临近空间运载火箭关机高度对级间配置的影响分析
火箭推进器设计中海拔高度对推力影响规律分析
火箭推进器设计中海拔高度对推力影响规律分析在火箭发射和太空探索中,海拔高度对于火箭推进器的性能起着至关重要的作用。
本文将从理论和实践角度分析海拔高度对火箭推进器推力的影响规律,并探讨相关因素对这一规律的影响。
首先,海拔高度对火箭推进器的推力产生影响的原因在于大气压力的变化。
随着海拔高度的增加,大气压力逐渐减小。
火箭推进器的推力是通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出来推动火箭前进的。
然而,在低压环境下,推进剂的燃烧效率会受到较大影响,从而影响推力的产生。
理论上,在低压环境下产生的推力应该是随着大气压力的减小而减小。
然而,在实际的设计中,还需要考虑其他因素对推力的影响。
其中一个重要因素是引擎设计的特性。
不同型号的火箭发动机具有不同的燃烧室结构和推进剂供应系统,因此在不同的海拔高度下,其推力响应可能存在差异。
另一个影响推力的因素是推进剂的选择。
常用的推进剂有液体燃料和固体燃料两种。
液体燃料由燃料和氧化剂两部分组成,可以根据需要进行调节。
而固体燃料一旦点燃,无法停止或调节。
对于液体燃料火箭推进器来说,可以通过调整推进剂的供应量来适应不同的大气压力,以维持相对稳定的推力。
而固体燃料推进器的推力则难以调节,因此在海拔高度变化较大的任务中,液体燃料推进器更为常用。
游离电子的存在对于火箭推进器的性能也有重要影响。
在低压环境下,大气中的游离电子会更为稀疏,而这些游离电子可以导致燃烧室内部的电离反应,影响燃烧的稳定性和推力产生。
因此,在设计中需要充分考虑电离反应对推力的影响,并可能采取有效的电离控制措施,以提高推进剂燃烧效率和推力产生。
除了上述因素外,火箭推进器设计中还需要考虑海拔高度对其他关键元件的影响。
例如,燃料供应系统、冷却系统和喷嘴设计等。
在低压环境下,燃料供应系统需要能够提供足够的燃料质量流量以维持稳定的燃烧。
冷却系统和喷嘴设计需要能够适应高温高压气体喷射所带来的冲击和热负荷。
综上所述,海拔高度对火箭推进器的推力产生重要影响。
临近空间环境对临近空间飞行器的影响
临近空间环境对临近空间飞行器的影响摘要:本文叙述了运行在临近空间的飞行器要经历的对流层和平流层的环境特点,对风速、温度、太阳辐射、臭氧、水蒸气以及高能粒子这些大气环境进行了分析,并提出了环境控制需要注意的几个问题,为临近空间飞行器的设计和应用提供了参考。
关键词:临近空间环境;临近空间飞行器一、前言临近空间(NearSpace)通常是指高度距离地面20~100km的空域,介于传统意义上航空器飞行高度(低于20km)和航天器飞行高度(高于100km)之间,也称为近空间或空天过渡区。
由于高度的差异,临近空间有着不同于空中、空间独特的环境特点,这对运行其中的临近空间飞行器在设计和应用上提出了一定的要求。
二、临近空间环境及对临近空间飞行器的影响(一)大气飞行环境以大气中温度随高度而分布为主要依据,可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层(外大气层)等五个层次。
大气层中的平流层和中间层对临近空间飞行器的影响最大。
1.对流层及影响。
临近空间飞行器在升空、回收过程中经过对流层。
对流层是最贴近地球表面的一层。
它是从地面开始至垂直对流特征消失的高度(对流层顶)为止,即从地面向上至温度出现第一极小值 -56.5℃所在高度的大气层。
对流层是接近海平面的一层大气,其厚度随着纬度与季节等因素而变化。
对流层空气质量大约占总大气质量的3/4,此层中的风速与风向是经常变化的。
空气的压强、密度、温度和湿度也经常变化,一般随着高度的增加而减少。
风、雨、雷、电等气象现象发生在这一层。
对流层中风速一般是随高度的增加而增加,但变化比较复杂,没有规律,需要实际测量。
1.5km高度以下的大气边界层由于受地面热力和地形的影响,空气运动具有明显的紊流运动特征,表现为风速和气温在时间和空间上变化激烈。
临空器在起飞及上升阶段需要穿越对流层,对流层的气象环境对临空器的上升过程有很大的影响。
因此需要对起飞的气象条件作一定的选择,尽量避免在恶劣气象条件下起飞。
临近空间环境对临近空间飞行器的影响
临近空间环境对临近空间飞行器的影响作者:傅啸天来源:《新校园·学习(中旬刊)》2012年第08期摘要:本文叙述了运行在临近空间的飞行器要经历的对流层和平流层的环境特点,对风速、温度、太阳辐射、臭氧、水蒸气以及高能粒子这些大气环境进行了分析,并提出了环境控制需要注意的几个问题,为临近空间飞行器的设计和应用提供了参考。
关键词:临近空间环境;临近空间飞行器一、前言临近空间(Near Space)通常是指高度距离地面20~100km的空域,介于传统意义上航空器飞行高度(低于20km)和航天器飞行高度(高于100km)之间,也称为近空间或空天过渡区。
由于高度的差异,临近空间有着不同于空中、空间独特的环境特点,这对运行其中的临近空间飞行器在设计和应用上提出了一定的要求。
二、临近空间环境及对临近空间飞行器的影响(一)大气飞行环境以大气中温度随高度而分布为主要依据,可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层(外大气层)等五个层次。
