发动机(SSME)高压燃料涡轮泵(HPFTP)的故障模式作了归纳总结,深入分析了HPFTP关键部件故障的问题及其解决办法.研究表明:①SSME的HPFTP故障模式与一次性使用液体火箭发动机液氢涡轮泵、航空燃气涡轮的故障模式存在很大的差异;②影响HPFTP寿命的重要故障模式是涡轮叶片的断裂与热防护装置的热机械疲劳故障;涡轮叶片的断裂主要由高温蠕变效应与高速旋转离心力所引起.HPFTP启动、关机瞬态效应对涡轮叶片的影响也很严重,在涡轮叶片寿命预估时必须考虑这些因素;③HPFTP次同步振动问题是SSME HPFTP设计初期面临的一个重要故障模式,主要由轴承与泵级间密封引起的;④启动隔离密封这类HPFTP专有密封件的故障模式也是HPFTP故障模式的重要组成部分.      

大型液体火箭发动机的最新发展

根据美国对ＳＳＭＥ和ＳＴＭＥ的改进设计以及前苏联、欧洲和日本分别对ＲＤ－０１２０、Ｖｕｌｃａｉｎ和ＬＥ－７发动机的开发研究，探讨在研制未来大推力液体火箭发动机（ＬＲＭ）中各国的指导思想和设计原则，分析世界在这一领域的发展动向。     

航天飞机用刚性陶瓷瓦防热材料发展概况

本文介绍及评述了全石英纤维防热瓦材料(LI)、具有代表性的FRCI材料、HTP及AETB四个系统的防热材料,并介绍了贴面组合结构的陶瓷防热材料和薄壳结构的防热材料等多组元组合结构防热材料的试验研究动向。     

抗氧化碳—碳复合材料

碳-碳复合材料的氧化敏感性限制了它的应用。为满足未来航天、空天飞机热结构材料的需要,必须解决碳-碳复合材料的抗氧化问题。改善碳-碳复合材料抗氧化性能的途径包括结构、纤维和基体的改进,目前碳化硅涂层是最有效的方法。     

空间站机械臂研究

空间极端环境下, 大多数舱外活动必须借助于机械臂. 机械臂是国际空间站的主要组成部分, 其对空间站的在轨组装、外部维修以及运行起着至关重要的作用, 同时机械臂可以减少航天员在舱外的工作时间和频率. 通过对国际空间站成员国关于机械臂研究概况的介绍, 包括航天飞机机械臂、空间站机械臂、欧洲机械臂、日本实验舱机械臂以及德国机械臂, 为中国空间机械臂的设计提供参考.      

三模态热管式喷气发动机——新型的航天飞机主发动机

三模态热管式喷气发动机是在同一热管(燃烧室)中,按照航天飞机在起飞,加速爬升到高空高速和进入稀薄大气层飞行阶段,依次进入脉动式、冲压式和火箭三种工作模态。计算表明:用液氢燃料的三模态热管式喷气发动机,完全满足单级入轨、水平起降航天飞机从起飞到入轨全航程的推力要求。     

航天飞机轨道器着陆阻力伞

航天飞机轨道器设置阻力伞的目的在于增加其着陆的安全性。文中不仅介绍了这种阻力伞系统的设计和研制,而且还对试验(风洞试验、B—52飞机着陆试验、飞行模拟和轨道器飞行试验)及为增加阻力伞稳定性和可重复使用性的技术关键作了简要介绍。     

航天飞机的气动热——航天飞机的空气动力学问题之四

轨道器的热防护系统是航天飞机研制中的主要技术关键。本文简要地介绍了美国 Shuttle-1航天飞机轨道器研制中所遇到的有关气动热的几个主要问题,包括再入气动热环境的预测、非平衡和表面催化效应、边界层转捩影响、背风面加热和缝隙加热以及激波干扰加热等。并对用风洞试验、工程计算和数值模拟方法所得到的轨道器气动热的预测值与飞行试验的实测结果作了比较和分析。最后对需要开展的航天飞机气动热的研究工作提出了建议。