固体小运载火箭发动机的现状及发展趋势分析

小卫星的兴起和"空间快速响应"技术的迅速发展为采用固体发动机的小型航天运载器提供了崭新的发展空间。大直径固体发动机是固体小运载实现的技术途径。总结和分析了国外固体小运载火箭发动机的发展历程和分布,详细阐述了固体小运载发动机的技术特点,总结固体小运载发动机的发展趋势,并分析了不同国家和地区发展固体小运载发动机的技术路径,以期对国内小型运载火箭的固体动力方面研究提供一定的参考。     

防务

正俄研制全球最大运载火箭考察月球俄罗斯国家航天事务集团8月22日确认,该机构决定以苏联航天飞机所用的火箭技术改进现有火箭发动机,在今后5至7年间研制出近地轨道运载能力达160吨的超重型运载火箭,这将是全球最大的运载火箭。按照设想,俄未来的首批超重型火箭的运载能力将达120吨,进一步增强推力后能把160吨的载荷发射上近地轨道,为月球考察做准备。     

直接力/气动力复合控制系统鲁棒稳定性分析

脉冲发动机作为直接力与空气舵复合控制能有效提高导弹的快速性和末端大过载机动能力。由于脉冲发动机的喷流干扰会对复合控制系统的稳定性产生影响,本文在考虑脉冲发动机自身喷流因子效应以及对导弹气动干扰的情况下,把直接力喷流作用等效为弹体的气动力进行建模,并结合复合控制系统的性能指标以及稳定判据,对一类复合控制自动驾驶仪的鲁棒稳定性进行了分析,给出了直接力喷流作用下复合控制系统的满足性能要求的稳定边界。     

更大的运载能力铺就更大的航天舞台

正"运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。"2016年11月3日20时43分,长征五号运载火箭在海南文昌发射成功,标志着中国空间运载能力进入一个新的阶段。长征五号火箭总长约57米,起飞重量约870吨,起飞推力约1060吨,近地轨道运载能力25吨级,地球同步转移轨道运载能力14吨级,地月转移轨道运载能力8吨级。是我国运载火箭升级换代的里程碑工程,创新难点多、技术跨度大、复杂程度高,代表了我国运载火箭科     

高斯伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用

为实现对可变推力固体火箭发动机推进剂的充分利用,以近程导弹拦截目标为特定研究场景,在推进剂质量给定的情况下采用Gauss伪谱法进行弹道优化设计。该方法采用变推力控制,选用固体火箭发动机实现推力可调,由比例导引给出制导指令,研究Gauss伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用方法,最终得到目标函数及约束条件下的比例导引变推力优化方案。仿真结果表明了高斯伪谱法应用于可变推力导弹弹道优化设计的有效性,同时与传统发动机方案下的弹道进行对比,表明了变推力控制在导弹弹道性能上的优越性。     

长征精神照亮航天液体动力“长征路”

<正>2016年既是红军长征80周年,也是中国航天创建60周年。2016年11月,我国最大推力的新一代运载火箭——长征五号首次发射取得圆满成功,将我国运载火箭运载能力提升近三倍,成为我国由航天大国迈向航天强国的重要标志。至此,我国由液氧煤油发动机作为基本配置的新一代运载火箭长征五号、六号、七号全部首飞成功。根据统计数据,国际上运载火箭首飞成功率仅为50%。中国运载火箭首     

资讯

正我国最大推力新一代运载火箭长征五号首飞获得圆满成功11月3日20时43分,我国最大推力新一代运载火箭长征五号,在中国文昌航天发射场点火升空,约30分钟后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。此次发射成功,标志着我国运载火箭实现升级换代,运载能力进入国际先进行列,是由航天大国迈向航天强国的关键一步。     

小型固体运载器一、二级分离动力学与仿真研究

某低成本小型固体运载器采用侧喷流和栅格舵联合进行姿态控制。针对该布局,设计引入闭环姿态控制的一、二级级间冷分离方案。在描述级间分离过程的基础上,建立了分离运动学与动力学模型,解锁与分离冲量装置模型,气动力模型以及分离姿态控制律模型,讨论了碰撞判断条件,通过Monte Carlo仿真验证了参数不确定条件下分离姿态控制律设计对于避免碰撞和减小上面级初始姿态偏差的有效性。结果表明所设计的分离方案在充分发挥冷分离优势的同时能够弥补由冷分离时间长引起的上面级初始姿态偏差,能够有效避免级间碰撞。为该运载器的级间分离方案提供了一种可能的选择。     