大气层中的平流层和中间层对临近空间飞行器的影响最大。
1.对流层及影响。
临近空间飞行器在升空、回收过程中经过对流层。
对流层是最贴近地球表面的一层。
它是从地面开始至垂直对流特征消失的高度(对流层顶)为止,即从地面向上至温度出现第一极小值-56.5℃所在高度的大气层。
对流层是接近海平面的一层大气,其厚度随着纬度与季节等因素而变化。
对流层空气质量大约占总大气质量的3/4,此层中的风速与风向是经常变化的。
空气的压强、密度、温度和湿度也经常变化,一般随着高度的增加而减少。
风、雨、雷、电等气象现象发生在这一层。
对流层中风速一般是随高度的增加而增加,但变化比较复杂,没有规律,需要实际测量。
1.5km高度以下的大气边界层由于受地面热力和地形的影响,空气运动具有明显的紊流运动特征,表现为风速和气温在时间和空间上变化激烈。
临空器在起飞及上升阶段需要穿越对流层,对流层的气象环境对临空器的上升过程有很大的影响。
临近空间高速飞行器测控关键技术分析与总结
临近空间高速飞行器测控关键技术分析与总结近年来,随着航空航天技术的不断进步和人类对太空探索的热情,临近空间高速飞行器的研制和发展成为了一个热门领域。
临近空间高速飞行器是指能够在地球近邻的空间中实现快速、高效、安全探测和运输的飞行器。
其具有飞行速度快、载重能力大、能源效率高等特点,可用于太空站的建设、太空探测、星际旅行等多种用途。
然而,要实现这种高速飞行器的可行性和可靠性,需要解决一系列关键技术问题。
首先,临近空间高速飞行器需要解决的一个关键技术问题就是引擎技术。
由于临近空间的大气稀薄,传统的涡喷引擎的推力效率较低,不能满足高速飞行的需求。
因此,研制高效率的引擎技术是十分关键的。
一种被广泛研究的方案是离子推进器技术,它利用电场加速气体离子产生推力,具有高速度、高节能和高推力的特点,适用于临近空间的飞行。
其次,导航和控制技术也是临近空间高速飞行器的关键技术之一、在地球近邻空间的飞行过程中,飞行器需要能够准确地定位自身的位置,并且能够保持稳定的飞行姿态。
为此,需要发展高精度的导航系统,并配合先进的姿态控制系统,实现对飞行器的精确控制。
此外,还需要考虑飞行器与地球和其他空间物体的交通协调,确保飞行安全。
另外,材料技术也是临近空间高速飞行器的重要技术之一、在高速飞行过程中,飞行器需要能够承受较高的气动力和热负荷,因此需要使用高强度、高温耐受的材料。
此外,材料还需要具有较低的质量,以提高飞行器的运载能力。
因此,研发具有高性能的航空航天材料是十分重要的。
最后,能源技术也是临近空间高速飞行器关键技术之一、高速飞行需要耗费大量的能量。
由于太阳能等传统能源在地球近邻空间的利用效率相对较低,因此需要研发更加高效的能源技术。
一种被广泛研究的方案是核能技术,它能够提供大量高能量密度的能源,为高速飞行提供持续的动力支持。
综上所述,临近空间高速飞行器的研发涉及到引擎技术、导航和控制技术、材料技术和能源技术等多个关键技术。
只有充分突破这些技术难题,才能够实现临近空间高速飞行器的可行性和可靠性。
临近空间飞行器发展的若干方面思考
临近空间飞行器发展的若干方面思考1 概述近年来,以美国为主的世界航天大国对临近空间的关注逐渐升温,临近空间飞行器设计研制中的关键技术超燃冲压发动机技术、乘波体结构设计技术、耐高温材料制造技术均取得了较大进展,这为进一步开展实用性临近空间飞行器的研制铺平了道路。
因此,美国、俄罗斯、欧洲各国及以色列等具有雄厚工业基础的国家均积极地参与到临近空间飞行器相关技术的研究之中,其中美国投入的经费最多,取得的成果也最大,并持续性地进行了一系列相关的验证试验。
临近空间(Near Space)又称“近空间”、“近地空间”或“空天过渡区”等。
临近空间通常是指20~100km的高空,低于20km的空域是传统航空器的主要运行空间,高于100km的空域是航天器的运行空间。
由于临近空间的大器密度稀薄,常规的飞行器无法到达这一高度。
因此,临近空间便成了相对对立的“真空”层。
临近空间飞行器(Near Space Vehicle)是指可在临近空间长期飞行的大气飞行器,目前应用较多的分类方法有两种:一是按照临近空间飞行器产生升力的原理,分为轻于空气的临近空间飞行器和重于空气的临近空间飞行器:二是按照飞行速度分为低速临近空间飞行器和高速临近空间飞行器。
由于轻于大气的、低速的临近空间飞行器的发展前景尚不明确,且其本身不能为未来飞行器的发展带来革命性的变化,因此,本文重点介绍飞行器本身重于空气,而采用超高速飞行以获得升力的高速/超高速临近空间飞行器。
2 临近空间高超声速飞行器主要进展20世纪50年代初,美国人费里提出超声速燃烧理论,20世纪50年代到90年代中期,美国先后开展了SCRAM、HREP、ASALM、NASP等多项高超声速研究计划,企图一步到位,跨过单一技术的演示验证,直接研制高超声速飞行器。
但这一发展计划没有充分认识到超声速超燃烧理论在工程应用中的巨大难度,因而研制计划遭遇了空前的失败。
曾有专家形象地将实现该理论的超燃冲压发动机的工作环境比喻为“在12级台风中点燃一根火柴”,可见其工程化工作的艰巨性。
为什么火箭在发射过程中需要逐渐增加高度?
