运载火箭 设计
运载火箭总体设计单位产品化工作方
缓慢。
二、产品化工作框架
随着宇航市场逐渐出现竞争 态 势、 军 民 不 同 客 户 的 需 求 细 分，型号产品功能日益复杂，需 求 定 制 化 和 产 业 规 模 化、 快 速 研发和质量控制之间形成矛盾， 归 根 结 底 是 系 统 工 程“ 风 险 — 成本—性能”之间的相互制约。 近年来，社会上一些技术先进的 行 业， 例 如 汽 车、 计 算 机 制 造 业，已经广泛且成功地实施了大 批量定制（Mass Customization） 战略 [3]。通过模块化、产品平台 等 技 术， 使 企 业 以 大 批 量 生 产 的成本和速度为客户提供个性 化 的 产 品 和 服 务， 以 获 得 新 的 利 润 增 长 点。 近 年 来， 在 武 器
2. 集成架构技术——逐层牵 引架构，推动集成创新
架构是一种描述对象的科学 方法，是通过设计系统的功能划
2022年·第12期 航天工业管理
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产品化管理模式探索 Exploration of Productization Management Mode
产品化管理模式探索 Exploration of Productization Management Mode
运载火箭总体设计单位产品化
工作方法研究与实践
何巍、沈丹、潘忠文、王婧超、胡勇 / 中国运载火箭技术研究院
长征九号运载火箭
2017年3月，由航天六院11所研究设计的500吨级液氧煤油发动机高压燃料摇摆装置完成了首次高压摇摆试 验，达到既定目标，取得圆满成功，为深化500吨级液氧煤油发动机燃料摇摆装置方案奠定了良好的基础。
结构特点
结构特点
长征九号与美国SLS对比效果图长征九号重型运载火箭的结构尺寸和起飞质量均将突破我国现有运载火箭能 力水平，要打造这样一个重量级火箭，科技人员要解决代表世界一流科研水平的更大推力液氧煤油发动机技术， 更大推力液氢液氧发动机技术，更大直径箭体设计、制造、试验技术，以及火箭总体设计这“三大一总”为代表 的一系列难题。
长征九号芯级最大直径为10米级，总长约百米，起飞质量超过4000吨，近地轨道（LEO）运载能力140吨，地 月转移轨道（LTO）运载能力约50吨，运力与美国土星5号运载火箭相似。
长征九号运载火箭已完成深化论证，先期关键技术攻关、方案深化论证阶段已于2016年6月正式批复立项。 于2028年左右在文昌航天发射场发射。
动力系统
实施方案
早期论证
联试成功
早期论证
2008年的《航天推进专业发展》报告中，已经提到了为满足近地轨道100吨级运载能力和载人登月等大型航 天活动，需要“动力先行”研制5000千牛级液氧/羟系统发动机方案和1500千牛级液氢液氧发动机方案，并开展 3600千牛和5000千牛大推力分段式固体助推器的关键技术研究。同期《火箭推进》、《航空动力学报》和《宇航 学报》等学术期刊上的论文，还不约而同的出现单室高压补燃液氧煤油大推力发动机方案，大推力氢氧发动机的 论证中甚至出现全流量分级燃烧循环的设计。无论是500吨级单室高压补燃液氧煤油发动机，还是150吨级全流量 分级燃烧液氧液氢发动机都是液体火箭发动机的巅峰之作，但回首YF-100尤其是YF-77坎坷的研制过程，选择这 样的高性能发动机设计要承担很大的风险。
运载火箭地面一体化测发控系统设计
5测试与故障诊断计算机测量与控制■ 2021. 29 (6)Computer Measurement & Control文章编号：1671 - 4598(2021)06 - 0005 -04 DOI ：10. 16526/j. cnki. 11 —4762/tp. 2021. 06.002 中图分类号：V556 文献标识码:B运载火箭地面一体化测发控系统设计韩亮，张宏德，彭越(北京宇航系统工程研究所，北京100076)摘要：现役运载火箭各分系统的测发控系统各自独立，存在资源浪费，兼容性差、信息传递低效等问题；随着测控技术发展 和火箭电气系统需求牵引，新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、智能化等方面提出了更高的要求；通过梳 理一体化设计的功能，提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构，整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求，在统一供配电、有线测控、无线调制解调、数据处理与分析4个功能层面进行设计，包括系统组成、交互关系、重要 单机(软件)的设计及其关键技术应用；该设计在某型号完成了原理性试验和关键技术验证，结果表明系统通用性强、集成度高、信息架构合理高效，能够在确保可靠性安全性的情况下，简化操作、提高效率、降低成本。
关键词：一体化；测发控；软件系统Design of Integrated Ground Test Launch and ControlSystem of Launch VehicleHan Liang ，Zhang Hongde ，Peng Yue(Beijing Institute of Aerospace Systems Engineering ，Beijing 100076， China)Abstract : The test launch and control system of active launch vehicle is independent ，there are some problems such as waste ofresources ，poor compatibility and low efficiency of information transmission. With the development of test and control technology andthe requirement of launch vehicles ，the ground test launch and control of new launch vehicles have put forward higher requirements in the aspects of generalization ，integration and intelligentization. By analyzing the function of the integrated design, it puts forward a kind of ground test launch and control system architecture ，effectively integrates the common requirements of subsystems of tradition al launch vehicle. The design is carried out at four functional levels such as unity power supply ，cable test and control ，wireless medi-ation ， data process and analysis ， including the design and key technologies of the system composition ， interaction ， important equip ment and software. In a certain model , the fundamental and key technology test show that the system has strong universality ，high levelofintegration ，e f icientinformationarchitecture ，itcansimplifyoperation ，improvee f iciencyandreducecostwhileensuringre-liabilityandsafety ．Keywords : integrated ； test launch and control system ； software systemo 引言我国传统运载火箭各分系统各自独立，测发控均使用 单独的地面测试设备，完成箭上系统的供配电、信号激励、状态控制、参数测量等测试、发射控制等功能。
运载火箭的结构
运载火箭的结构火箭是一种用于将人造卫星、航天器及其他空间载具送入太空的运载工具。
它的结构设计和构造是确保它能够顺利地穿越地球大气层、提供足够的推力以及承受极端环境条件的关键。
本文将介绍运载火箭的结构及其各个部分的功能。
一、引言运载火箭是太空探索中不可或缺的工具，它以其强大的推力和可靠的运行性能，实现了人类对太空的探索梦想。
然而，要让火箭能够安全运载重物进入太空，并确保载荷在推力和重力的作用下保持稳定，就需要一个坚固而合理的结构。
二、火箭主体结构1. 肩部段火箭的肩部段位于火箭顶部，它是连接载荷和推进器的关键部分。
它通常包括载荷适配器和上部推进器。
载荷适配器用于将载荷与火箭相连接，并提供所需的电力和通信接口。
上部推进器提供了火箭在引擎熄火后进一步提速的能力。
2. 航天器段航天器段是连接肩部段和下面的助推器的部分。
它包含了航天器的仪器和控制系统，用于控制火箭的姿态、调整飞行轨迹以及向地面发送数据。
航天器段还承受着火箭的重力和推力。
3. 助推器段助推器段是火箭的核心部分，它提供了主要的推力来提升火箭和载荷进入太空。
助推器段通常由一个或多个助推器组成，每个助推器都装有燃料和氧化剂，并搭载了一个或多个发动机。
这些发动机点火后，将产生巨大的推力来推动火箭的上升。
三、火箭结构材料为了保证火箭的强度和耐用性，火箭的结构通常采用轻质高强度材料。
常见的火箭结构材料包括以下几种：1. 铝合金铝合金是一种轻质高强度的金属材料，广泛用于火箭的结构中。
它具有优良的机械性能和耐腐蚀性，能够承受火箭发射时的巨大压力和温度变化。
2. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻质高强度的复合材料，由碳纤维和环氧树脂组成。
它具有优异的机械性能和导热性能，被广泛应用于火箭的结构中，例如助推器段和航天器段。
3. 钛合金钛合金是一种具有轻质高强度和耐高温性能的金属材料，被广泛应用于火箭的燃料和氧化剂箱体以及其他关键部件的制造。
四、火箭结构的振动控制在火箭发射过程中，振动问题是一个至关重要的考虑因素。
快速研制一款全新组合型火箭——长征八号火箭的研制理念与技术创新
太空探索I【长征八号首飞专题】快速研制一款全新组合型火箭—长征八号火箭的研制理念与技术创新文/任悦鸣▲厂房里的长征八号运载火箭宿东摄8 I SPACE EXPLORATION【长征八号首飞专题】丨太空探索▲长征五号B 运载火箭新一代运载火箭长征八号首飞成 功，与火箭一同腾空而起的除了 5颗 卫星之外，还有各项有待验证的设计思 路和创新技术。
长征八号不负众望，首飞取得圆 满成功，不仅验证了火箭总体方案设计 的准确性，还证实了基于“模块化、系 列化、组合化”研制理念的正确性，以 及在国内首次实践的全箭模态综合技术 的可行性。
这些研制理念和技术的创新实践， 为我国后续新一代运载火箭快速集成、 快速形成能力、降低研制成本，进一步 提升我国运载能力提供了科学依据。
如何用最短时间 研制一款新火箭“长征八号运载火箭工程从立项 研制到首飞成功.仅用时3年多时间， 创造了中国运载火箭研制时间最短的纪 录，这在我国火箭研制历史上是不多见 的。
”长八火箭总设计师宋征宇介绍。
可以说，长八火箭之所以能在较 短时间内研制并首飞成功，正是得益于 “模块化、系列化、组合化”的研制理 念和全箭模态综合技术的运用。
宋征宇用10个字概括了长八火箭 的特点，那便是“跨代融合、有内涵、 轻资产”，在他看来，突破基于模块组 合的快速集成设计，代表了航天技术发 展的趋势，是跨代融合的体现。
长八火箭首飞试验队颠覆传统理 念，打破以往每设计一款火箭就从头出 发的传统思维，火箭设计师们以模块化 组合、产品化选用为原则，充分继承在 役火箭的共用技术和产品，借鉴已有的 试验验证成果，深入贯彻共用产品使用 思想，快速完成研制，践行运载火箭产 业化发展思路，以最小代价、最短时间 完成型号的集成研制。
长八火箭副总设计师吴义田告诉 记者，“模块化”是研制新一代运载火箭时，针对不同轨道和不同运载能力需 求，把成熟的技术和产品继承过来的研 制思路，是研制优化、高效精确的选择。
长征五号运载火箭设计理念全解读
