印度研制可重复使用运载火箭

2007年1月11日，据印度媒体称，印度可重复使用运载火箭（RLV）计划正在快速实施，概念设计及辅助动力系统工作已开始，半低温发动机的研究也在进行中。RLV第一级设计为带翼体，飞行高度为100km。首次技术验证飞行预计在2008—2009年进行。     

可重复使用运载火箭着陆支腿总体布局与关键参数优化

通过对着陆支腿数量和构型进行对比仿真分析,提出了可重复使用运载火箭着陆支腿的总体布局方案,同时建立了着陆支腿参数化仿真模型,将着陆支腿的关键几何参数作为决策变量,基于多体动力学仿真软件开展着陆稳定性仿真分析,以提高着陆稳定性、降低运载火箭返回级受到的着陆过载系数及支腿轻量化为优化目标,对着陆支腿关键几何参数进行优化和确定。仿真结果表明,优化结果能够满足工程使用需要,可以为可重复使用运载火箭着陆支腿总体方案设计提供参考。     

日本重视可重复使用飞行器技术

日本重视可重复使用飞行器技术在Ｈ－２一次性使用运载火箭首次发射取得成功６个月之后，日本的航天机构──宇宙开发事业团称它将重视未来航天飞行器的重复使用性能。宇宙开发事业团已批准了三菱公司研究所的一项研究结果。这项研究得出的结论是采用可复用航天飞行器方案...     

运载火箭与推进系统

本文通过对国外航天形势的分析后明确指出,航天事业已发展到了以商业服务和开发利用空间资源为主要目标的时代。为适应形势发展需要,世界各航天大国,在已有运载火箭的基础上,正以降低发射成本为主攻方向,积极开展可重复使用运载火箭(RLV)的研制,并已取得了初步进展。推进系统也相应的展开研究工作,以适应运载火箭的需求。中国的对策是,提高现有火箭运载能力并使其无毒化,继而研制可重复使用运载火箭。     

垂直着陆重复使用运载火箭对动力技术的挑战

运载火箭采用垂直着陆方式实现重复使用的需求对火箭各分系统提出了新的挑战,而动力系统面临的挑战最大。垂直着陆重复使用运载火箭要求发动机提供正常的上升段推力外,还需提供运载火箭子级垂直着陆回收过程中的平稳减速力和稳健控制力,因而要求发动机具备可重复使用、大范围推力调节、二次起动、适应回收环境等多种能力,并具备较低成本。本文介绍了美国SpaceX公司开展FALCON 9系列运载火箭一子级垂直着陆回收技术研究和相关飞行试验的最新进展,研究并提出了垂直着陆重复使用运载火箭对动力技术的需求。     

可重复使用运载器K—1的回收系统设计概况

文章介绍了可重使用运载器K-1实现软着陆回收系统设计概况，并利用当前可重复使用运载器技术发展的观点，介绍K-1回收系统的主要组成概况。     

运载火箭发射过程效能评估方法研究

论述了效能评估模型及一般分析方法 ,确定了定量和定性分析相结合的运载火箭发射过程评估方案 ,阐述了运载火箭发射过程效能评估的多指标综合评价方法 ,应用层次分析法建立了评估模型 ,规划了评估体系。论文最后给出的部分仿真结果描述了系统总体效能和设施设备工作情况及重要度之间的关系 ,这种关系是符合工程实际的。     

可重复使用运载器的新秀XS-1

人类进入航天时代以后,发现运载火箭成本中推进剂的比例很低,而箭体尤其是导航制导控制系统占去了大部分份额,从理论上说能将运载火箭从一次性使用发展为重复使用的话,肯定可以大幅度降低发射成本,这也是人类坚持不懈发展可重复使用运载工具的动力。不过由于技术、工程或是资金方面的原因,迄今为止也没有一种成功的可重复使用运载工具,但各国仍在积极进行研究工作。2013年9月美国国防先进研究项目局（DARPA）公开了新的“实验性航天飞机”（XS-1）项目,它将再一次挑战廉价入轨的目标。     

洛马公司开始可重复使用火箭发动机试验

据美国航空周刊网站2012年4月17日报道,洛马公司已开始进行美国空军重复使用助推器系统（RBs）验证器火箭发动机热点火试验。较小尺寸的RBS样机是在美国空军研究实验室（AFRL）的RBS飞行和地面试验（RBS-FGE）计划中研制的。AFRL将在此样机的基础上研制更大型的验证器,最终在2025年前为改进一次性运载火箭系列提供全尺寸的重复使用助推器。RBS包括垂直发射重复使用的第一级和一次性使用的第二级,与传统的德尔他-4和宇宙神-5火箭相比,其发射成本可降低50％以上。     

美国先进可重复使用运载器的技术进展

目前，世界上各种航天器基 本上都由一次性使用的运载火箭来发射，只有美国航天飞机可以实现部分重复使用。由于一次性运载火箭使用成本高昂，所以迄今只有那些有足够资金支持的厂家、政府部门和军事机构有能力进行卫星发射。如何降低发射费用已成为整个航天工业界面临的主要挑战之一。 从长远来看，航天运载器实现可重复使用是降低航天运输成本、提高运载能力和发射频度的必由之路。基于这种考虑，各航天大国很早就开展了可复用运载器的研究论证工作，陆续实施了多项技术计划和研制计划，其中尤以美国最为活跃。美国政府不仅研制出了世界上…     