为什么火箭在发射过程中需要逐渐增加高度?一、提高载荷运载能力火箭在发射过程中逐渐增加高度主要是为了提高载荷的运载能力。
在低层大气环境中,空气密度较高,而火箭在飞行过程中需要受到较大的空气阻力。
随着高度的增加,空气密度逐渐降低,空气阻力也减小。
因此,火箭在高层大气中飞行可以减小阻力,提高运载能力,使其能够携带更多的载荷。
二、减小对地球的污染火箭发射过程中逐渐增加高度还有助于减小对地球的污染。
在低层大气中发射火箭会产生大量的燃烧尾气和固体燃料的残余物,这些物质可能会对地球环境造成一定的污染。
而在高层大气中发射火箭,燃烧产物会更好地扩散和稀释,减小对地球的污染影响。
三、降低火箭结构受力火箭在发射过程中逐渐增加高度还可以降低其结构受力。
在离地面较近的低层大气中,空气密度大,阻力较大,火箭的结构强度要求较高。
而随着高度的增加,空气密度逐渐降低,阻力减小,火箭的结构强度要求也随之降低。
因此,火箭在高层大气中飞行可以减少对结构的负荷,降低了结构材料的要求和重量。
四、优化轨道设计火箭在发射过程中逐渐增加高度还可以优化轨道设计。
通过逐渐增加高度,火箭可以更好地匹配所需的轨道。
不同的任务需要不同的轨道,例如,低地球轨道适用于一些地球观测卫星,而静止轨道适用于通信卫星。
通过逐渐增加高度,火箭可以在发射过程中逐步调整轨道,使其更好地适应任务需求。
综上所述,火箭在发射过程中逐渐增加高度有利于提高载荷的运载能力,减小对地球的污染,降低火箭结构受力,以及优化轨道设计。
这些都是为了提高火箭的性能和效率,使其能够更好地完成各种任务。
因此,逐渐增加高度是火箭发射过程中的重要策略之一。
临近空间的特点与未来防御措施
临近空间的特点与未来防御措施临近空间的特点及未来防御措施摘要本文简要介绍了临近空间的特点,及其在此基础上发展的临近空间飞行器与其他飞行器相比存在的优势,最后介绍了临近空间在未来防御中的作用。
着重分析了基于临近空间平台针对隐身飞机及其导弹等飞行器的防御措施。
随着临近空间高超声速飞行器的发展,对高超声速目标的防御也提出了挑战,然后根据临近空间高超声速目标对防御系统预警能力时间性、高速机动目标精确探测、拦截弹机动过载和高精度制导控制等要求,阐述了预警探测系统、指挥控制系统和拦截武器系统可采取的措施。
关键字:临近空间;临近空间防御系统;飞行器1.临近空间1.1临近空间简介临近空间是指距海平面20km(接近国际公认的上限管制空域)和100km(接近国际公认的下限空间)之间的区域。
人们习惯把航天器运行的空域范围称为航天空间,一般距地面100km以上;航空器飞行的空域范围称为航空空间,一般距地面20km以下。
因此,临近空间可理解为从航空空域向航天空域的过渡区域。
临近空间大致包括大气平流层的大部分区域、中间大气层区域和部分电离层区域。
临近空间空域一直以来未得到系统的开发和利用,直到最近几年,以美国为主的个航天大国对临近空间的关注开始升温,美国空军认为,临近空间飞行器必将在未来的军事行动中发挥重要作用。
1.2临近空间的特点在平流层内,大气以水平运动为主,基本上没有上下对流现象;层内干燥,水汽、杂质很少,云雨雷电现象少见,温度几乎不变,湿度接近于零。
当高度达到40km以上时,几乎没有臭氧,使大量紫外线穿过而未被吸收,紫外线强度极高;大气在紫外线作用下开始电离,形成大量正、负离子和自由电子,其含量约为大气层平均含量的30倍,在平流层中,宇宙射线通量高,高能粒子辐射强度大。
中间层高度大约为50~80km,层内大气已经非常稀薄,在80km 高度上,空气密度只有地面的五万分之一,层内大气总量大约只占地球大气总质量的1/3000.在这样的空间区域,既可以避免目前绝大多数的地面攻击,又可以提高军事侦查和对地攻击的精度,对情报收集、真差监视、通信保障以及对空对地作战等,具有极大的发展潜力。
火箭发射和航空器投放物落地的安全距离要求
火箭发射和航空器投放物落地的安全距离要求火箭发射和航空器投放物的安全距离要求是一项关键的安全措施,旨在保护人民的生命和财产免受意外事故的伤害。
在本文中,将详细介绍火箭发射和航空器投放物的安全距离要求,并探讨其背后的科学原理和应用。
火箭发射是一项高风险的活动,需要严格控制和监测。
火箭的运行速度和高度使其具有巨大的杀伤力和破坏力,因此必须确保周围没有人员和财产受到威胁。
安全距离的要求通常由国际民用航空组织(ICAO)和国际航空航天联合会(FIA)等组织制定,并在不同国家和地区有所不同。
对于火箭发射的安全距离要求,一般会考虑以下因素:1. 火箭类型和规模:不同类型和规模的火箭具有不同的飞行轨迹和射程,因此对于每种类型和规模的火箭,都有相应的安全距离要求。
一般来说,大型火箭需要更大的安全距离,以确保其离地升空后不会对周围人员和设施造成伤害。
2. 火箭的燃料和推进剂:火箭的燃料和推进剂往往具有高度可燃性和易爆性,因此必须保持足够的距离以防止意外发生。
安全距离要求也会考虑到燃料和推进剂的扩散范围,以确保周围没有可燃物或易燃物。
3. 发射场地的位置和环境:火箭发射的位置和周围环境也会影响安全距离要求。
通常情况下,发射场地应尽可能远离居民区和敏感设施,以减少潜在的伤害和损失。
4. 管理和控制措施:除了安全距离要求外,对火箭发射活动的管理和控制措施也至关重要。
这包括限制进入发射场地的人员和车辆,确保设备和系统的安全可靠,以及建立有效的通信和紧急响应机制。
对于航空器投放物的安全距离要求,一般会考虑以下因素:1. 投放物的类型和性质:航空器投放物可以是各种各样的物体,如传单、气球、烟花等。
每种类型和性质的投放物都有特定的安全距离要求,以确保它们在落地时不会对人员和财产造成伤害或破坏。
2. 投放高度和速度:航空器投放物的高度和速度也会影响其安全距离要求。
投放物的高度和速度越大,需要越大的安全距离来确保其安全落地。
3. 投放地点的选择和管理:选择合适的投放地点和进行有效的管理也是确保航空器投放物安全的重要因素。
火箭发射中的紧急关机研究
火箭发射中的紧急关机研究
万文明;张煦
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2002(023)004
【摘要】火箭发射在点火过程中发生故障时通常采用紧急关机来保证发射安全,其中最常用的是定时紧急关机.本文从发射安全入手,在研究发动机组成原理、点火关机方式、故障模式的基础上,通过计算,指出定时紧急关机存在缺少对点火过程的实时监控,当出现不对称点火故障时不能及时关机的隐患.在此基础上提出了通过对火箭点火过程的实时监控和故障判别,发生故障后适时关机的解决思路.
