国外载人航天器返回着陆分析与启示

随着我国载人航天工程的发展和相关技术的进步,为保证返回舱等安全及时回收,借鉴美、俄成功的经验,提出了我国航天器返回着陆的措施。介绍美、俄载人航天器返回着陆概况,对美、俄的回收着陆方式和影响因素进行详细分析,最后提出我国载人航天着陆场后续建设的几点启示。

垂直起降运载火箭返回着陆轨迹在线优化研究

针对垂直起降运载火箭返回着陆轨迹优化问题开展了研究。首先,基于多区间Radau伪谱法和稀疏非线性规划技术,采用C++语言编程开发了具有在线优化能力的轨迹优化程序。然后,针对火箭返回着陆轨迹的落点误差较大问题,提出了末段轨迹在线更新的应用模式,以消除轨迹累积误差。最后,开展了仿真计算。研究结果表明:所提方法能够快速求解运载火箭返回着陆轨迹优化问题,计算效率比GPOPS-Ⅱ软件提高大约3~12倍,并且可以移植到嵌入式系统,具有在线优化的能力;对末段轨迹进行在线更新能够有效提高返回轨迹的落点精度。

航天返回舱着陆冲击模拟试验床建造过程控制研究

应用岩土工程基本方法和手段,按照载人航天返回舱计划着陆地的土质条件,建造了返回舱着陆冲击试验模拟试验床,建造过程严格控制材料质量、施工技术参数和施工方法,采用轻型动力触探试验、测试土层含水量和干密度、小直径载荷板试验等主要现场测试方法,及时评价试验床的质量状况,实现了信息化控制施工,保证了模拟试验床的建造质量,对我国国防科技领域的试验研究具有重要意义。

航空航天返回过程的轻质能量吸收器

采用精确控制的多种高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器,解决航空航天器返回地面及空降、空投着陆瞬间人员和装备的冲击过载问题.研究了轻质能量吸收器在航空航天返回和空降、空投应用中的阻尼减振和能量吸收性能.建立了带轻质能量吸收器的着陆系统与地面撞击的有限元模型,采用非线性动态仿真软件M SC.Dytran进行了仿真计算.在试验台上进行了试件的冲击试验,并将理论计算与试验结果进行了对比分析,两者基本吻合.结果表明:利用高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器可以一次降低返回载荷着陆动载超过30g,并可获得较长的塑性变形延时时间以平稳吸收返回载荷冲击能量,从而有效保护人员和设备的安全.

美国航天飞机返回气象保障模式研究

讨论美国航天飞机返回气象保障模式,包括:气象保障机构及分工、返回着陆模式、飞行气象准则,以及发射前、在轨段、再入(着陆)段的返回气象保障实施方法等,为我国未来载人航天工程气象保障的发展和完善提供参考。

载人飞船利用返回舱反推发动机制动缓冲方案参数初步分析

随着深空探测任务的发展,载人飞船规模不断加大,返回舱再入返回的质量越来越大,主要依靠降落伞方式减速的难度也随之增大。分析国外在研载人飞船研制特点,特别是国外载人飞船配置反推发动机的可行性,提出利用反推发动机实现制动着陆的方案设想,重点是反推发动机点火高度、反推前返回舱下落姿态,以及反推发动机安装位置等对发动机推力、工作时间等参数分析。

BDS支持下的航天器着陆回收指挥平台

针对航天器着陆返回后需在大范围区域内进行快速搜救的问题,提出了BDS支持下的航天器着陆回收指挥平台建设方案。该方案利用BDS的导航定位功能,实现对搜索载体的快速定位;利用BDS短报文通信功能,完成各级指挥平台对所属用户的辅助指挥,实现各搜救力量之间的信息传输,完成着陆区航天器态势数据向指挥中心三维GIS系统的传递,并提出了将基于地理信息的空间分析与人的经验相结合实现最优越野路径的规划方法,文中分别阐述方法的原理及步骤,结果表明新方法使得着陆回收指挥平台形成全方位的立体快速搜救能力,满足实际工程需求。

降落伞临界开伞速度研究

为了解航天器用降落伞的使用边界,计算降落伞临界开伞速度,文章基于充气体积理论推导了临界开伞速度的理论计算公式,讨论了影响临界开伞速度的因素。研究结果表明,降落伞临界开伞速度与大气密度、织物透气量、伞衣顶部结构透气量成反比;通过伞绳长度增加,影响伞衣充气进气口尺寸提高降落伞的临界开伞速度;降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸的关系和降落伞充气过程底边尺寸有关;在降落伞底边尺寸大于某一临界值时,降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸成正比;在降落伞底边尺寸小于某一临界值时,降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸成反比。文章基于降落伞临界开伞速度与伞衣充气外形尺寸相关这一理论,提出计算收口状态下降落伞的简化充气外形尺寸方法,计算结果与流固耦合仿真结果一致。文章的研究结论可用于评估降落伞的开伞条件,为降落伞设计、应用提供参考。

