基于空中回收的运载火箭尾舱挂取方案设计及仿真分析

运载火箭空中回收的挂取过程是整个回收过程中最关键的环节之一。针对运载火箭尾舱空中挂取的全流程,开展了将直升机作为回收平台的钩取装置设计,主要包括拉力传感器、过载保护装置、减载装置以及末端的执行机构。翼伞和减速伞从火箭尾舱的底部弹出,挂取装置可通过挂取翼伞顶部的牵顶伞实现对回收体的挂取操作。通过对挂取过程的仿真分析可以看出,回收体的质量增大时,过载显著增加,而当翼伞的收伞时间增加时,减载效果明显。     

基于大型翼伞可控回收的箭体结构与分离方案设计

对于高密度发射的运载火箭,迫切需要采取对火箭改动最小,风险和装备成本最小的控制措施,显著减小火箭落区面积,规避重要基础设施,减小对落区社会生活的影响。以某运载火箭助推器为例,在考虑现有火箭的运载能力、载荷与力学环境、结构气动外形及内部空间的基础上,提出了一种基于大型翼伞可控回收的箭体结构与分离方案设计构思,主要包括大型翼伞分离方案设计、助推器头锥结构改进设计及助推器头锥内伞系统结构集成化设计等。该技术的开展有效减少了箭体结构分离过程的分离能源,简化了结构方案,降低了结构质量,为长征系列运载火箭可控回收工作奠定了基础。     

悬浮弹空中姿态稳定技术探讨

为进一步优化减速减旋技术，实现空中姿态精确控制，结合悬浮弹的工作原理对其空中姿态稳定技术进行研究，从减速伞技术、伞绳设计和翼片结构受力分析、翼片结构设计中的关键问题入手，重点探讨了减速伞减速技术和翼片阻旋技术。实践表明，该技术满足悬浮系统空中姿态的稳定要求设计。     

法尔肯-9火箭整流罩回收方案

正NASA在对SpaceX从墨西哥湾回收天龙座飞船提案的环境评估(EA)草案中详细介绍了SpaceX公司为实现法尔肯-9火箭整流罩的回收而做出的改进以及其应用的降落伞组件。主要内容如下:为实现法尔肯-9整流罩的回收,SpaceX为其中一瓣整流罩增加了降落伞系统,该降落伞系统由一个漏斗形减速伞和一个主翼伞组成。此外,添加了一个冷氮气体姿态控制系统,以使     

随机初值条件下基于翼伞的无人机回收方法

翼伞回收系统由柔性伞衣和所回收负载组成，存在对着陆场要求低、飞行安全稳定、可雀降无损着陆等独特优势，在无人机回收、物资空投等军用及航空航天领域都发挥着不可替代的重要作用。翼伞回收系统依靠柔性伞衣提供升力，但伞衣存在复杂的非线性动力学特性，导致其控制难度较传统刚性飞行器更高。针对该问题，基于部分假设，通过对柔性伞衣和系统负载间的相互作用进行动力学分析，建立翼伞回收系统的简化动力学模型。基于自抗扰控制技术设计水平控制器与归航策略，实现随机初值条件下的翼伞高精度归航，从任意初始位置及角度将无人机精确地运输至目标位置。飞行测试结果表明：所建立的动力学模型可为翼伞的实际飞行实验提供仿真调试环境，实现控制器参数调节；在15次翼伞归航控制实验中，翼伞系统的平均归航落点误差为21.9 m。     

翼伞系统弹性连接模型的相对运动分析

翼伞系统的测量及操纵设备通常安装在回收物上,为了实现翼伞系统的精确控制归航,分析了回收物和伞体之间的相对运动情况.文中考虑了不同方向上附加质量的不同,以及吊带和连接带的弹性变形,建立了翼伞系统非刚性连接模型.分析了滑翔、转弯及雀降3种控制操纵下两体的相对运动特点,以及不同连接方式对相对运动的影响.研究结果表明,在转弯操纵时翼伞系统的两体间存在明显相对运动,但采用多点交叉连接可以使这种相对运动得到有效的抑制.     