【总页数】6页(P52-56,95)
【作者】万文明;张煦
【作者单位】酒泉卫星发射中心,酒泉,732750;酒泉卫星发射中心,酒泉,732750【正文语种】中文
【中图分类】V555.1
【相关文献】
1.火箭发动机试验紧急关机过程分析与改进 [J], 庄建;李琪琪;王智超
2.氢/氧火箭发动机试验自动紧急关机程序设计 [J], 陈军;丁博深;段燕
3.中国航天事业的发祥地长征运载火箭的摇篮——中国运载火箭技术研究院五十年发展历程纪实 [J],
4.新一代液体运载火箭耗尽关机优化设置研究 [J], 黄帅;丁一凡;林连镔;焦震;赵林
虎
5.运载火箭控制系统点火时序电路及紧急关机电路故障树分析 [J], 杨双进;刘志庆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
单项技术指标对临近空间浮空器总体尺度的影响
第29卷第l期航空学报V01.29No.1 2008年1月A C T A A E R O N A U T l C A E T A S T R()N A U T I C A S I N l C A Jan.2008文章编号:10006893(2008)01一0066~04单项技术指标对临近空间浮空器总体尺度的影响王钢林,罗明强,武哲(北京航空航天大学513教研室,北京】OO。
83)Siz e of High Altit ude Long Endurance AirshipAffected by Various Tec hno lo gy GujdelinesWa n g Ganglin,Luo M in gq ian g,W u Zhe(Fac ult y513,Be巧ing U n i v e r s t y of A erona utics a n d Astro na u ti cs,Be ij in g 100083,China)摘要:为了控制浮空器的尺度、降低其技术难度和成本,需要明确其瓶颈性技术领域及参数指标。
在一定假设下,给出了一套给定参数估算常规飞艇形式浮空器总体几何尺度的计算流程。
基于这一流程,以一组普通产品技术指标为基础,分别提升其中每一项后估算得到不同技术指标配置方案下浮空器的总体尺度。
通过分析这些计算结果,得到了单项技术指标对飞艇形式临近空间浮空器总体尺度的影响规律。
关键词:航空器结构与设计;浮空器;技术指标;临近空问中图分类号:V274文献标识码:AAb st ra c t:I n o rde r t o the co st,hi gh altitude l o ng e n d u r a n c e a i rs h ip siz e a n d t ech nol ogy difficu lties sho ul d be reduced.So t he b ot tl en ec k te chn olo gy f ield s a n d t he i r para meter s m u s t be i de nt if ied.A c o m p u t a t i o n p r o c e s s w h i c h us ed t o g et hi gh altitude l ong e n d u r a n c e a ir s hi p s ize wi th s e t of in it ia l param eters a n d as s um p t i on s w a s brought f o r w a r d,w h o s e s h a p e l ik e t h e c o m m o n ai rsh ip s,s uch H A A a nd“Ze ppe li n"a ir sh ip.T h e si zes o f Va ri ou s hig h altitude l on g e n d u r a n c e a ir s h ip s c h e m e s w e r e c o m p u t e d us ing th e c o m p u t a t i o n p r o c e s s.A l l te ch—nology gu i d el i n es of b a si c a ir s hi p s c h e m e s w e r e gen er a l.A n d oth er s c h e m e s h a d t echno logy gu id el in e u p g r a—ded.T h e y w e r e c o m p a r e d wi th th e b a s i c hig h altitude—long e n d u r a n c e ai r sh j p s c h e m e s.T h e n t h e a f f e ct i o n r u l es {or ea ch tec hnolo gy g u id e li n e w e r e p res ent ed by a na ly zi ng th e com p u t at i o n resu lts,T h e w a s analyzed,w h i c h cau sed t h e h u g e si ze of hig h altitude—long e n d u r a n c e ai rs hip.Fi n a Il y,a c r e a ti v e w a y t o r edu ce t h e s iz e of high altitude—l ong e n d u r a n c e a ir s hi p w a s b r o u g h t forward.K e y words:aircraft s t r u ct ur e a n d desig n;h igh altitude l ong e n d u r a n c e ai rshi p;techn ology guideline;临近空问具有很高的战略价值,但目前没有2浮空器总体方案评估算法能在这一区域持续稳定飞行的飞行器,因此临近空间飞行器成为新概念飞行器发展中的热点。
航空、航天、临近空间如何区分,你用对了吗?
