欧洲未来的航天运输系统

ESA(欧洲航天局)根据1990年后可能的任务和有效载荷要求,确定了在AR-4(阿里安4)之后的欧洲一些未来运载器选择方案。这些方案是:(1)与AR-4部件组合的运载器,(2)一次性使用的AR-5运载器,(3)具有可重复使用第二级的AR,(4)新型一次性使用的低温运载器,(5)可完全重复使用的运载器。每种运载器的低地球轨道有效载荷质量都在10至16Mg之间。对于最重要的地球同步通讯卫星这类任务(2.5至4.5Mg)来说,已分别对其发送和入轨系统作了分析,包括费用和费效分析。在经济性和方案方面同美国和其他国家九十年代的发射系统作了分析对比,其结论是,只有可完全重复使用的运载器才能满足一切任务和有效载荷的要求;并且,只有这样的运载器才能从根本上降低发射费用。对欧洲的运载器技术概况和未来航天运输领域的活动计划作了结论性研究。作为本研究的一部分,还建立了运载器的研究、制造和使用费用模型。     

有效载荷/阿里安3运载器动特性分析

本文给出阿里安3运载器在飞行期间作用在有效载荷上的动态载荷的预测方法。这种研究通常称之为“耦合分析”,它限于较高的纵向激振:发生在主活门关掉之后的第二级推力衰减。整个结构当做有效载荷和运载器的组装结构对待;前者用简化的“有效质量”模型,后者用详细的“有限元”模型表示。运载器/有效载荷界面的加速度用以下两种方法计算:——第一个方法用模态迭加法,它要求完整系统(运载器+有效载荷)动特性的全部信息。——第二个方法是基于直接积分的方法,它可以不通过动态特性的模态计算而直接求解运动方程。这种分析是在 L01、L03和 L04次飞行中观测的若干次推进衰减情况下进行的,而且考虑了激励的散度,并采用综合的发动机关机情况。方法应用于第一次 Ariane3(L10次飞行)任务,这次任务是进行 ECS2和WESTAR6双星发射,并考虑了 SYLDA 双星发射连接架。     

海尔姆斯——法国小型航天飞机

由法国全国空间研究中心即法国空间局确定的小型航天飞机有三角翼、可重复使用、长15—18米、翼展9—11米。由于选用阿里安5作为其运载器。其重量不得不限制在13—17吨范围内。发射重量包括用于入轨、轨道飞行和再入的2.5吨的推进剂。有效载荷舱直径约为3米,客积为35立方米,可携带有效载荷4—5吨。海尔姆斯将作为空间站服务的一种通勤飞行器,用来运输乘员与货物。执行的使命包括空间结     

日本计划1992年首次发射H-2火箭

日本计划在1992年首次发射H-2运载火箭,并且正在研制九十年代中后期用的H-2改进型号。这些改进型号将能增加H-2运载火箭与美国航天飞机和欧洲阿里安5的竞争能力。 H-2基本型号能把重2吨的单个或多个载荷送入地球同步轨道。它将有效载荷送往地球同步转移轨道的运载能力为3.8吨,而H-2改进型号的运载能力为基本型号的两倍。     

先进运载系统采用捆绑推进组件设计

休斯飞机公司目前为空军/航宇局设计的先进运载系统(ALS)是一种全部采用液氢/液氧的运载系统,这种系统根据有效载荷的要求可以捆绑多达6个推进组件。这种运载器高达约185英尺,它的设计要求在90年代中期能把90000～250000磅重的有效载荷发射入轨。     

内舱式空射运载火箭抛出后的伞降运动分析

文中讨论了运载火箭内舱式空中发射方案,既由大型载机平台把运载器拖到一万米的高空,在指定位置将运载器从机舱内水平抛出,当运载器与地面接近垂直时,降落伞运载器分离,发动机点火,将有效载荷送入轨道.文中主要计算了运载器在点火以前,运载器及降落伞系统(物伞系统)从发射平台抛出后的运动轨迹及姿态.通过仿真结果分析最佳的发射时间及姿态,以及各个参数对系统的影响.     

阿里安6运载火箭方案及对中国运载火箭发展启示

下一代运载火箭阿里安6方案,即被称为PPH的三级、固体构型方案,该方案特点为一、二级采用装药量135 t的固体发动机,三级采用芬奇氢氧发动机,能够执行不同轨道的发射任务,GTO轨道运载能力为3～6.5t.阿里安6运载火箭对完善未来欧洲运载火箭型谱的意义重大,使欧洲拥有自主研制的中型火箭,增强了阿里安火箭对未来6.5t左右的GTO轨道有效载荷的适应性.其很多设计思想对中国未来运载火箭的发展可以提供借鉴和参考.     