空射巡航导弹的中空回收系统

由欧文工业公司为空射巡航导弹(ALCM)研制的先进中空回收系统(MARS)比早先的MARS具有更好的使用性能,并且消除了早期MARS的许多缺陷。目标伞的不稳定性一直是MARS中存在的最大问题。在ALCM的回收系统中,目标伞置于环形主伞顶口紧上方的稳定流场内,稳定性很高。当MARS全部打开后,回收直升机就进行回收。直升机捕获MARS时,只是抓取MARS中的一条承载绳。当被回收物与直升机间的承载绳拉紧后,主伞和目标伞的吊线被剪断抛掉,然后再将ALCM绞起带回再用。应急回收或正常中空回收方式的选择将由引导伞系线的两个烟火剪切器完成。当要进行应急回收时,将会有一强电脉冲应急信号传给MARS的开伞回路系带剪切器,之后MARS就点燃一低电压火药柱驱动应急支路上的系带剪切器,打开应急减速伞。     

内装式空中发射运载火箭点火状态多目标优化

针对内装式空中发射运载火箭状态空间广泛的特点,提出基于粒子群优化算法的空中发射系统的多目标优化方法。定义了以箭机分离时载机的姿态角、稳定伞的阻力特征、运载火箭点火时的角速度为自变量的粒子群广义位置和广义速度。建立了以箭机安全距离、运载火箭有效动能与耗能的比值、运载火箭控制机构耗能为变量的多目标优化模型。利用MATLAB软件计算优化模型,分析优化结果,证明适用于解决空中发射系统的优化问题。     

美军空运飞艇研发与前景展望

空运飞艇具有使用成本低、运输量大、起降要求低和吞吐能力大等特点,适合用于在对抗不激烈的空域中实施大规模空中物资运输。回顾了美军空运飞艇的研发背景,介绍了美军正在进行的空运飞艇研发项目,分析了利用空运飞艇实施大规模物资运输的优势,对美军空运飞艇发展前景进行了展望。     

两级入轨完全重复使用运载火箭的方案分析与轨道仿真计算

运载火箭实现重复使用是未来运载火箭的发展趋势之一,本文首先简单地介绍了肖妆国外重使用技术的发展状况,然后根据我国的国情提出了一种两级入轨可一重复使用方法,接着对该方案的返回轨道特性进行了研究,通过分析仿真计算结果,论证了火箭全部回收的可行性,最后提出了谷进一步深入研究此方案所需做的关键技术研究工作。     

美国运载火箭现状及发展前景

在过去三十年间空间运载火箭是由小型探空火箭发展到由导弹改装而成的各类运载火箭,最后发展到为空间任务专门设计的大型载人重复使用的空间运载工具。美国当前的空间运输系统包括几种一次性使用的运载火箭、航天飞机和各种上面级。这些上面级能各自和运载火箭组合来提高运载火箭的运载能力。本文系统地介绍了美国一次性使用运载火箭、使用中的上面级、未来运载工具的技术要求和满足要求的各种方案以及正在研制和计划中的上面级。     

火箭子级垂直返回海上平台制导、导航和控制技术研究

从 Falcon-9火箭一子级垂直返回历次技术验证试验入手,分析得到了火箭一子级垂直返回海上平台的多个终端约束和技术指标要求,提出了火箭一子级垂直返回海上定点平台任务必须解决的先进GNC技术,剖析了这些GNC技术的内涵和技术难度,并给出了相应的解决方案和解决思路,为中国可重复使用运载火箭尤其是火箭子级垂直返回回收提供了研究发展思路和参考。     

重复使用运载火箭技术进展与展望

首先从伞降回收、垂直返回、带翼飞回和升力体式等类型分析了国外典型重复使用运载器的发展现状;然后从技术难度、对总体设计体系的影响、运载能力损失、对主发动机的技术要求、回收过程复杂性等方面对各技术途径进行全面的对比分析,并概述了重复使用运载火箭的关键技术,开展了重复使用运载火箭经济性分析;最后对未来重复使用运载火箭技术发展进行展望。重复使用是运载火箭发展的必然途径,中国还需大力发展重复使用运载火箭技术,未来还将走向天地往返+重复使用空间运输的模式。     