航空、航天、临近空间如何区分,你用对了吗?航空、航天、临近空间……最近几年,这些词语频频出现在报刊杂志、网络媒体上,它们的发展日新月异,时不时就能看到相关报道。
但若问什么叫航天?什么叫航空?什么叫“临近空间”?它们之间有什么不同?恐怕有不少人要上网查一查才能做出准确的回答。
近几年,在和朋友聊天过程中、在相关报道词语使用上、在一些演讲、访谈节目中,发现很多人对这几个概念还没有真正理解,经常用错,可以说用错的现象非常普遍了,有孩子、有大人……今天,“航天面面观”就跟大家聊一聊这几个词语的由来、区别,希望大家看过此文后能正确区分、运用这几个词语,希望“航空航天”傻傻分不清楚的状况不再出现,以后,当你的朋友用错时,你还能“炫耀”一下呢,哈哈,希望大家把此文分享给你的小伙伴,慢慢普及开来,相信用错的情况就会越来越少了。
【卡门线】如何区分“航空”“航天”“临近空间”这几个概念呢?这就不得不提到“大气层”。
地球表面有相对稀薄的一层混合气体,由78%氮气,21%氧气,少量二氧化碳和水汽构成。
受重力影响,这些气体均匀分布在地球表面,我们称之为大气层。
简单来讲,所谓“航空”,就是人类在地球大气层中的活动,所使用的飞机、直升机、飞艇和气球等飞行器统称为“航空器”。
所谓“航天”,就是人类冲出地球大气层,到宇宙太空中去活动,即宇宙航行。
它所使用的是航天器及其运载火箭。
航空和航天到底以什么为界限呢?目前国际上观点不一,还没有非常明确的划分,但为了有一个相对通用的标准,国际航空联合会定义了一个概念——卡门线(Kármán line)把卡门线作为大气层和太空的界线,高度为100公里。
卡门线外为太空。
该线以西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán,钱学森的老师)命名。
这个概念被定义后,国际上慢慢就接受了这一概念,现在成为了一种标准,很多搞航天的公司都把自己的飞行器越过卡门线作为基准,在报道时也会重点提及这条100公里的高度线,以此来证明自己有能力搞航天。
温度-湿度-高度环境对航天火工装置性能的影响
第19卷 第2期 装 备 环 境 工 程2022年2月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING ·7·收稿日期:2021-10-25;修订日期:2022-01-25 Received :2021-10-25;Revised :2022-01-25基金项目:国家自然科学基金联合基金(U1737214);装备发展部共用技术(41419110206)Fund :Joint National Natural Science Foundation of China (U1737214) and Public Technology of Equipment Development Department(41419110206)作者简介:唐科(1982—),男,高级工程师,主要研究方向为分离结构及火工品装置设计。
Biography :TANG Ke (1982—), Male, Senior engineer, Research focus: design of separation structure and pyrotechnical device.引文格式:唐科, 汪锐琼, 曲展龙, 等. 温度-湿度-高度环境对航天火工装置性能的影响[J]. 装备环境工程, 2022, 19(2): 007-013.TANG Ke, WANG Rui-qiong, QU Zhan-long, et al. Influence of Temperature-Humidity-Altitude Environment on the Performance of Aerospace Explosive Devices[J]. Equipment Environmental Engineering, 2022, 19(2): 007-013.温度-湿度-高度环境对航天火工装置性能的影响唐科,汪锐琼,曲展龙,陈楷,赵宇辉(北京宇航系统工程研究所,北京 100076)摘要:目的 研究温度-湿度-高度环境对航天火工装置密封性能的影响机理。
空间环境及其对航天活动的影响PPT(20张)
航天领域内常用的大气模式主要包括Jacchia模式和 Msis模式。 Jacchia模式主要有J65、J70、J77,使 用了1958~1975年间17年的卫星阻力数据,用该模式 进行轨道跟踪测量与设计时与真实大气拟合的最好。
任何模式都力图根据要求尽可能的反应大气随季节、昼 夜、太阳活动和纬度的变化。实际上,真实的大气包括 的物理过程很复杂,要从理论上得到大气主要物理量的 分布是不现实的,完全从实测资料发现规律也是很困难 的,所以现有的大气模式绝大部分都是半经验半理论的 。
•
5、心情就像衣服,脏了就拿去洗洗,晒晒,阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好,何必自寻烦恼,过好每一个当下,一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
•
6、无论你正遭遇着什么,你都要从落魄中站起来重振旗鼓,要继续保持热忱,要继续保持微笑,就像从未受伤过一样。
•
7、生命的美丽,永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽,是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽,是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽,是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