阿里安空间公司计划逐步淘汰阿里安5G火箭

阿里安空间公司计划在改进型阿里安 5运载火箭投入使用后 ,逐步停止生产现役的普通型阿里安 5 (阿里安 5 G)运载火箭 ,而仅保留一种大推力运载火箭型号。随后 ,阿里安 4运载火箭也将在 2 0 0 3年退役。这项措施是阿里安空间公司营利计划的一部分。设计人员原本想保留阿里安 5 G运载火箭 ,以满足单星发射需求 ,但阿里安空间公司首席执行官表示 ,由于市场萎缩 ,保留两种不同的阿里安 5火箭型号是不合理的。新的阿里安 5 ECA运载火箭采用了低温上面级 ,具有 10t的地球同步转移轨道运载能力 ,比采用可贮存推进剂上面级的现役阿里安 5 G运载火…     

大型载货运载器的尺寸和经济性

自1951年以来人们一直在研究大型载货运载器。对今后几十年的空间市场预计看出,很可能需要载货运载器来满足下世纪初空间市场需求。采用现有技术的完全重复使用弹道式多级运载器方案能使近地轨道单位运输费用减到最小。每年至少要作十次发射的空间市场才会有足够的条件分期偿还载货运载器的研制费用。决定运载器的成本效用(单位运输费用)是市场大小而不是运载器的尺寸。从市场要求与发射频率的关系来看,地球同步轨道和月球轨道100吨运载能力似乎合乎需要的,按适度市场预计近地轨道单位运输费用为300美元/公斤。但是在21世纪前50年不可能使近地轨道单位运输费用降到50美元/公斤。     

第二代航天飞机可能的发展方向

本文论述了先进火箭推进运载器的可能发展趋势,这些先进的运载器可能成为最终取代航天飞机的候选者。虽然这种运载器最早在2002年才有希望实现,但由于研制一种新的运载器需要很长的时间,所以它的技术设计工作已开始。本文还讨论了第二代航天飞机在运载器体系结构中的作用,它可能在2000年后实现,暂定名为小型的载人运载器,作为对大型的不载人货物运载器的补充。虽然可完全重复使用的两级构形最适宜于近期的技术状况,但单级入轨的可完全重复使用的构形更适宜于今后的先进技术状况。利用在90年代中期就可达到的这些先进技术,这种运载器能把重量等于它们本身干重的有效载荷送入轨道(比目前的运载器的运载能力提高9倍)。运载器费用的大幅度减少(因此发射每磅有效载荷的费用也将减少)主要取决于对地面操作作根本性的改进,其次才是总起飞重量的减少或运载器类型的改变。     

阿里安4改进型将在1992年提供使用

阿里安空间公司决定研制阿里安4改进型以便在1992年开始增加这种商用运载火箭有效载荷运载能力。运载火箭的性能改进将通过加长阿里安4的第三级,使其推进剂加注量增加300公斤左右。阿里安4又采取了一些减轻结构重量措施,使其性能不断提高,为这种运载火箭提供了附加操作余量。由     

简讯

印度研制可重复使用运载器目前,印度可重复使用运载器的研制工作正处于方案论证阶段,已经完成了技术验证机的结构设计和制造工艺研究。该验证机计划于两年后发射升空。按照目前的设计方案,该可重复使用运载器将采用二级结构,第1级为带翼体,可飞行到100 km左右的高度,速度约达轨道速度的一半。在发动机燃料耗尽后,第1级再入大气层,像飞机一样水平降落在机场跑道上。运载器的第2级将有效载荷送入轨道后,再入大气层并利用气囊在海洋或陆地上回收。现在可重复使用运载器的气动力特性、基本轨道、电子设备配置、结构设计以及制造工艺研究都已完成…     

通用灵活的顶级运载器的研究

本文详细论述了顶级运载器的特点，组成和主要技术问题，并指出它在运载箭系统发展中的重要地位，即它是一种定型的运系统与不同发射任务，不同轨道，不同级别有效载荷之间最有效，最经济的过渡级。面对未来急速增长的空间市场和激烈的市场竞争，这种运载器的研制是十分紧近和必要的。     

用于阿里安V运载火箭的HM60氢/氧发动机

概述欧洲空间局决定从1982年起开始研制第二代的阿里安V运载火箭,并打算在2000年研制出来。这种火箭能将15吨重的有效载荷送入地球低轨道,亦可发射5吨重的地球同步卫星。为了提高阿里安族运载火箭的性能和降低卫星发射费用,欧洲空间局经过充分的方案论证后     

先进的小型运载器进行设计竞争

国防部高级研究计划局(DARRA)人士说,先进空间技术方案将研制一种可把重量达1500磅有效载荷送入400海里圆形极轨道的一次性使用运载器而发起的一场设计竞争。将进行多种空间系统发射和轨道验证试验。     

阿里安Ⅲ运载火箭的研制

为了提高运载能力,降低发射成本,使阿里安火箭在世界市场上有更大竞争能力,1978年欧洲空间局提出了阿里安Ⅰ的四种改进方案,即阿里安Ⅱ～Ⅴ。其中阿里安Ⅲ仍是一种三级火箭,它的地球同步转移轨道运载能力为2585公斤,这比阿里安Ⅰ的运载能力提高了835     

可靠的低成本发射服务

把小有效载荷发送到亚轨道和轨道的需求为商业性发射服务公司开辟了市场。市场的规模正逐渐地明朗,并可以预计到未来若干年的增长速度,从1982年,空间服务公司已显示出有能力满足小有效载荷用户的要求。1982年,空间服务公司发射的Conestoga Ⅰ已表明该公司具有设计、生产、组装。且从不经改进的发射场发射航天器的能力。除了可进行亚轨道发射外,空间服务公司可以完成各种小有效载荷的发射任务(各种轨道倾角和高度)。Congstoga系列运载火箭根据不同的要求用相同的基本硬件设计出几种火箭。Starfire系列的探空火箭也采用了类似的设计方法。Starfire Ⅰ于1989年3月已为Huntsville的亚拉巴马大学的空间材料研究财团发射过。空间服务公司的任务是在满足有效载荷用户要求的时间内,提供可靠而且廉价的发射服务。     

阿里安火箭将发射搭载的小型商业有效载荷

阿里安空间公司正打算用阿里安火箭发射重量还不到50千克的搭载有效载荷,从而提供了低成本商业飞行机会,并且准备一项新的服务业务,即发射重达800千克的中等尺寸航天器。 50千克级(110磅)的有效载荷将安装在称之为阿里安搭载载荷结构(ASAP)的一个圆形平台上,其上面可以安装6颗卫星。阿里安空间公司是欧洲阿里安火箭的发射业务     

先进运载工具的发展方向

我们的空间计划证明是很成功的,因此空间对我们未来的重要性已被人们所认识。空间系统越系越重要,因为它能够提供人类所必需的服务,如通讯、导航和空中监视。人们可以从空间获得许多新的利益,但就目前的系统来看,还不可能得到经济效益。由于各国越来越依赖于轨道系统,因此它们的操作能力及运输系统的形式越来越引起人们的关注。仅在20年的空间活动中,地球周围的空间就已分布了上千个人造物,这对今后的空间航行是有害的。空间活动正处于相对年轻阶段。自然,用于早期空间活动的技术也不尽成熟。令人意想不到的是,即使是还处在研制阶段的最新的运载器,如改进的里那安5P 和日本的H 火箭系统,也几乎没有利用近15年内出现的先进推进技术。除航天飞机外,所有目前的运载器都不能重复使用。航天飞机比较先进,且能把人和科学仪器送到空间并安全返回地球。航天飞机的研制和先进推进技术的应用始于15年前,但由于它的复杂性和高操作费用,航天飞机的应用受到限制,并且不能满足未来计划提出的发射要求。本文将概述现有运载系统的缺陷,指出需进行一些改进以满足未来的需要,并对重量和性能进行充分的比较研究,以提高使用寿命和降低操作费用。本文还对现有运载系统和它们满足未来载荷需要的适应性进行了讨论。指出必须利用过去20年出现的在推进装置和运载器方面出现的新技术。最后,提出了可全部重复使用的模块式运载系统的方案,这种运载系统可满足从小到大各种推力的要求,可发射不等重量的有效载荷。     

圆筒机身航天运载器发展前景

本文就未来航天运载器采用圆筒形机身结构的优越性进行了分析,通过圆筒机身运载器与当前航天飞机的比较,证明它既能携载更大的有效载荷,又有利于减轻发射重量,是较好的结构形式。