2022年航天装备热点回眸

2022年，运载火箭方面，美国、俄罗斯、欧洲等国家加速推动大型运载火箭研发，但进展不一。美国、俄罗斯按计划发射多颗侦察卫星，天基侦察能力不断升级完善；美国、俄罗斯、中国加快高吞吐量、高速率、抗干扰的先进通信卫星系统的研制与部署，有效满足未来通信需要；美国、俄罗斯等国家大力发展复杂对抗环境下的导航能力；美国高轨宽视场导弹预警技术试验卫星将在完成在轨测试后开始运行，具备了一定的高超声速武器预警跟踪试验能力；太空控制方面，美国、俄罗斯、日本、加拿大等国家不断加强在轨碎片清理、在轨操作、天地往返等能力，空间安全问题更加复杂多变；美国通过发展地基、海基、天基等多平台太空态势感知系统，稳步推进天地一体全覆盖的太空态势感知能力；美国举行“太空旗”“黑色天空”“全球哨兵2022”等演习，通过演习演练积极提升太空部队实战能力。     

中国新一代运载火箭发展展望

长征系列运载火箭是中国独立自主研制的具有完全自主知识产权的高科技产品。长征火箭目前已形成了包括14种型号的火箭家族，可用于发射近地轨道、太阳同步轨道和地球同步转移轨道的多种卫星及载人飞船，也可以进行深空发射任务；火箭总体技术性能达到国际先进水平，并在国际商业卫星发射服务市场中占有一席之地。为满足未来航天技术发展的需求，将加快研制新一代无毒、无污染、高性能、低成本的运载火箭，增强进入空间的能力，同时促进国民经济建设，提高我国的综合国力。     

长征火箭天团 出征

正~~     

内装式空射火箭发射前姿态控制方法研究

内装式空中发射是由载机将置于机舱内的火箭带至高空进行空投发射。本文针对点火发射前箭体姿态控制问题,提出一种采用稳定伞调整俯仰姿态,反作用控制系统稳定偏航、滚转通道的控制方案。通过仿真验证了在强阵风干扰下,采用该方案可满足箭机分离后姿态控制要求。     

中国液体火箭发动机如何进入21世纪

液体火箭发动机是宇航推进家族的重要成员，将会成为下一个历史时期使有效载荷达到第一宇宙速度的唯一推进手段，是制约航天发展速度的最关键因素。发展运载系统，动力必须先行。中国在21世纪初必须推出能与世界先进国家相当的大型运载火箭。这些火箭不能建立在用原有的发动机增加数量以加大推力的基础上，必须研制单台推力更大、更先进、无污染的新型发动机，同时还需开展火箭航天飞机及其发动机使用的气动塞式喷管的预先研究，以火箭航天飞机为突破口，赶上世界先进水平。     

世界载人航天技术的发展与展望

一、引言 遨游太空是人类自古以来就梦寐以求的美好愿望,我国自主研制的“神舟五号”载人飞船首飞成功,实现了中华民族的千年飞天梦想,其意义深远、影响重大。何谓载人航天?载人航天技术是指人驾驶或乘坐载人航天器在太空中进行各种探测、研究、试验、生产等开发活动的往返飞行。其目的在于突破地球大气     

长征5号火箭发射台耐火材料应用研究

研究了一种以莫来石、堇青石和铝酸盐水泥为主要原料的铝硅系耐火材料.在耐火材料力学性能、热性能、耐盐雾性能和老化性能测试和研究的基础上,将研制的耐火材料应用于长征5号火箭发射台.研究结果表明:该耐火材料的常温抗折强度为9.1MPa,常温耐压强度65.7MPa,耐火度1 580℃,导热系数0.762W/(m·K),热膨胀系数α_(1 000℃)=3.40×10~(-6)/℃,α_(200℃)=5.30×10~(-6)/℃;耐火材料经氧气-煤油缩比发动机烧蚀后,线烧蚀率为0.860mm/s,质量烧蚀率为31.40g/s,6mm厚的钢板在30mm厚的耐火材料保护下,400s内其背面温度不超过60℃;耐火材料具有良好的耐盐雾性能和老化性能.该耐火材料可应用于长征5号火箭发射台钢结构的热防护,火箭发射后耐火材料的脱落面积不超过总面积的10%.     

新型模拟发射加速装置

介绍了一种模拟设施的加速装置。该加速装置用于投雷装置的加速,以模拟直升飞机前飞状态投雷。由于带有空投附件(降落伞等)的鱼雷不能直接进行管装发射,因此,该加速装置释放的高压空气不直接作用在鱼雷上,而是作用在挂有空投鱼雷的载雷车上。载雷车达到预定速度后,释放空投鱼雷。该加速装置的工作原理虽与普通气动发射管相似,但在结构形式上两者却有很大差别     