太阳宇宙线,主要指太阳发生耀斑时射出的带电粒子, 持续时间短、强度大。
银河宇宙线,来自银河系,单个粒子能量很高,强度却 很小。
地球磁场与航天器剩余磁矩相互作用产生磁力矩,有用 的磁力线圈是控制系统的一部分。由于有磁场影响改天 了航天器本体表面的电磁状态,并产生感应电位,影响 对环境参数的测量和实验。
太阳光辐射和反照是空间站热设计中的外热源的环境依 据,是太阳能电池光源的提供者,另外,太阳光压引力 的阻力和力矩对空间站的影响不可忽略。
地球磁场与空间站剩余磁矩相互作用产生磁力矩,产生 感应电位,影响环境参数的测量和实验。
空间环境对航天器性能的影响
空间环境对航天器性能的影响当我们仰望星空,想象着航天器在浩瀚宇宙中穿梭时,可能很少会去思考它们所面临的严峻环境挑战。
实际上,空间环境对于航天器的性能有着至关重要的影响。
首先,太空的真空环境是航天器必须应对的一大难题。
在地球上,我们生活在有大气压力的环境中,而太空几乎是完全真空的。
这种真空环境会导致航天器表面的材料蒸发和升华,从而影响其结构和性能。
例如,一些用于密封和润滑的材料可能会迅速挥发,导致部件磨损加剧,甚至失效。
温度的极端变化也是一个严峻的考验。
在太空中,航天器会直接暴露在太阳的强烈辐射下,一面可能会被加热到极高的温度,而另一面则由于没有阳光照射而极度寒冷。
这种巨大的温差会使航天器的材料产生热胀冷缩,可能导致结构变形、开裂,甚至影响电子设备的正常运行。
为了应对这种情况,航天器通常会采用特殊的隔热材料和热控系统来维持合适的工作温度范围。
宇宙射线和高能粒子的存在同样不容忽视。
这些射线和粒子具有很强的穿透能力,可能会对航天器的电子设备造成损害,导致数据错误、系统故障甚至设备完全损坏。
长期暴露在这种辐射环境中,还可能会使航天器的材料发生老化和性能退化。
为了减少辐射的影响,航天器会采用屏蔽材料来阻挡射线和粒子,但这并不能完全消除辐射的危害。
微流星体和太空碎片也是潜在的威胁。
尽管它们的个体很小,但在高速运动的情况下,它们撞击航天器时产生的能量极大。
哪怕是一个微小的撞击,也可能会在航天器表面造成凹痕、穿孔,损坏关键部件。
为了应对这种风险,航天器的外壳通常会采用坚固的材料,并配备监测和预警系统,以便及时采取措施避免严重的撞击。
空间等离子体环境也会对航天器产生影响。
等离子体中的带电粒子可能会干扰航天器与地面的通信,导致信号衰减、丢失或失真。
此外,等离子体还可能在航天器表面积累电荷,引发静电放电,从而损坏电子设备。
除了上述直接的物理影响,空间环境还会通过间接的方式影响航天器的性能。
例如,长期的太空任务会对宇航员的身心健康产生影响,从而间接影响航天器的操作和维护。
火箭的分级原理
火箭的分级原理火箭作为一种重要的航天工具,具有强大的推力和较高的速度,能够将航天器送入太空。
火箭的分级原理是实现其离地表加速上升的关键。
本文将介绍火箭的分级原理,并对其作用和具体实施进行详细阐述。
一、火箭分级的作用火箭分级是为了解决火箭发射过程中的一些重要问题,包括飞行中的质量变化、气动力、动力平衡等。
通过分级设计,可以实现以下几个目标:1. 质量减轻:随着火箭上升,燃料和氧化剂会不断被耗尽,质量会逐渐减轻。
而分级设计可以使每个级别只携带相对较小的燃料和氧化剂,从而减轻每个级别的质量,提高整体效率。
2. 动力平衡:火箭发射过程中,推力需要在引擎和火箭结构之间平衡,以保证飞行的稳定性。
通过分级设计,可以在每个级别中正确配置引擎和燃料,以达到动力平衡的效果。
3. 气动力减小:分级设计还可以减小空气阻力对火箭的影响。
较高的火箭部分会脱离下面的低速空气流场,减小空气阻力,提高整体飞行效率。
二、火箭分级的具体实施火箭通常采用多级分离式设计,其中每个级别都由燃料、氧化剂和引擎组成,且各个级别之间通过连接件相互连接。
下面将对每个级别的功能和实施进行介绍:1. 第一级(底级):第一级是整个火箭最底部的级别,负责提供最大的推力。
它通常由固体燃料推进剂组成,具有较高的推力瞬间,以便使火箭能够逃离地球引力的束缚。
一旦推进剂燃烧完毕,第一级会被分离,并由其他级别继续推进。
2. 第二级(中级):第二级是位于第一级之上的级别,通常由液体燃料和液氧组成。
它在第一级分离后继续提供推力,并为火箭进一步升空提供动力。
第二级推进剂的质量相对较小,逐渐减轻整个火箭的负载。
3. 第三级(上级):第三级是位于第二级之上的级别,它通常由液体燃料和液氧组成。
第三级的推力较小,但速度较高,主要用于将航天器送入预定的轨道和速度。
一旦完成任务,第三级会被分离。
三、火箭分级的注意事项在火箭的分级设计中,有几个注意事项需要考虑:1. 分离机构:每个级别之间的连接件和分离机构需要设计合理,以保证分离的准确性和可靠性。
航天飞行安全规定
航天飞行安全规定航天飞行是一项高风险的任务,要确保航天飞行的安全,需要制定一系列的规定和标准。
本文将探讨航天飞行的安全规定,并从多个角度展开讨论。
一、设备安全规范1.航天器设计规范航天器设计应符合严格的安全标准,包括结构强度、材料性能、电子系统可靠性等方面。
特别是在航天器进入大气层时,应能经受住高温、高压和高速的考验。
2.航天发动机安全要求航天发动机是航天飞行中最重要的核心部件,其安全性至关重要。
发动机的设计和制造必须遵循相应的标准,确保其正常工作和安全可靠。
3.火箭推进剂储存和运输规程火箭推进剂是航天器的重要能源,其储存和运输过程需要严格遵守安全规程。
规定应包括推进剂的储存条件、运输路线选择以及危险品防护等内容。
二、人员安全培训与管理1.航天员安全训练规定航天员是航天飞行的核心参与者,其安全意识和应急处置能力对航天任务的成功至关重要。
