天梯技术研究进展

天梯作为一种极具潜力的未来新概念航天运输系统,在航天领域越来越受到重视。对国内外在天梯技术方面的研究进展进行介绍,对天梯在航天运输系统领域的应用需求进行分析,描述天梯系统的基本组成和基本原理,最后针对未来大规模进入空间需求,给出总体参数指标。研究内容为后续开展天梯的深入研究提供参考。     

在轨加注站概念研究

结合国内外研究情况,分析在轨加注站研究的必要性和任务前景;给出了基于在轨加注站的地球空间任务、月球探测任务、小行星探测任务和火星探测任务等任务模式和相关运输系统组成;最后给出在轨加注站初步构型设想。研究内容为后续深入开展在轨加注站技术研究打下基础。     

可重复使用运载火箭全寿命周期费用分析

对可重复使用运载火箭全寿命周期费用的组成进行了分析,建立了可重复使用运载火箭全寿命周期费用模型。基于此分析模型,分析了完全可重复使用运载火箭和一子级可重复使用运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用随运载火箭发射次数的变化关系。结果表明,随运载火箭枚数与发射次数的增加,可重复使用运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用显著降低,且当发射次数达到某一定值时,运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用要低于运载火箭的制造费用;在可重复使用运载火箭全寿命周期费用中,降低操作费用在降低全寿命周期费用中不可忽视。     

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。     

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。     

当量比对煤油-空气两相旋转爆轰波的影响

为研究当量比对煤油-空气两相旋转爆轰波的影响,基于欧拉-拉格朗日方法,以常温液态煤油为燃料、高总温空气为氧化剂开展二维数值模拟。通过控制进油量计算不同当量比下的两相旋转爆轰流场,分析当量比对流场结构、传播特性和推力性能的影响。分析结果表明：在一定的当量比范围内,爆轰波波头高度随着当量比的增大而减小;当量比大于0.6时,速度亏损随着当量比的增大总体呈现增加的趋势,变化范围为7.1%~17.2%;当量比大于0.8时产生燃料损失,燃料损失随当量比的增大呈近似线性增加,当量比为2.0时最大为51%;随着当量比的增大,比冲减小,比推力先增大后减小并在当量比为1.5时达到最大值,比冲和比推力的变化范围分别为1 154.3~ 3 912.4 s和1 226.8~1 521.8 N·s/kg。     

天梯系统指标初步研究

天梯是一种将有效载荷从地球表面运输到空间的低成本解决方案,是未来航天运输系统的重点发展方向之一.对天梯系统规模和运载能力等指标的设计方法进行研究,给出了一种确定天梯系统规模及运载能力的基本方法和具体设计流程,分析了相关设计参数对天梯系统规模及运载能力的影响,为后续开展天梯方案论证提供了参考.