最强的高校时，对方起初坦言难以胜任。
可以说，长征五号火箭带动了国内复杂结构大偏置力设计、仿真与试验能力的大跨度进步。
大火箭之智
由箭载计算机、传感器、线缆等组成的控制系统，遍布火箭全身，源源不断传输着庞大的数据，并迅速计算出结果，指挥火箭向哪术”为我国新一代运载火箭首创。
为了提供最大推力，液氧煤油
和液氢液氧两种发动机需要被合
理分配，甚至点火时间也有毫秒级
的先后之分，这就需要采用不同的
控制策略。
为此，设计师全球首创
了大推力发动机精准关机技术。
类似的全球首创技术，长征五
号控制系统一共有5项，打造了全
球先进的“火箭大脑”。
看起来，
火箭一点火，“轰隆”一声就飞了。
最高值：0.98。
也正因为这么高的
可靠性，研制团队对高风险的首飞
信心很足。
大火箭之助
液氧煤油发动机和液氢液氧
发动机早就被认可为环保、高效、
受欢迎的两类液体火箭发动机。
半个世纪前出版的《星际航行概
论》中，“中国航天之父”钱学森
就盛赞过它们。
长征五号垂直转运至发射区途中
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2017.02军事文摘。
运载火箭及总体设计要求概论_二_运载火箭总体设计
运载火箭及总体设计要求概论———运载火箭总体设计(二)一院李福昌余梦伦朱维增文摘概述了运载火箭各阶段总体设计的任务, 介绍了总体方案的设计和总体技术性能参数的确定。
关键词运载火箭阶段设计参数确定方案设计一概述运载火箭总体设计是火箭本身各分系统保证工程开展的支撑性预研课题等。
可行性论证报告作为火箭研制工程是否立项、决策判断的依据。
21 方案设计运载火箭研制任务正式下达并立项批准后, 研制工作进入工程研制阶段, 工程研制阶段的第一步即是方案设计, 总体方案设计的内容主要有以下方面。
①选择及确定主要技术方案: 发射弹道方案、推进剂选择、推进系统类型、火箭外形及主要尺寸、级数及级间连接方式、分离方案、控制方案、结构部位安排、运输和发射方式等。
②选择总体设计参数: 根据任务书规定的运载能力要求及轨道要求, 选取一组最佳的总体设计参数, 从而确定火箭的型式、总质量、推力和几何尺寸等。
③参数计算和分配: 总体原始数据计算、气动设计及计算、弹道设计与计算、载的技术综合, 使火箭的整体性能最优、成本最低、研制周期最短; 对各分系统之间的矛盾、分系统与全系统之间矛盾, 都要从总体性能及总体协调方面的需求来决定取舍。
总体设计的工作内容概括为3 个方面:———选择和确定总体方案及性能参数;———对分系统提出设计要求, 并进行技术协调;———提出地面及飞行试验要求,参加试验, 进行结果分析。
在火箭研制的各个阶段,总体设计的基本内容包括下列方面。
11 可行性论证运载火箭研制的依据是研制任务书,一般应规定9 项技术性能指标作为研制的依据: 运载能力及轨道要求、入轨精度及入轨姿态要求、有效载荷整流罩的净空间( 尺寸) 要求、有效载荷机械及电气接口适应范荷计算、全箭动特性计算、力学环境确定、⑤进行局部方案原理性试验和模样试验: 对某些新技术、新材料和新方案等影响全局的关键项目进行原理性试验及半实物模样试验。
方案设计阶段完成的标志是: 完成方案设计报告、确定运载火箭总体方案、装配出一个1∶1 的部段或全箭的模样火箭、提出地面大型试验项目及飞行试验的要求; 各分系统的关键项目经原理性试验或模样试验的验证, 其性能指标可以实现, 可以确定各分系统的主要性能参数和技术状态, 提出对各分系统的初样设计任务书及可靠性指标。
空中发射运载火箭弹道优化设计
第４卷 第５期２０２０年９月宇航总体技术Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．４Ｎｏ．５Ｓｅｐ．２０２０空中发射运载火箭弹道优化设计李庆龙，郑亚茹，徐 明（北京航空航天大学宇航学院，北京１００１９１）摘 要：以现有空中发射运载火箭“飞马座”（Ｐｅｇａｓｕｓ）为研究对象，研究了空中发射运载火箭的弹道优化设计方法。
在建立的空中发射运载火箭动力学模型的基础上，考虑空中发射火箭独特气动外形，设计发射全过程的飞行控制模型；给出了使用遗传算法（ＧＡ）筛选弹道优化问题全局最优初值，并交叉运用起作用集算法（ＡＳＭ）与内点法对ＧＡ算法获得的初值二次寻优，从而获得空中发射火箭弹道的分级优化设计方法，另与“飞马座”空中发射运载火箭的弹道数据对比，验证了该分级优化方法相比传统弹道优化设计方法，适用的目标轨道范围广阔，发射位置灵活，能够更大程度挖掘空中发射运载火箭的运载能力。
关键词：空中发射运载火箭；弹道优化设计；分级优化；飞行控制模型 中图分类号：Ｖ４２１．１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－４０８０（２０２０）０５－０００８－０８Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａｎ Ａｉｒ－Ｌａｕｎｃｈｅｄ ＲｏｃｋｅｔＬＩ Ｑｉｎｇｌｏｎｇ，ＺＨＥＮＧ Ｙａｒｕ，ＸＵ Ｍｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ－ｌａｕｎｃｈｅｄ ｒｏｃｋｅｔ，ｗｈｉｃｈｂｕｉｌｄｓ ａ ｄｙｎａｍｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ－ｌａｕｎｃｈｅｄ ｒｏｃｋｅｔ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｆｌｉｇｈｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｕｎｉｑｕｅ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ａ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ｇｅ－ｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｐｒｅ－ｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ ｔｉｍｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｓｅｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｎｔｅ－ｒｉｏｒ ｐｏｉｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｅｇａｓｕｓ ｒｏｃｋｅｔ，ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｉｎ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｖｅｒｓ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｉｎ ｔａｒｇｅｔ ｏｒｂｉｔ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｐａｙｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ａｎ ａｉｒ－ｌａｕｎｃｈｅｄ ｒｏｃｋｅｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｉｒ－ｌａｕｎｃｈｅｄ ｒｏｃｋｅｔ；Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ；Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ收稿日期：２０１９－１１－１８；修订日期：２０２０－０２－０８基金项目：国家自然科学基金（１１７７２０２４，１１４３２００１）作者简介：李庆龙（１９９６－），男，硕士在读，主要研究方向为航天器动力学。
长征五号运载火箭分离系统设计与验证技术研究
2021年第2期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.2 2021 总第379期 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.379收稿日期：2021-02-25；修回日期：2021-03-03；网络首发时间：2021-03-08；网络首发网址：文章编号：1004-7182(2021)02-0009-08 DOI ：10.7654/j.issn.1004-7182.20210203长征五号运载火箭分离系统设计与验证技术研究栾 宇1，李 东2，袁水林1，冯韶伟1，黄 兵1（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 中国运载火箭技术研究院，北京，100076）摘要：长征五号运载火箭是中国全新自主研制的新一代大型全低温捆绑式运载火箭，作为核心研制内容的分离系统具有分离体尺寸规模大、助推器推力高、级间分离行程长、整流罩刚度低等特点，系统设计难度高、技术跨越大。
长征五号研制针对分离系统在理论研究、设计方法、仿真手段和试验验证等方面开展了大量探索与攻关工作，对其中的技术进展进行了综述与展望。
关键词：新一代大型运载火箭；分离系统；设计与验证 中图分类号：V421.7 文献标识码：AStudy on Design and Validation for Separation System in Development ofLM-5 Launch VehicleLuan Yu 1, Li Dong 2, Yuan Shui-lin 1, Feng Shao-wei 1, Huang Bing 1(1. Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering, Beijing, 100076；2. China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing, 100076)Abstract: Long-march 5 (LM-5) is the new generation large launch vehicle of China, and separation system is one of the key components of the development of LM-5. Nevertheless, remarkable characteristics, represented by large geometry scale of separated parts, heavy trust booster, long distance of first stage jettison and low stiffness large-scale payload fairings, challenge conventional strategy and method for Long-march LVs. The breakthrough and achievement on separation system in development of LM-5 are reviewed, which cover theoretical analysis, simulation technology and experiment validation.Key words: LM-5; separation system; design and validation0 引 言长征五号运载火箭（后简称CZ-5火箭）是中国全新自主研制的新一代全低温大型液体运载火箭，采用新一代全低温大推力发动机，以无毒无污染的液氢、液氧和煤油作为推进剂，芯级直径5 m 、助推直径3.35 m ，起飞推力超过1000 t ，近地轨道（Low Earth Orbit ，LEO ）运载能力达25 t 、地球同步转移轨道（Geosynchronous Transfer Orbit ，GTO ）运载能力达14 t ，是中国目前技术最为先进、运载能力最强的运载火箭，是探月工程、深空探测和载人空间站等中国重大航天工程的主要依托，是中国进入航天强国的重要保障和标志[1,2]。
长征五号运载火箭总体方案及关键技术
长征五号运载火箭总体方案及关键技术总体方案：长征五号运载火箭采用了两级液体火箭的总体方案，分为核心级与两个助推器。
核心级采用煤油和液氧组合推进剂，助推器采用丙烷和液氧组合推进剂。