针对不同任务需求,应制定详细的航天员培训计划和安全规定。
2.地面人员安全管理办法为了确保航天任务的顺利进行,地面人员在航天飞行过程中也起到至关重要的辅助作用。
地面人员的安全管理办法应包括对各个工作岗位的专业培训、装备要求以及应急预案等方面的规定。
三、飞行任务安全操作规范1.飞行器发射前检查规定在正式进行发射前,必须进行全面的飞行器检查,包括结构、机械系统、通信设备、导航设备等各个方面。
同时,还需进行一系列性能测试,确保飞行器状态良好。
2.飞行器飞行轨迹规划飞行器的飞行轨迹规划是航天飞行过程中的关键环节。
根据任务需求和飞行器特性,必须制定详尽的飞行轨迹规划,并确保其符合安全要求,避免与其他飞行器发生碰撞。
3.飞行任务中的紧急情况处理办法在航天飞行过程中,可能会出现各种紧急情况,例如火箭发动机故障、飞行器失控等。
在规定中应明确各种紧急情况的处理办法,以确保人员和设备的安全。
四、环境保护与生态安全1.航天发射场环境保护规定航天发射场是航天飞行的起始点,其环境保护至关重要。
行星际空间环境对航天器的影响
行星际空间环境对航天器的影响摘要:本文简要介绍了近地空间环境的概念及其特点,分析了航天器所处空间环境的复杂性及多变性。
与地球轨道航天器相比,行星际探测任务可能会遭受更加恶劣的空间环境,因此简要介绍了行星际空间环境对航天器的影响。
关键词:空间环境;行星际探测器;航天器;极端环境1.空间环境简介空间环境是影响航天器寿命以及可靠性的主要因素,航天器所处空间环境主要为近地空间环境,近地空间环境包含高层大气、高能粒子、等离子体、流星体和空间碎片等,空间环境对航天器的影响并不单单是某一个环境因素的作用,通常情况下,是某两个或某些环境因素共同作用[1]。
由于不同航天器的工作任务不同,因此航天器有着自己特定的轨道,不同轨道航天器所处的主要空间环境也有所差异,了解不同轨道卫星所处的空间环境对航天器进行针对性防护,从而保证航天器在轨正常运行。
按影响分类,近地空间环境特指对航天器天基活动构成影响的所有环境因素,包括各种能量和成分的带电粒子、中性粒子、微流星、空间碎片、各波段的电磁辐射、电场、磁场、微重力场、真空和温度等。
按区域分类,近地空间环境包括地球中高层大气、电离层、磁层、行星际空间和太阳[2]。
1.1太阳大气太阳表面的高温气体可分为色球和日冕区。
太阳表面发出强烈的电磁辐射,频谱极宽,按波长从长到短划分为:无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线和能量极高的伽玛射线。
其中紫外射线、X射线的能量高、流量大,可以使地球高层大气温度增高,大气密度上升,同时使大气的分子、原子电离而形成电离层。
其强度变化也很大,太阳爆发时的强度可达到平静时的数百倍,是近地空间和地球高层大气扰动的根源[2]。
1.2行星际空间行星际空间是太阳系内围绕着太阳和行星的空间,这个区域由行星际介质主导,向外一直延伸到太阳圈,在那儿银河系的环境开始影响到伴随着太阳磁场的粒子流量,并且超越太阳磁场成为主导。
行星际空间由太阳风来定义,来自太阳连绵不绝的带电粒子创造了稀薄的大气圈(称为太阳圈),深入太空中数十亿英里。
天龙2号遥一运载火箭阅读理解
天龙2号遥一运载火箭阅读理解摘要:一、天龙2 号遥一运载火箭概述1.火箭的基本参数2.火箭的设计和研发背景3.火箭的主要用途和任务二、天龙2 号遥一运载火箭的特点1.创新性的设计理念2.高性能的推进系统3.先进的制导与控制技术三、天龙2 号遥一运载火箭的发射与飞行过程1.发射前的准备工作2.发射过程中的关键技术验证3.飞行任务与载荷情况四、天龙2 号遥一运载火箭的意义与影响1.提升我国航天事业的发展水平2.为我国航天发射任务提供更多选择3.推动我国航天技术的创新与进步正文:天龙2 号遥一运载火箭是我国航天事业的重要组成部分,具有举足轻重的地位。
本文将从火箭的概述、特点、发射与飞行过程以及意义与影响等方面进行全面解读。
一、天龙2 号遥一运载火箭概述天龙2 号遥一运载火箭,是我国自主研发的一款中型运载火箭。
火箭全长约50 米,直径约3.35 米,起飞质量约300 吨,最大运载能力约为10 吨。
这款火箭的设计和研发背景是为了满足我国航天事业发展的需求,提高我国航天发射任务的能力。
火箭的主要用途是承担近地轨道、太阳同步轨道等任务,为各类卫星、飞船等有效载荷提供发射服务。
二、天龙2 号遥一运载火箭的特点天龙2 号遥一运载火箭具有创新性的设计理念,体现在多个方面。
火箭采用模块化设计,可以根据任务需求灵活配置;使用环保型液体推进剂,降低了对环境的影响;火箭结构采用大量先进材料,降低了自身重量,提高了运载能力。
此外,火箭还配备了高性能的推进系统,使得火箭具有更强的运载能力。
先进的制导与控制技术,使火箭在飞行过程中能够实现高精度导航和控制。
三、天龙2 号遥一运载火箭的发射与飞行过程天龙2 号遥一运载火箭的发射过程包括发射前的准备工作、发射过程中的关键技术验证以及飞行任务与载荷情况。
发射前,火箭需要进行严格的检查和测试,确保各系统运行正常。
发射过程中,火箭需要依次完成点火、升空、级间分离、整流罩抛射、卫星或飞船发射等关键技术验证。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要 :理 想速度公 式的级间比解析 分析 忽略 了重力损 失和 阻力损失的影响 。为 了更加贴近 实际、更加全 面的分析 ,利用
直接积分 弹道 法研 究 了临近 空间运 载火箭关机 点高度对运 载器级 间配置的影响 。建立飞行 器运动模型 、控制模型 、质量模型 和优化模型 ,利用遗传算法在不 同关机点 高度 下进行 级间比/ 弹道一体化优化。分析得 出结论 :关机点高度较低 时,一、二 级 燃料量要相对 充足 ,这样可 以保证足 够的转 弯时间;关机 点 高度越 高,第三级燃料量越 犬,这样可 以减 少阻力损 失 最大的