可重复使用航天器力学试验方法及试验条件设计综述

针对可重复使用航天器的力学环境试验方法及试验条件设计,系统调研了当前最具代表性的2种国外可重复使用航天器的力学试验方法及其设计方法,包括航天飞机耐久性试验、损伤容限试验、无损检测方法,并将该方法的参照标准MIL-STD-1530D《飞机结构完整性计划（ASIP）》与我国GJB 67.6A—2008《军用飞机结构强度规范 第6部分：重复载荷、耐久性和损伤容限》进行对比分析,以及将“猎鹰9号”火箭基于Miner准则设计的部组件随机振动试验量级与试验时间与NASA-HDBK-7005、MIL-STD-1540E的计算结果进行对比分析,最后给出对我国开展可重复使用航天器力学试验方法和试验条件设计方法研究的建议。     

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.     

反向喷流对运载火箭返回段气动特性影响研究

为了准确获取发动机反向喷流干扰下运载火箭返回段全箭及栅格舵气动特性,设计缩比试验模型及地面喷流模拟系统,采用高速纹影、全箭及栅格舵部件测力等测试方法,开展反向喷流状态下风洞试验研究。结果表明：发动机工作时反向喷流与头部弓形激波相互干扰,改变全箭绕流流场分布特征,使得一子级返回段的轴向力系数减小,对一子级返回段的法向力系数和俯仰力矩系数影响规律与来流马赫数有关,影响量与喷流强度和攻角等相关;反向喷流干扰使得栅格舵的控制舵效整体呈降低趋势,在高马赫数来流下甚至会导致控制特性反向。通过反向喷流测力风洞试验,有效指导和开展返回段精细化气动设计,为我国重复使用运载火箭的工程实现提供技术参考。     

可重复使用飞行器末端能量管理段轨迹和制导研究

采用Bernoulli螺旋线来描述航向调整圆锥在水平面中的投影,以此为基础建立了可重复使用飞行器在航向调整段的动力学和运动学模型,提出了一种根据末端能量管理段起始点水平面位置和飞行器的能量/航程比动态来生成航向调整圆锥的方法,以及航向调整段和捕获段的制导方法;数字仿真结果表明,本文提出的轨迹设计和制导方法可以使可重复使用飞行器以自动着陆界面要求的速度和高度对准跑道,实现飞行器安全降落。     

可重复使用运载器机翼外形优化

研究了有翼可重复使用运载器机翼平面外形参数优化设计问题。在高超声速配平和低速水平着陆性能等约束条件下，利用混合遗传算法和粒子群优化算法来选择最优机翼外形参数，使机翼重量最小化。在已知的不同质心位置下求得相应的最小重量机翼外形。亚声速气动力采用面源法计算，高超声速气动力采用修正的牛顿流理论计算。为了降低计算耗费，使用均匀设计和逐步回归方法建立了低速气动力回归模型。整个优化过程在Matlab集成环境下完成。     

日本可重复使用运载器验证计划的最新进展

日本为了成为世界航天大国，投入了大量资金来开展可重复使用运载器(RLV)的研究和验证，规模仅次于美国。     

下一代可重复使用飞行器发动机

下一代可重复使用飞行器的最新方案集中在单级入轨系统上。在设计满足飞行器性能要求的发动机时,就对推进系统提出了很有意义的挑战。同时要求有效寿命周期费用比现有的运载器低。空军菲利浦试验室的推进管理局正在对可用于下一代发动机的技术进行攻关。这些技术包括:全流量发动机循环,LOX 和 H_2涡轮泵的流体静力学轴承、线性气动塞式喷管技术以及太阳能推进、化学推进和电推进的上面级发动机技术。这些技术不仅可用于可重复使用的飞行器上,而且还用于一次性使用的飞行器上。     

可重复使用增压输送技术发展研究

调研了国外可重复运载器的增压输送系统设计、结构材料、热防护、密封技术、焊接检测技术,并在此基础上找出了国外增压输送系统的先进性和可借鉴性,结合我国现有实际情况,对后续可重复使用的增压输送系统技术进行了展望和关键项目规划,包括可重复使用的阀门、密封等关键技术。     

重复使用运载火箭精确回收滑模动态面控制

针对可重复使用运载火箭一子级再入垂直着陆阶段,利用滑模动态面控制(SMDSC)技术设计了一个精确垂直回收控制策略。首先考虑运载火箭的燃料消耗、质心变化及转动惯量摄动等特点,建立运载火箭一子级返回段动力学模型。然后针对范数有界的不确定性和有界连续的未知干扰,设计一个滑模状态观测器和一个自适应参数估计器用于获得其估计值;随后,基于获得的状态估计值和未知参数估计值,设计了一个基于自适应动态面技术的跟踪控制律。最后,通过数值仿真,对比两种不同控制策略下的运载火箭垂直返回姿态角跟踪能力。结果表明,采用本文提出的自适应滑模动态面控制策略具有更好的跟踪效果.