整个火箭的总长度约为57米，总质量约为870吨。
其载荷容量为低地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨及近地点轨道8吨。
长征五号运载火箭具有较高的灵活性和适应性，可以满足不同任务需求。
关键技术：1.推进系统：长征五号运载火箭采用了煤油和液氧组合推进剂，丙烷和液氧组合推进剂来提供动力。
煤油和液氧组合推进剂在长征火箭家族中广泛应用，具有成熟的技术基础。
丙烷和液氧组合推进剂则是长征五号运载火箭的创新之处，其采用了独立式低温流体动力学技术和低温烟气动力学技术，能够在不同环境下提供可靠的动力支持。
2.结构设计：长征五号运载火箭采用了模块化的结构设计，核心级和助推器之间通过分离机构连接。
核心级和助推器均采用环形切向分离方式，以实现火箭发射后的分离过程。
这种结构设计能够提高火箭的可靠性和降低制造成本。
3.运载能力：长征五号运载火箭具有较高的运载能力，能够将较大质量的载荷送入太空。
其采用了多级助推的设计，利用液体运载火箭的高比冲推进剂来提高火箭的有效载荷。
此外，采用了新一代的火箭动力系统，能够提供更高的推力和更长的作业时间，进一步提升运载能力。
4.供电系统：长征五号运载火箭采用了先进的供电系统，包括高能量密度的锂离子电池和高效的能量管理系统。
这些技术的应用能够提高火箭的动力性能和供电可靠性。
5.管理系统：长征五号运载火箭配备了先进的管理系统，包括火箭状态监测系统、自适应飞行控制系统和自动导航系统等。
这些系统能够实时监测火箭的运行状态，自动进行飞行控制和导航，提升火箭的操作性能和安全性。
总之，长征五号运载火箭采用了新一代的推进系统、先进的结构设计、高运载能力和先进的管理系统等关键技术，使其具有较高的灵活性、可靠性和适应性。
它的研制和应用将进一步推动中国航天事业的发展。
空射运载火箭多学科优化设计
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｌ ｄｓｉｌ ｅ ｐ ｍ ｚ ｔ ｎ ｓ ｎ（ Ｏ） ｆ ｈ ｒ ａ ｎ ｈ ｄｖ ｈｃｅ ａｅ ｎ ｈ Ｉ ＨＴ ｓｆ ａｅｉｐ ｏ ｉｅ ． ｓ ｃ ： ｈ ｔ ｉ ｐｉ ｔ ｉａｉ ｉ ＭＤ ｏ ｅ ｉ ｌ ｃ ｅ ｉｌ ｂ ｓｄｏ ｅ Ｓ Ｇ ｔ ｒ ｒ ｖ ｄ ｒ Ｍｕ ｉ ｃ ｎ Ｏ ｉ ｏ Ｄｅ ｇ ｔ ａ ｕ ｅ ｔ ｉ ｏｗ ｓ ｄ
图 １ 空射小运载火箭气动外形图
出 了 多 学 科 优 化 设 计 （Ｍｕｔ ｉ ｉｌ ｅ ｅｉｎ ｌｄｓ ｐｉ Ｄ ｓ ｉ ｃ ｎ ｇ
Ｏ ｔ ｚｔ ｎ ｐｉ ａ ｏ ，ＭＤＯ）的设想 。其 主要 思想 是增加 概念 ｍｉ ｉ
１ 学科选择
在 飞行 器设 计过 程 中 ，空 气动 力学 学科 起着 非 常 重要 的作用 ，其 他 学科 都 需要 空气 动力 学来 提 供相 关 分析 数据 才 能进 行本 学 科 的分析 工 作 。气动 研制 工作 的进度 、费用 和质 量 直接 影 响整 个运 载 器 的技术 性 能 和 经济 性 能 。空射 运 载火 箭 的特 殊气 动 外形 决定 了空 射 运载 火 箭 的气 动学 科研 究 不 同于 常规 的火 箭 ，如 ： 从 载机 分 离后 需要 有 升力 完成 大 攻角 迅速 爬升 ，因此 设 计 中采 用 了升力 翼 的方 案 ；采 用 空气舵 进行 姿 态控 制 等 。这 些新 的 设计特 点对 空射 运载 火 箭气动 设 计提
空射运 载火箭 多学科优 化设计
王晓青 ，王小军，王国辉
中国航天长征五号遥三运载火箭航天PPT
胖五
长征五号是我国首个自主研制的新一代大型运载火箭，
小河中心组设计小河中心组设计
创下了多个“第一”与“之最”
代表了我国运载火箭科技创新的最高水平 小河中心组设计小河中心组设计
长征家族中
长征五号可谓是名符其实的“大火箭”
——
起飞质量最大、起飞推力最大、箭体结构最大、运载能力最强、运载效率最高
与国际同类现役运载火箭相比
小河中心组设计小河中心组设计 小河中心组设计小河中心组设计
胖五
长征五号是我国首个自主研制的 小河中心组设计小河中心组设计
新一代大型运载火箭， 创下了多个“第一”与“之最”
小河中心组设计小河中心组设计
代表了我国运载火箭科技创新的 最高水平 长征家族中 长征五号可谓是名符其实的“大火箭” 与国际同类现役运载火箭相比 已位居世界前列
胖五
小河中心组设计小河中心组设计
长征五号是我国首个自主研制的 新一代大型运载火箭， 创下了多个“第一”与“之最” 小河中心组设计小河中心组设计 代表了我国运载火箭科技创新 最高水平 长征五号可谓是 名符其实的“大火箭” 与国际同类现役运载火箭相比 已位居世界前列
胖五
长征五号是我国首个自主研制的 新一代大型运载火箭， 创下了多个“第一”与“之最” 代表了我国运载火箭科技创新的 最高水平 长征家族中 长征五号可谓是名符其实的“大火箭” 与国际同类现役运载火箭相比 已位居世界前列
小河中心组设计小河中心组设计 小河中心组设计小河中心组设计
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
“胖五”
空射运载火箭气动外形优化设计
Ｓ ｍ ． ８ ｕ Ｎｏ ２ ８
空射运 载火箭气 动外 形优 化设计
王晓青，王小军，王 国辉
（ 北京宇航系 统工程研 究所，北京 ，１ ０ ７ ） ０ ０ ６ ．
摘要：对空射运载 火箭的气动外形进行 了 化设计 ，建 立 了 化模 型 ，采 用工程 估算方 法分析 了空射 运载 火箭 的气动特 优 优 性， 评价 了 算方法的计算精度 ， 估 并给 出算例分析 ， 最后使用 ｉＩＨ ＳＧ Ｔ软件进行 集成 ，实现 了空射 运载 火箭 的气动外形优化设
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｓ ａ ｅ ｏ ｎ ａｒｌｕ ｃ ｉ ｇ ｒ ｃ ｅ ｓ ｏ ｔ ｚ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｔｍ ｚ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｔ ｃ ｅ ．Ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ａ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｐ ｆ ａ ｉ—ａ ｎ ｈ ｎ ｏ ｋ ｔ ｉ ｐ ｍｉ ｅ ｎ ｈ ｐ ｉ ａ ｉ ｄ ｌｉ ｏ ｓ ｕ ｔ ｄ ｈ ｉ ｉ ｏ ｒ