超远程火箭弹道设计研究

根据射程,运载火箭一般可分为近程、中程、远程和洲际运载火箭,射程超过地球周长一半的火箭一般称为超远程火箭.当前,超远程火箭的弹道方案主要采取高弹道、部分轨道等技术,具体实现方案包括直接飞行、弹道主动段机动飞行、弹道被动段机动飞行、近地圆轨道机动飞行、近地椭圆轨道机动飞行等 5 种技术方案.对方案可行性及方案选择的判断依据进行研究,分析各技术方案的弹道特点,并与标准洲际射程参数进行对比,为超远程火箭的弹道技术方案的选择提供了借鉴.     

中小型固定翼无人机精确回收技术发展与关键技术分析

中小型战术型固定翼无人机在野战态势感知、海上情报侦察等的应用日益广泛,而精确回收是该类型无人机实现舰上应用、车载应用等需要解决的首要问题。针对中小型无人机精确回收技术的发展进行了综述,从专利方案、工程应用两个方面对比分析了不同回收方案的优缺点,并对包括可控吸能缓冲、轻量化捕获机构、末端精确引导控制等关键技术进行了讨论。     

波音公司将进行装菱背翼的JDAM的飞行试验

波音公司和美国海军准备进行装备菱背翼组件的联合直接攻击弹药（ＪＤＡＭ）的飞行试验。菱背翼组件由阿莱尼亚－马可尼公司研制，可扩大武器的射程，适用于ＪＤＡＭ、风力校正子弹药布撒器（ＷＣＭＤ）和计划中的小型灵巧炸弹（ＳＳＢ）。阿莱尼亚－马可尼公司已向波音公司交付两套可用于ＪＤＡＭ的菱背翼组件，后者即将完成该组件与ＪＡＤＭＢＬＵ－１０的组装。飞行试验预定于１９９９年１０月在默古角和中国湖两处进行。此次方案验证演示的目的包括安全分离、弹翼展开、可控飞行、机动飞行和末段制导。飞行试验的经费由波音公司承担，海…     

潜伏式武器水下减速着陆运动仿真

为了研究潜伏式武器采用减速伞结合舱段分离的方法实现水下安全着陆的可行性,建立了该武器使用减速伞减速及舱段分离着陆时的相关运动过程的数学模型,采用数值计算方法对该运动过程进行了仿真分析,得到了武器减速直至着陆过程中武器及其舱段运动的仿真结果,并对减速伞不同的开启角度对整个着陆运动过程的影响进行了分析。仿真结果表明:通过选择合适的减速伞开启角度、开启深度、舱段分离深度以及钢缆长度参数组合,基本可以实现武器的安全着陆。     

浅谈美军飞艇发展

论述了美军研制的四大飞艇,即空中大力士海象飞艇、反导保护伞HAA飞艇、近太空战士攀登者飞艇和反恐急先锋STI飞艇的发展,分析了美军飞艇的优势和缺陷,对美军飞艇的发展做了初步的研究.     

基于ADAMS的内装式空射运载火箭分离过程动力学分析

为初步论证内装式空中发射运载火箭总体方案,利用动力学仿真软件ADAMS和实体建模软件Solidworks联合建立了载机、运载火箭、稳定伞等样机的实体模型;对分离过程中三者的受力情况进行了详细分析,并建立了动力学仿真所需要的动力学方程;对样机进行动力学仿真,验证样机建立正确合理,从而为空气动力仿真提供了一种新的方法。     

猎鹰9运载火箭结构分系统设计特点分析与研究

对SpaceX公司研制的猎鹰9运载火箭的总体构型进行了概述,研究了整流罩、二子级、级间段及一子级四个主要结构部段的技术方案。从箭体结构分系统原材料、贮箱结构构型及分离方式三个方面,总结了结构分系统的设计特点,分析了其应用优势,并提出了发展建议。