飞矛对空间运载火箭残骸的锚固捕获特性研究

随着在轨废弃航天器的不断增多,飞矛捕获成为一种清除大型空间碎片的新式方法。首先通过分析典型废弃航天器的特征属性,选定了运载火箭末子级作为飞矛捕获的在轨演示目标。接着提出了一种一体式多层级倒刺结构的飞矛,通过飞矛撞击末子级靶板的有限元动力学仿真,研究了不同初速下飞矛的锚固效果。最后为模拟空间捕获场景,赋予了捕获目标不同的自旋速度,研究了飞矛对运动末子集靶板的锚固特性。结果表明飞矛的撞击固定末子级靶板的最佳锚固初速为70m/s,并且在此速度下运动状态下的末子级靶板仍可被飞矛锚固捕获。可见飞矛在空间中捕获运载火箭残骸的方案是可行的,并且揭示出飞矛捕获方式对目标运动状态的不敏感性。     

运载火箭控制系统漏电故障诊断问题求解

从系统的角度分析了运载火箭控制系统漏电故障诊断的特殊性，提出了故障也是系统要素之间的一种联系方式，通过建立部件、征兆、观测和故障等基本概念，用图中的节点代表部件，边代表部件之间的故障传播关系，把系统模型化为图。在此基础上，根据信息论的原理给出了诊断算法的设计原则（对分原则）。通过分析实际操作的可行性和熵函数的特点，采用部件权值代替部件熵的方法，给出了基于图论模型的诊断问题求解方法。     

基于有向图的运载火箭综合电子系统设计方法

为解决运载火箭综合电子系统各功能模块之间信息交互复杂、传输路径长的问题,提出一种基于有向图的运载火箭综合电子系统设计方法.将运载火箭综合电子系统的功能模块抽象为有向图的节点,利用有向边表示功能模块之间的信息流向,构造运载火箭综合电子系统的功能结构有向图.通过有向图建立运载火箭综合电子系统的邻接矩阵,计算传递次数和可达矩阵,并利用可达矩阵对运载火箭综合电子系统功能结构开展分析与优化.实现运载火箭综合电子系统功能结构的最优层次划分,有效简化信息传输关系,缩短信息传输路径,提升运载火箭综合电子系统信息传输效率37.5%.      

一种运载火箭二级起控优化设计方法

固体运载火箭一二级分离一般为大气层内热分离,由于分离高度低、速度快,加之运载器气动静不稳定等特点,二级起控稳定性一直是火箭总体方案论证过程中的关键问题之一。针对二级起控影响因素进行了全面分析,提出了姿控参数在线辨识法,有效提高火箭姿态控制精度;提出了基于轨迹倾角的程序角在线构造技术,可有效降低二级起控过程气动干扰,进一步提高火箭二级起控能力,为解决固体运载火箭二级起控难题提供了技术支撑。     

重复使用火箭栅格舵传动机构动态特性实验研究

为了研究栅格舵传动机构的动态特性, 搭建栅格舵传动机构的实验装置, 设计位置特性、瞬态特性和频率特性3种实验方案, 通过位移传感器, 测量伺服活塞杆的线位移和舵轴转动的角位移时域信号。分析位置特性实验线位移信号突变和瞬态特性实验角位移信号震荡现象的成因, 进行低、中、高3个频率的小转角频率特性实验, 并对频率特性实验中出现的角位移信号滞后现象进行定量分析, 判断出传动机构动态特性的重要影响因素是运动副间隙, 并初步提出其影响机理, 为进一步的动力学分析和优化设计提供良好的研究对象和实验基础。     

多管火箭随机发射与飞行动力学仿真

该文从武器全系统弹、炮、药、环境一体化的角度，在多管火箭发射与飞行动力学的理论研究的基础上，形成了多管火箭随机发射与飞行动力学数值仿真系统。对某多管火箭振动特性、动力响应及射击密集度等进行了数值仿真，仿真结果得到了一系列试验验证。由仿真系统仿真得出的某多管火箭武器密集度试验方案减少了试验用弹量82．5％。     

球片展开仿真分析

通过建立球片数据模型,总结出一种较为新颖的球壳板展开仿真方法,以建立成型球片与原料钢板之间的对应关系。该方法设计简单,制作方便,且精样板精度高,实用性强。     

基于大气预估的RLV再入预测制导研究

针对可重复使用飞行器(RLV)多约束再入制导特点,提出一种新的基于大气预估的再入制导方法. 针对大气模型的不确定性,通过参数辨识技术确定当前大气参数. 在此基础上,考虑可重复使用飞行器过载、动压和驻点热流等过程约束对倾侧角的限制,利用数值预测的方法实时预测RLV的落点确定制导偏差,形成倾侧角控制指令,完成再入轨道的在线设计. 仿真结果表明,该方法能够适应多种再入条件,有效减小各种不确定因素的影响,保证再入终端落点的精度要求.      

重复使用火箭着陆缓冲的机构冲击动力学分析及实验验证

为描述运载火箭着陆引起的着陆缓冲机构横向振动,提出一种等效模型,将着陆引起的激励等效为冲击激励和稳态激励的叠加。采用假设模态法求解着陆缓冲机构的横向振动模态,并考虑轴向力与横向振动的耦合,进一步通过模态叠加法求解振动响应,得到由着陆冲击引起的着陆缓冲机构横向振动的半解析解。基于真实产品进行的垂直着陆冲击实验结果表明,该模型可较精确地描述着陆缓冲机构横向振动的响应和最大弯矩。基于该模型,分析着陆缓冲机构的构型参数和材料强度对着陆缓冲机构的影响,研究结果可为实际工程相关着陆缓冲机构的参数设计提供指导。