理 论及 细 长 体理 论 为基 础 ，以大 量 的 实验 和 飞行 数据
快速、 廉价 的特 点， 例如：没有 固定 的发射场， 发射点 机 动灵 活 ，使 其 不 易成 为攻 击 目标 ，生 存 能力 强 ；不
需 要维 护靶 场 设 备 ，可 紧缩 发 射 间 隔 ；机载 发 射 不需 要 建立 庞大 的地 面基 础 设施 ，也 无需 花 巨额 资金 建设 各种 附属 设 施 ，人 员 数 量 也可大 为缩 减 ， 降低 使用 费 用 ； 由于载 机 的加 速 性 能可 减少 火 箭 自身 携 带燃 料 ， 载 机 的速 度 和 飞 行 高 度 可 使 运 载 火 箭 的性 能 提 高 等 等 。这些 优 点 决定 了空 中发 射运 载 火 箭是 小 型运 载 火 箭发 射 的重 要发 展 方 向 。但 是 ， 由于 其发 射 不 同于 常 规火箭 ， 载机 等各 方 面条 件 的 限制， 受 带来 了诸 多新 的 设计 问题 需 要解 决 ： 分离 的安全 性 、动 基 座 对准 、提 高运 载 能力 等 。这些 问题 的存 在 ，对各 个 专 业学 科 的 设 计提 出 了 比较 高 的设 计 要求 ，例如 ：需 要 空射 运 载 火 箭在 分 离 时刻 具有 较 大 的升 阻 比以保 证 安全 分 离 。 众所 周知 ， 升 阻特 性 好 的空射 运 载火 箭 外 形 ，对 提 高 运载 能力 有 很大 的好 处 。本 文 针对 空 射运 载火 箭 升 阻 比特性 ，对 气动 外形 进行 优 化分 析 。
重型运载火箭可重构控制系统设计
c c c
Gm
d
d
d
xc yc zc
Gk
xd yd zd
M xc M yc M zc
C E
图 2 重型运载火箭飞线性动态逆控制结构
快慢回路的控制模型如下：
k (, , ω) Bk (, , ω) M c A (, ) B (, )ω
(10)
tan cos 1 sin Bm 1
tan sin cos tan sin
tan cos 1 0
1
(11)
在非线性对消后，构成的线性慢反馈回路为
d c G m c d d c
1 引言
为了提高进入太空的活动能力，拓展航天产业发展空间，提高航天科技整 体水平，促进国民经济发展和加强我国航天优势，加快推动新一代重型运载火 箭的研制工作，有着非常重要的战略意义。相关研究表明，新一代重型运载火 箭的一级助推段需由芯级发动机、助推器发动机联合摆动参与姿态控制。 国外的大型运载火箭，如前苏联的东方号、日本的 H2A、欧空局阿里安 5 、 美国宇宙神 LV23B0 均摆动助推器发动机参与姿态控制，但是摆助推发动机控 制技术在我国还是一个空白。 伺服机构的增加增强了重型运载火箭的控制能力， 同时也增加了重型运载火箭的控制复杂度，以及故障的几率。 对冗余控制系统进行设计，可以采用传统的线性二次最优控制、H2 最优控 制等基于最优控制理论的方法，但其设计过程较为复杂。若采用基于控制分配 的设计方法，可以大大降低冗余控制系统设计的复杂度，可以分别进行系统基 本控制律、控制分配模块的设计，处理执行机构的位置、速率约束问题，结合 故障诊断与隔离系统，可通过控制分配对伺服机构故障进行重构控制，提高重 型运载火箭的飞行安全性和可靠性。 本文以基于大推力液氧煤油发动机方案的重型运载火箭为研究对象，提出 火箭一级助推段的基于控制分配技术的控制系统设计及故障重构控制方法。
长征五号运载火箭
长征五号运载火箭简介长征五号运载火箭是中国自主研发的一款重型运载火箭，由中国航天科技集团公司（CASC）下属的中国长征火箭技术研究院研制。
长征五号火箭于2016年成功首飞，被誉为中国航天工业的重要里程碑。
该火箭的研制目的是满足中国太空实验室、载人登月和火星探测等重大任务的需求。
技术规格长征五号运载火箭采用了模块化设计，采用了液态氧/液氢燃料的推进剂。
它的总长57米，最大直径5米，起飞重量约869吨。
其主要参数包括：•运载能力：低地轨道约25吨，地球同步转移轨道约14吨；•推进剂：液氢/液氧；•主发动机：两台液氧煤油发动机和两台液氢液氧发动机；•推力：总推力约1070吨。
主要功能和应用长征五号运载火箭具备搭载重量大、运载能力强、能够将大型卫星和空间站模块送入太空等特点。
它能够满足中国载人登月、载人航天飞行、深空探测等多个航天领域的需求。
载人空间站长征五号火箭是中国载人空间站的核心运输工具。
载人空间站作为中国计划在未来建立的低地球轨道空间站，将支持持久载人驻留、科学研究、技术试验等任务。
长征五号火箭将承担将空间站的核心舱和实验舱送入太空的任务。
载人登月和火星探测长征五号火箭也是中国载人登月和火星探测任务的关键推进器。
根据中国航天局的计划，中国计划在2030年前后实现载人登月和火星探测。
长征五号火箭将被用来发射航天器，在实现这些目标的过程中发挥重要作用。
大型卫星发射长征五号火箭具备将大型卫星送入太空的能力。
这对于中国的通信卫星、地球观测卫星等大型卫星的发射非常重要。
长征五号火箭能够提供可靠的发射服务，为中国的卫星应用提供支持。
发展和改进长征五号运载火箭的研制是中国航天工业连续推进的一部分。
长征五号火箭在设计上采用了许多新技术，例如使用液氢/液氧作为主要推进剂、采用模块化设计等。
这些新技术使得长征五号火箭在性能和运载能力上有了显著提升。
根据中国航天局的计划，未来，长征五号运载火箭还将进行一些关键改进。
包括使用更高性能的发动机，提高运载能力和可靠性，以及减少发射成本等。
课程设计报告(火箭运载能力分析)精选全文
可编辑修改精选全文完整版课程设计报告一．题目运载火箭运载性能分析1. 总体参数表1 两种改进型的总体参数2. 俯仰角的设计z改进型1 程序角设计方案为：一子级从90 度线性变化到14 度，二子级从14 度线性变化到2 度。
z改进型1 程序角设计方案为：一子级从90 度线性变化到18 度，二子级从18 度线性变化到4 度。
