基于hp自适应伪谱法的组合动力可重复使用运载器轨迹优化

针对传统化学火箭难以重复使用、发射成本高的问题,提出了一种水平起飞/降落的新一代可重复使用运载器飞行方案,并对其动力模式设计和上升段轨迹优化方法等关键技术进行深入研究。设计了一种涡轮\冲压发动机结合火箭\冲压发动机的组合动力模式,建立了发动机推力与高度、马赫数等变量间的耦合模型,根据动力形式将上升段轨迹分为两段并采用全局搜索法确定动力切换的最佳时机。根据分段结果,分别以燃料最省和终端速度最大为指标,利用hp自适应伪谱法对两段进行轨迹优化设计。该算法基于双层策略求解最优控制问题,兼备伪谱法和有限元法的优点,与打靶法、伪谱法和间接法相比,初值更易选取,收敛速度更快。

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。

可重复使用运载器预测-校正再入制导研究

研究了可重复使用运载器的预测-校正再入制导方案。通过对运动方程积分预测飞行器在能量管理段界面处的终端状态,实时调整迎角和倾侧角方案,以使终端状态误差满足要求。对预测-校正算法的实时性问题进行了分析,并给出了解决方案。仿真结果表明,对于不同的初始再入条件,制导方案都可以将飞行器导引到能量管理段界面。

基于联邦UKF的可重复使用运载器再入段组合导航

针对航天科技领域的再入问题,根据导航系统状态方程非线性的特点,设计基于联邦滤波的UKF(Unscented Kalman Filter)算法,并应用于可重复使用运载器(Reusable Launch Vehicle,RLV)的组合导航系统.对基于该算法的RLV组合导航(惯性导航、卫星导航和天文导航)系统进行仿真,并与传统的基于联邦滤波算法对组合导航系统进行比较.结果表明,提出的组合导航方案和基于联邦滤波的UKF算法能提高导航精度、鲁棒性和容错性.

航天运载器重复使用液体动力若干问题探讨

重复使用是大幅度降低航天运输成本的主要途径,动力系统的重复使用是关键,也是首先要解决的问题。目前重复使用运载器动力装置发展的主要途径是研制重复使用、低成本的液体火箭发动机和开发以水平起降一级动力装置为目标的组合循环发动机。液体火箭发动机的重复使用应革新设计理念,从设计方法、推进剂选型、材料选取及能力的适度运用、生产工艺、维修等方面综合考虑。基于组合循环动力的水平起降飞行器是降低运输成本的重要途径,也是重复使用运载器发展的重要方向,应借鉴航空发动机等动力重复使用设计理念,在方案研究和关键技术研究阶段就考虑重复使用问题。

重复使用运载器无罩顶推发射技术研究

对比分析了重复使用运载器3种主要发射技术的特点,其中运载火箭无罩顶推发射具有技术跨度小、运载能力强和分离逃逸快等优点,并从气动特性、力学环境、制导导航与控制、器箭分离和应急逃逸等方面分析了重复使用运载器无罩顶推发射需要解决的关键技术,对该领域的技术研究和工程实践具有一定的参考价值。

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当前国外重复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完全重复使用的方案，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，最后提出了欲进一步深入研究此方案所需做的关键技术研究工作。

两级入轨重复使用运载器的方案探讨

从分析单级入轨和两级入轨的运载性能出发，结合中国航天实际条件，提出研制以一次性使用运载火箭为基础的两级入轨的重复使用运载器的发展途径，并提出一种小型两级入轨重复使用运载器的方案设想。

国外可重复使用运载器发展现状和趋势

l前，航人器大多}h一次性使用运载火箭来发射。由于一次性使用运载火箭使用成本高昂，所以女Il何}射赞刚已成目前，航天器大多由一次性使用运载火箭来发射。由于一次性使用运载火箭使用成本高昂，所以如何为整个航天工业界面临的卡要挑战之一。从长远来看，航天运载器实现可重复使用是降低；输成本、提高运找能力和发射频率的必由之路。琏于这种考虑，各航天大国很早就开展了可承复使用阳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。在这方面，美国走在了前列，研制和发射了可部分重复使用的航天飞机。此外，美国还有多家企业正积极研制可重复使用运载器，试图抢占未来的航天运输市场，其中的猎鹰-9可重复使用火箭已成为该领域比较成熟的产品。除美国之外，俄罗斯、欧洲、日本等国家也积极投入研制可重复使用运载器，并取得了一定的成果。为了能让有关领导和专家对国外可重复使用运载器的研制情况有比较全面的了解，本刊特推出可重复使用运载器专题。