中国军事文摘

“东方红三号”通信卫星成功地由“长征三号甲”运载火箭发射升空1997年5月12日凌晨零时17分,西昌卫星发射中心再次喷发出希望的火焰,“长征三号甲”运载火箭托举着我国最新研制的“东方红三号”通信卫星顺利升空。24分钟后,从西安卫星测控中心传来的数据显示,卫星已顺利进入近地点209千米、远地点36 194千米的地球同步转移轨道,运行正常。此次发射是我国“长征”系列运载火箭第44次发射。用于发射的“长征三号甲”运载火箭,是我国目前地球同步轨道运载能力较大的运载火箭。火箭起飞质量为240吨,起飞推力为     

我国最大推力新一代运载火箭 长征五号首飞获得圆满成功

正11月3日20时43分,我国最大推力新一代运载火箭长征五号,在中国文昌航天发射场点火升空,约30分钟后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。此次发射成功,标志着我国运载火箭实现升级换代,运载能力进入国际先进行列,是由航天大国迈向航天强国的关键一步。     

水下应用栅格翼动态展开参数预示方法

基于水下应用栅格翼动态展开过程动力学模型,根据展开特征角度定常水动力方法,拟合获得展开全程受到的流体力矩,并引入考虑相对速度影响的修正因子,形成水下应用栅格翼动态展开过程参数工程预示方法,以典型展开时序点航行体运动参数为设计输入,对栅格翼展开过程运动参数进行预示。通过与水下应用栅格翼非定常流场仿真计算数据以及水下航行体弹射试验数据对比,验证了上述预示方法的正确性及工程适用性,为水下应用栅格翼方案设计的优化及展开不同步性分析提供设计参考。     

Design optimization for a launching system with novel structure

A launching system with novel structure using optimization method is investigated to improve the muzzle velocity of guns in this article. This system has two tandem chambers of which the front one is ignited first and the other is ignited after a while. The launching process of this novel system is modelled and a series of different schemes are simulated, to discover the interior ballistic performance of this novel launching system. In order to obtain the optimal loading conditions, an optimization model combined with the combustion model is established. The optimal schemes can improve the muzzle velocity by 20.6% without changing the parameters of barrel. It means that this novel launch system could improve the interior ballistics performance significantly and it still has considerable potential to be ameliorated.     

无人机电磁弹射器的综合制动方法

利用直线电机实现无人机在短距离内可控地加速起飞已是固定翼无人机弹射起飞一种新的发展方向。为了使飞机分离后弹射台能在较短距离里完成制动,提出了直线电机弹射轨道末段定子实铁心涡流制动、运用Halbach永磁体阵列的涡流制动和橡胶阻尼制动等三种方式的综合方案,并分别对它们进行了分析计算。当弹射台的速度大于10m/s时,定子实铁心产生的涡流制动效果明显,当弹射台的速度低于3m/s时,定子实铁心涡流制动产生的制动力将迅速下降。Halbach永磁体阵列的涡流制动方式在飞机分离点开始实施,可以增加30%以上的制动效果。通过模型分析和碰撞试验,橡胶阻尼制动作为最后一级制动方式,能够有效吸收能量,实现在较短距离里的制动。     

气动力/推力矢量复合控制空空导弹最佳转弯规律

针对气动力/推力矢量复合控制空空导弹大离轴角发射的快速转弯问题,根据bang-bang控制理论,给出了导弹终端弹道角受限情况下,以最大末速为性能指标的最佳转弯规律.针对空空导弹纯气动力控制和复合控制两种情况,分别进行了初制导弹道的设计和仿真.结果显示,在中空低速发射时,采用后者转弯性能明显高于纯气动力控制导弹,而当初速高于1.2 Ma时,二者转弯性能非常接近.     