二．所用到的计算公式d m dv =dt p − 0.5ρv 2c− mg sin θ dx= v cos θ dt dy= v sin θ dt三．编程思想及框图由于编程的目的是解决求解微分方程的解，所以可以采用计算方法里面的龙格库 塔求解法，或者欧拉求解法，我选用的是龙格库塔求解法，我的设计思想是这样的 主函数是解方程，另外建立火箭的模型，大气密度用函数计算，整合到 mian 函数中 进行解算，对比两种改进型的高度，速度及距离随时间的变化规律，作出判断。
四．程序代码//头文件 rocket3.h//完成两种改进型火箭的弹道特性计算，作者：胡攀 最后修改：2008-12-23 19：30 #include "stdio.h" #include "math.h" #ifndef ROCKET_H #define ROCKET_Hdouble ru(double h);void kuta (int n, double t, double midu, double h, double* y, void Fct( double t, double midu, double* y, double* f));//龙格库塔积分函数 void Fct1(double t, double midu, double* y, double* f); //改进型一号的第一级火箭模型 void Fct2(double t, double midu, double* y, double* f); //改进型一号的第二级火箭模型 void Fct3(double t, double midu, double* y, double* f); //改进型二号的第一级火箭模型 void Fct4(double t, double midu, double* y, double* f); //改进型二号的第二级火箭模型double ru(double h); //大气密度函数#endif//主函数#include<stdio.h>#include<math.h>#include"rocket3.h"void main(){//主函数中各变量定义n 是模型状态量数 ,h 是步长，t 是时间，midu 为大气密度int n,j;double h,t,tf,midu;double *y;FILE *fp;printf("请输入积分步长 'h'.\n");scanf("%lf",&h); printf("开始计算改进型一号的运载特性\n"); n=3;y=new double[n];fp=fopen("a.text","w");y[0]=0;y[1]=0; y[2]=0;tf=152.063;t=0;for(j=0;1;j++)//改进型一号第一级火箭发动机{midu=ru(y[2]);kuta(n, t,midu, h, y, Fct1);t=h*j;fprintf(fp,"%lf %lf %lf %lf\n",t,y[0],y[1],y[2]); //写进文件a.textif(t>=tf)break;}printf(" 第一级火箭分离时，火箭速度 %lf m/s ，射程 %lf m,高度 %lf m\n",y[0],y[1],y[2]);tf=173.239;t=0;for(j=0;1;j++)//改进型一号第二级火箭发动机{midu=ru(y[2]);kuta(n, t,midu, h, y, Fct2);t=h*j;if(t>=tf)break;fprintf(fp,"%lf %lf %lf %lf\n",t+152.063,y[0],y[1],y[2]); //写进文件a.text}printf(" 第二级火箭分离时，火箭速度 %lf m/s ，射程 %lf m,高度 %lf m\n",y[0],y[1],y[2]);printf("开始计算改进型二号的运载特性\n");fp=fopen("b.text","w");y[0]=0;y[1]=0;y[2]=0;tf=141.881;t=0;for(j=0;1;j++)//改进型二号第一级火箭发动机{midu=ru(y[2]);kuta(n, t,midu, h, y, Fct3);t=h*j;if(t>=tf)break;fprintf(fp,"%lf %lf %lf %lf\n",t,y[0],y[1],y[2]); //写进文件b.text}printf(" 第一级火箭分离时，火箭速度 %lf m/s ，射程 %lf m,高度 %lf m\n",y[0],y[1],y[2]);tf=178.887;t=0;for(j=0;1;j++)//改进型二号第二级火箭发动机{midu=ru(y[2]);kuta(n, t,midu, h, y, Fct4);t=h*j;if(t>=tf)break;fprintf(fp,"%lf %lf %lf %lf\n",t+141.881,y[0],y[1],y[2]); //写进文件b.text}printf(" 第二级火箭分离时，火箭速度 %lf m/s ，射程 %lf m,高度 %lf m\n",y[0],y[1],y[2]);//火箭各级的函数模型#include"rocket3.h"void Fct1( double t, double midu, double* y, double* f){double m,p,Cd,d,s,g,g0,R,st,mf,tf;Cd=0.2;//改进型一号第一级火箭发动机R=6378135;Cd=0.2;d=3.35;s=d*d/4;tf=152.063;g0=9.8;mf=983.119;p=2786093;st=3.1415926/2-t*(76*3.1415926/180)/tf;m=200509-t*mf;g=g0*(R/(R+y[2]))*(R/(R+y[2]));f[0]=(p-0.5*midu*y[0]*y[0]*Cd*s-m*g*sin(st))/m;f[1]=y[0]*cos(st);f[2]=y[0]*sin(st);}void Fct2( double t, double midu, double* y, double* f){double m,p,Cd,d,s,g,g0,R,st,mf,tf;Cd=0.2; //改进型一号第二级火箭发动机R=6378135;Cd=0.2;d=3.35;s=d*d/4;tf=173.239;g0=9.8;mf=194.933;p=565711;st=14*3.1415926/180-t*(12*3.1415926/180)/tf;m=40713-t*mf;g=g0*(R/(R+y[2]))*(R/(R+y[2]));f[0]=(p-0.5*midu*y[0]*y[0]*Cd*s-m*g*sin(st))/m;f[1]=y[0]*cos(st);f[2]=y[0]*sin(st);}void