运载 能力需要 由级 间比 ,飞行程序和 关机 点高度 的最佳组合来 实现 。
关键词 :临近 空间;运 载火箭;关机 高度 ;级 间配置
中图 分 类 号 : T J 4 4 8 文 献 标 识 码 :A
I mp a c t o f Di f f e r e n t Bu r n o u t He i g h t s o n t h e M a s s Di s t r i b ut i o n o f
La u nc h Ve h i c l e i n Ne a r S pa c e
Z h a n g Ni n g — n i n g , Mi n Ch a n g - wa n , Z h a n g Ye — c h e n
( S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o n S p a c e P h y s i c s L a b o r a t o r y , B e i j i n g , 1 0 0 0 7 6 )
o r d e r t o a c h i e v e a p r a c t i c a l a n d c o mp r e h e n s i v e na a l y s i s , he t d i r e c t i n t e g r a l b a l l i s t i c t r a j e c t o y r me t h o d i s a d o p t e d t o d o t h e r e s e a r c h o f
2 0 1 5年 第 2期 总第 3 3 8 期
文 章编号 : 1 0 0 4 — 7 1 8 2 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 3 6 — 0 5
导 弹 与 航 天 运 载 技 术
MI S S I LE S AND S P ACE VE HI CL ES
NO . 1 201 5
t h e i mp a c t o f d i f f e r e n t b u r n o u t h e i g h t s o n he t ma s s d i s t r i b u t i o n o f l a u n c h v e h i c l e . T h e a i r c r a f t mo v e me n t mo d e l , c o n t r o l mo d e l , q u a l i y t
mo d e l nd a o p t i mi z a t i o n mo d e l f o r l a u n c h v e h i c l e a r e e s t a b l i s h e d .Be s t ma s s d i s t r i b u t i o n o f t h e v e h i c l e i s i mp l e me n t e d b a s e d o n
Ab s t r a c t : T h e a n a l y t i c s o l u t i o n s o f ma s s d i s t i r b u t i o n b a s e d o n i d e a l v e l o c i t y f o r mu l a i g n o r e t h e l o s s o f r e s i s t a n c e a n d g r a v i t y . I n
Ge n e t i c a l g o i r t h m i n d i f f e r e n t b u r n o u t h e i g h t . T h e a n a l y s i s s h o ws t h a t : T h e f u e l q u a l i y t o f t h e i f r s t s t a g e mu s t b e s u ic f i e n t wh e n t h e
S u m NO . 3 3 8
D OI :1 0 . 7 6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5 4  ̄ . i s s n . 1 0 0 4 . 7 1 8 2 . 2 0 1 5 0 2 0 9
临近 空间运载火箭关机 高度对级 间配置 的影 响分析
张 宁宁 ,闵 昌万, 张烨 琛
( 空 间物 理 重 点实 验 室 ,北 京 , 1 0 0 0 7 6 )
h e i g h t o f b u r n o u t p o i n t i s l o w. he T ue f l q u a l i y t o f he t t h i r d s t a g e i n c r e a s e s wi h t he t h e i g h t o f b u r n o u t p o i n t S O t h a t t h e r e s i s t a n t l o s s i s r e d u c e d . Th e ma x i mu m l a u n c h c a p a c i y t i s c a r r i e d o u t b y he t b e s t c o mb i n a t i o n o f ma s s d i s t r i b u t i o n , f l i g h t p r o ra g m nd a t h e b u r n o u t