航天技术概论论文

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1、航天技术概论论文中国新一代火箭及空间站建设发展王涛院系：能源科学与工程学院学号：1130240131专业：能源动力与工程指导教师：关英姿关键词：火箭基组合推进；中型火箭；大推力火箭；空间站目录第一章新一代火箭的发展11」发展背景11.2火箭基组合推进1121基本概念1122优点1123国外的研究21.2.4国内的研究21.3新一代中型火箭(长征七号CZ-7)31.3.1发展背景31.3.2发展构型31.4新一代大推力火箭4141长征五号(CZ-5)41.4.2技术进展41.4.3总结5第二章我国空间站建

2、设进展与构想62」建设进展62.2建设构想62.3未来空间站的总体构想6第三章结语11参考文献12第一章新一代火箭的发展1・1发展背景根据对我国航天发展需求的分析，未来我国将发射大量多种轨道的航天器，主要的典型任务载荷一方而基于以下卫星平台：新型返回式平台、SAST1000平台、“资源”一号平台二资源”二号平台、SAST3000平台、低轨遥感大平台；自旋式通信平台、“东方红“三号平台”“东方红”三号B平台、SAST5000平台、高轨遥感大平台“东方红”四号平台、“东方红”五号平台等。与这些新的卫星平台相

3、同，我国大量特殊载荷(如空间站)也处于快速发展的过程屮。而旧冇的运载火箭已不能满足这些载荷的发射需求，因此，开发研究新一代的运载火箭势在必行。⑴1.2火箭基组合推进1.2.1基本概念火箭基组合推进系统，简称RBCC(rocketbasedcombinedcycle)o是指在工作过程中根据飞行马赫数的不同将经历四种工作模态，即火箭引射模态、亚燃冲压模态、超燃冲压模态和纯火箭模态火箭引射模态，主要工作速度范围为”0-3马赫”嵌于流道中的一次火箭工作，通过其高速气流的引射抽吸作用，引入二次空气流，并在流道的燃

4、烧室内组织二次燃烧，提高混合燃气的能量，在纯火箭的基础上获得推力，提高发动机比冲。亚燃冲压模态，主要工作速度范围为3-5马赫”火箭发动机关闭或保持小流量，利用來流空气的速度冲压，在主流道中的燃烧室内组织亚声速燃烧，实现对飞行器的推动。超燃冲压模态，主要工作速度范围为6・10马赫发动机只利用进气道对高超声速來流进行适当压缩，使其在燃烧室内仍然保持为超声速，在燃烧室中直接组织超声速燃烧。纯火箭模态，主要工作速度范围为10马赫以上。随着飞行器逐渐飞出大气层，來流空气量逐渐降低并趋于零，此吋关闭进气道，结束超燃

5、冲压，并再次点燃火箭发动机，利用火箭发动机将飞行器推入预定轨道，完成飞行任务。1.2.2优点(1)减少燃料消耗，有效降低发射成本;（2）并实现快速的天地往返运输；（3）具备直接入轨能力及飞行空域和机动变轨能力。1.2.3国外的研究（1）美国20世纪80年代美国NASP计划极大地推动了吸气式高超声速推进技术”NASP计划之后，美国于20世纪90年代启动了ASTP计划,在这一计划的带动下RBCC研究工作掀起了第二次热潮。其中具右代表性的是Aerojet公司提出的Strutjet-RBCC方案，该发动机属于二

6、元式引射冲压/超燃冲压组合RBCC,其突出特点是采用进气道/二次燃烧室/喷管一体化结构设计和模块化设计技术，4种动力循环通过支板结构在同一流道中接替工作，平稳传换。Strutjet-RBCC进行了上千次地面风洞试验，试验对RBCC各个模态下的进气道特性和不同自由射流马赫数下的发动机性能进行了验证，取得了基本成功。Rocketdyne公司提出了A5-RBCC发动机方案”该发动机的特点是采用全同定式流道，一次火箭位于隔离段出口上下两侧”由于使用了独特的流向涡混合技术，加强了燃料与空气的混合，燃烧室长度设计得

7、非常短小。（2）欧洲航天局提出了未來空间运输研究计划FESTIP,主要内容是研究可重复使用飞行器系统”其中，推进部分包含有RBCC推进系统研究，已开展了马赫0・2.2范围内引射模态的工作性能研究。（3）日木宇航局从20世纪90年代开始，开展了以重复使用飞行器为目标的RBCC推进系统研究，包括进气道，一次火箭，火箭引射模态、冲压模态和超燃冲压模态的地面宜连实验。1.2.4国内的研究国内的四北工业大学、北京动力机械研究所、屮科院力学所和北京航天动力研究所对火箭基组合推进开展了大量的研究，取得了较大的成果，获

8、得了引射机理和影响因素，引射模态下SMC的DAB混合燃烧组织方式，获得了零速条件下推力增强”通过利用小流量一次火箭羽流进行火焰稳定并结合支板m凹腔结构实现了扩张流道亚燃模态稳定燃烧。完成了引射模态向亚燃模态的过渡实验，基本掌握了模过渡控制方法。建立了RBCC发动机总体设计和优化方法。⑵需要指出的是，我国在新型空天组合动力的研究起步较晚，近十年来大量的研究工作主要集中在组合动力的原理、机理和关键技术的突破上，单一模态下的发动机性能还需进一步提