“圆梦乘组”凯旋,天上生活精彩无限

6月4日早晨,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,"圆梦乘组"3名航天员费俊龙、邓清明、张陆身体状态良好,神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功.自2022年11月29日飞天以来,"圆梦乘组"度过了充实忙碌的186天太空生活,精彩瞬间令人难忘.在返回着陆的过程中,他们体验了载人航天技术进步,安全胜利凯旋.

便携式空降兵航天员急救包的研制与应用

目的：用于非正常返回着陆受伤航天员的医疗救护,研制空降兵便携式航天急救包。方法(1)空降兵便携式航天员急救包由两个相同的分包组成,分包左右各一个,使用中一个左肩右挎,一个右肩左挎。(2)急救包的三维尺寸为33×22×12cm。(3)背带质量承受能力可靠,接口牢固,拉链搭扣等采用金属制作,保证质量。(4)两侧重量大致相当。(5)药品固定牢靠,有标签。最好采用压膜固定,不用药盒。结果：空降军医跳伞落地后能应用空降兵便携式航天急救包内的物品及急救器材对受伤航天员进行急救处理等。结论：本急救包经过跳伞落地实际应用,符合空降跳伞要求,效果满意,也可以用于灾害事故现场的救护。

浅谈奔赴火星需要解决的几大关键技术

本文初步分析了奔赴火星的几大关键技术问题:轨道设计与控制技术;超远距离通信技术;自主控制技术;火星探测热控制技术;火星着陆控制技术以及火星返回技术等。对后续火星探测以及相关型号探测器的研制具有一定的参考价值。

美军X-37B空天飞机侦察监视任务分析

2019年10月27日,X-37B第5架次“轨道试验飞行器”(OTV-5)在肯尼迪航天中心自主返回着陆,这次飞行长达780天,打破了上一架次在轨718天的纪录。时隔近7个月后,美国又于2020年5月17日进行了X-37B的OTV-6发射,本次试验飞行器携带的载荷更多,计划开展的空间试验内容更多[1],预计驻空时间更长。在X-37B进行第6架次发射之际,本文对其前5次发射进行了回顾和总结,并重点分析了其可能承担的空间侦察任务。

史上最大的火箭

北京时间3月14日21时25分,美国太空探索技术公司(SpaceX)的“超重-星舰”重型火箭进行了第3次试飞。“超重”火箭在返回着陆时失控,未能完整落海,“星舰”飞船同样在再入至65千米高度时解体。尽管如此,此次试飞仍是人类航天史上的一个里程碑式突破。今天我们就来看看这是一款什么样的火箭。

不辱使命,不负重托,首飞告捷--我国空间站首次载人飞行任务回顾

2021年6月17日至9月17日,神十二任务飞行乘组执行了神舟十二号载人飞行任务。乘组从待发段-2hl9m进舱(2021年6月17日7时3分),至载人飞船安全返回着陆后航天员完成出舱(2021年9月17日14时14分),持续时间92天7小时11秒。

火箭上的神奇“小翅膀”

我国目前唯一的载人火箭CZ-2F独有的逃逸塔及整流罩上的附着部件,统称为逃逸系统。逃逸系统的任务是当运载火箭抛整流罩前发生重大危险,威胁到航天员的生命安全时,负责使航天员脱离危险区,并为航天员的返回着陆提供必要的条件。

空间站任务院前医学救援医务人员配置专家共识

在载人航天这个系统工程中,首先是要保障航天员的生命健康。在国内外载人航天实践中,载人航天器的发射及返回舱着陆返回地点均选择在远离城市和人群的空旷地带。尽管我国历次载人航天任务均未出现安全事故及需急救处理的医学问题,但在国外既往60余年的载人航天实践过程中,各种故障、事故及安全问题时有发生,也出现了需应急返回的医学问题[1-3]。

声音

如果神舟飞船是一辆轿车,那么天宫一号和天宫二号相当于一室一厅的房子,空间站则像是三室两厅还带储藏间。——朱光辰研究员2020年5月5日,长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场首次发射,成功将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入太空轨道。5月8日,新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆返回,试验取得圆满成功,这也是中国空间站在轨建造阶段的第一次飞行任务。按规划,空间站将在2022年前后建成。