美国重复使用运载火箭发展分析

随着世界航天的发展,如何提供更加可靠、经济、快速的航天发射服务是整个航天工业界面临的主要挑战之一。运载火箭重复使用是应对该挑战的重要技术途径,一直以来就是世界各航天国家和地区的研究热点,其中美国的研究进展尤为突出,引领了人类在该领域的探索前沿和发展方向。从20世纪60年代开始,美国先后提出了多种运载器重复使用途径和方案,并开展了大量的技术验证试验,航天飞机的研制成功是其中的一个高潮。

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。

吸气式重复使用运载器设计初步研究

分析了国内外吸气式可重复使用天地往返运载器的研究现状,在此基础上提出了一个水平起飞和着陆的单级吸气式运载器方案。采用Euler方程数值解法Dahlem-Buck公式和切楔法对该方案气动布局的亚、跨、超、高超音速气动特性进行了计算分析,由结果可见建立的气动布局可以满足总体方案设想中飞行任务的要求。对该方案拟采用的火箭基组合循环发动机(RBCC)进行了详细分析和性能计算,并在此基础上对该方案的飞行弹道进行了计算分析,通过与采用纯火箭发动机动力的天地往返运载器的飞行弹道对比表明,该方案能明显减小运载器的燃料消耗。

印度可重复使用运载器计划初探

长期以来，印度一直将发展航天技术视作其提升国家地位和加快科技发展的重要手段。历经50多年不懈努力，印度在运载火箭、人造卫星、导弹武器等方面取得了巨大成就，已经成为了一个新兴的航天大国。

国外运载火箭可重复使用关键技术综述

运载器的可重复使用是未来航天运输系统的主要发展方向,具有重要的应用价值。可重复使用运载火箭能够有效降低发射成本,但也会遇到许多技术难题。针对Falcon 9火箭的研制情况,分析国外多级入轨可重复使用火箭发展历程,分析研究实现可重复使用运载火箭所需要解决的关键技术难题,为新型航天运输系统的发展提供参考。

运载火箭可重复使用总体技术研究

根据中国航天战略发展规划,我国将在2022年完成载人空间站建设,并于2023年开始转入空间站运营阶段。除此之外,我国还要实施载人登月、小行星探测、火星探测等工程。随着航天活动规模越来越大,发射越来越频繁,运载火箭的成本成为制约航天发展的一项非常重要的因素。“可重复使用”是降低运载器成本的主要途径之一。

低温液体火箭发动机重复使用技术分析

为降低一次性运载火箭发射成本,宇航界一直在致力于研制像飞机一样可以多次自由进出太空的重复使用运载器。占全箭成本三分之一的发动机,是重复使用运载器研究的重要部分。在已获得的研究成果基础上,分析国内外重复使用技术发展特点,指出液体火箭发动机是近期实现运载器重复使用的现实动力方案,并据此初步确立发动机重复使用技术指标体系和推进剂组合,提出发动机重复使用关键技术。

空客将推出可重复使用运载器

空中防务与航天公司近期宣布，其经过5年时间设计出新型可重复使用运载器Adeline，预计2025年研制成功。该运载器是基于Ariane系列火箭研发的一种低成本运载工具。欧洲宇航企业正在激烈竞争全球数十亿美元的商业发射市场份额。

可重复使用运载器相关技术专利分析

可重复使用运载器(RLV)是指运载器从地面起飞完成预定发射任务后,全部或部分返回并安全着陆,经过检修维护与燃料加注后,可快速再次执行发展任务。不同于一次性运载火箭发射后完全废弃,可重复使用运载器能大幅降低单位有效载荷发射成本,具有极高的军事和民用价值。自20世纪60年代以来,人类开始探索发展快速、低成本、高可靠的可重复使用运载器,先后研制了以航天飞机为代表的第一代可重复运载器、以X-37B和"猎鹰"9火箭为代表的第二代可重复使用运载器.