垂线偏差对弹道落点精度的影响分析

针对垂线偏差对弹道落点精度的影响,结合弹道飞行器质点动力学模型,系统分析了垂线偏差对发射坐标系、初始参数、飞行过程中受力、程序角控制基准、地心坐标系弹道参数等的影响机理,并建立了相应的数学模型。进一步,基于给定的弹道落点偏差计算方法,以某飞行弹道为例,定量给出了不同发射点大地纬度、不同发射方位角下垂线偏差引起的落点偏差。本文研究工作对提高弹道飞行器落点精度具有重要参考意义。     

Interception probability simulation and analysis of salvo of two electromagnetic coil launched anti-torpedo torpedoes

Electromagnetic coil launch is an important branch of electromagnetic launch (EML) technology, which is suitable for launching anti-torpedo torpedo (ATT). This paper focuses on the EML parameters and the interception probability of the EML two ATTs salvo. Based on the launching model of a multi-stage coil launcher, the trajectory model of the ATT and the attacking torpedo, a calculation method for the EML two ATTs salvo parameters is proposed, with the conditions of capture and interception given reasonably. An adaptive particle swarm optimization (APSO) algorithm is proposed to calculate the optimal launching parameters, by designing the adaptive inertia weight and time-varying study factors. According to the analysis of the simulation with Monte Carlo method, EML will improve the interception probability effectively, and the interception probability is affected by the launching range. The results demonstrate good performance of the proposed APSO in calculating EML parameters for the two ATTs salvo in certain combat situation. Implications of these results are particular regarding the command and decision in the anti-torpedo combat.     

RLV再入标准轨道制导与轨道预测制导方法比较分析

提出只更新飞行剖面参数的航程更新方法及相应的RLV再入标准轨道制导规律;结合轨道在线生成与跟踪技术,采用Runge-Kutta-Fehlberg自适应变步长轨道快速预报方法,研究了RLV再入轨道预测制导。进一步对两种制导方法进行了比较分析研究,研究认为标准轨道制导与轨道预测制导都是可行的RLV再入制导方案,其有机结合是未来可重复使用跨大气层飞行器再入制导的发展趋势。     

飞航式火箭助飞鱼雷弹道建模及仿真

针对垂直发射飞航式火箭助飞鱼雷,分析其在空中各阶段的受力和运动情况,建立相应的空中弹道模型,并对模型进行了仿真,分析了火箭助飞鱼雷总质量、助推发动机推力、巡航发动机推力变化对飞行时间的影响。仿真结果表明,所建立的模型符合火控弹道模型要求,而且文中所建立的模型简明直观,可用于垂直发射飞航式火箭助飞鱼雷的火控解算。     

导弹发射车抗毁伤能力分析与评估技术研究综述

现代战争日趋透明给导弹发射车战场生存带来了严峻挑战。围绕发射车的抗毁伤能力分析和评估技术,分析了发射车面临的毁伤威胁和毁伤作用机理,从抗毁伤能力评估应用的角度阐述了冲击波、动能、热和电磁四种毁伤类型的研究现状,提出了不同毁伤类型在抗毁伤能力分析和评估中的应用方向;基于易损性分析空间理论,总结了装备易损性分析的发展历程,认为从物理空间到性能空间的逻辑传递关系是现阶段发射车易损性分析的核心所在,并从物理判据、性能判据和分级标准介绍了易损性判据的研究动态,提出了发射车易损性判据的关键;明确阐述了发射车抗毁伤能力的研究概念和分析方法面临的主要问题,研究结论可以为导弹发射车抗毁伤能力分析和评估相关研究提供参考。     

An efficient and modular modeling for launch dynamics of tubed rockets on a moving launcher

This paper develops a modular modeling and efficient formulation of launch dynamics with marching fire (LDMF) using a mixed formulation of the transfer matrix method for multibody systems (MSTMM) and Newton-Euler formulation. Taking a ground-borne multiple launch rocket systems (MLRS), the focus is on the launching subsystem comprising the rocket, flexible tube, and tube tail. The launching subsystem is treated as a coupled rigid-flexible multibody system, where the rocket and tube tail are treated as rigid bodies while the flexible tube as a beam with large motion. Firstly, the tube and tube tail can be elegantly handled by the MSTMM, a computationally efficient order-N formulation. Then, the equation of motion of the in-bore rocket with relative kinematics w.r.t. the tube using the Newton-Euler method is derived. Finally, the rocket, tube, and tube tail dynamics are coupled, yielding the equation of motion of the launching subsystem that can be regarded as a building block and further integrated with other subsystems. The deduced dynamics equation of the launching subsystem is not limited to ground-borne MLRS but also fits for tanks, self-propelled artilleries, and other air-borne and naval-borne weapons undergoing large motion. Numerical simulation results of LDMF are given and partially verified by the experiment.