Fct3( double t, double midu, double* y, double* f){double m,p,Cd,d,s,g,g0,R,st,mf,tf;Cd=0.2; //改进型二号第一级火箭发动机R=6378135;Cd=0.2;d=3.35;s=d*d/4;tf=141.881;g0=9.8;mf=983.285;p=2786565;st=3.1415926/2-t*(72*3.1415926/180)/tf;m=200543-t*mf;g=g0*(R/(R+y[2]))*(R/(R+y[2]));f[0]=(p-0.5*midu*y[0]*y[0]*Cd*s-m*g*sin(st))/m;f[1]=y[0]*cos(st);f[2]=y[0]*sin(st);}void Fct4( double t, double midu, double* y, double* f){double m,p,Cd,d,s,g,g0,R,st,mf,tf;Cd=0.2; //改进型二号第二级火箭发动机R=6378135;Cd=0.2;d=3.35;s=d*d/4;tf=178.887;g0=9.8;mf=244.014;p=708580;st=18*3.1415926/180.0-t*(14*3.1415926/180)/tf;m=50995-t*mf;g=g0*(R/(R+y[2]))*(R/(R+y[2]));f[0]=(p-0.5*midu*y[0]*y[0]*Cd*s-m*g*sin(st))/m;f[1]=y[0]*cos(st);f[2]=y[0]*sin(st);}}#include"rocket3.h"double ru(double h){double T,T0=288.15,ru,ru0=1.2495;if (h>=0&&h<=11000){T=(288.15-0.0065*h);ru=ru0*pow((T/T0),4.25588);}else if(h>=11000&&h<=20000){T=216.65;ru=0.36392/pow(2.718281828459,(h-11000)/6341.62);}else if(h>=20000&&h<=32000){T=(228.65+0.001*(h-20000));ru=0.088035*pow(216.6/T,35.1632);}else if(h>=32000&&h<=47000){T=228.65+0.0028*(h-32000);ru=0.013225*pow(228.65/T,13.2011);}else if(h>=47000&&h<=51000){T=270.65;ru=0.00142754/pow(2.718281828459,((h-47000)/7922.27));}else if(h>=51000&&h<=71000){T=270.65-0.0028*(h-51000);ru=0.0008616*pow(T/270.65,11.2011);}else if(h>=71000&&h<=86000){T=214.65-0.002*(h-71000);ru=0.000064211*pow(T/214.65,16.0818);}else if(h>=86000)ru=0;return(ru);}#include "rocket3.h"//////////////////////////////////////////////////////////////////////// Construction/Destruction////////////////////////////////////////////////////////////////////////n 为状态数，t 为时间，h 为步长，y 为状态指针void kuta (int n, double t, double midu, double h, double* y, void Fct( double t, double midu, double* y, double* f)){int i;double *f;double k1,k2,k3,k4,k;f=new double[n];(*Fct)( t, midu, y, f);for(i=0;i<n;i++){k=y[i]; k1=f[i];y[i]=y[i]+k1*h/2;(*Fct)( t, midu, y, f);k2=f[i];y[i]=y[i]+k2*h/2;(*Fct)( t, midu, y, f);k3=f[i];y[i]=y[i]+k3*h;(*Fct)( t, midu, y, f);k4=f[i];y[i]=k+(k1+2*k2+2*k3+k4)*h/6;}}五．结果图片对比从上面的图片对比中，我们可以很明白看出，改进型一的发动机工作完毕后速度大，而改进型二的高度大，各有所长。
空间飞行器设计
运载火箭飞行原理
第 5讲
第5 讲 运载火箭飞行原理
为了把航天器（有效载荷）从地面送到预定的空间轨道, 运载火箭必须克服地心引力及穿越地面稠密大气层时的阻力, 而这离不开火箭强大的推动作用。运载火箭工作段又称航天器轨道飞行主动段。
5.1作用在火箭上的空气动力
5.1.1 作用在火箭上的空气动力一、空气动力由于火箭与大气的相对运动, 产生空气动力R。空气动力在火箭对称平面内垂直于速度向量v的分量是升力Y, 而在顺气流方向的分量就是阻力X。气动力产生的主要原因是压差和粘性摩擦。
事实上, 发动机关机后, 在关机阀门后与发动机内还残存一部分推进剂, 从而产生 “后效推力”。由发动机关机到后效推力终止的后效段, 一般有6-10s。除中制导和末制导的火箭外, 后效段引 起的射击误差一般不可控制, 属非制导误差, 通常采用两次关机和末速修正的办法加以严 格控制。
5.4.2 运载火箭动力飞行段的运动特性运载火箭从地面起飞到达某一飞行高度将航天器送入运动轨道，其飞行轨迹称发射弹道（动力飞行段）。入轨: 航天器进入运行轨道。入轨点: 进入运行轨道的初始位置。也就是运载火箭末级发动机推力的终止点。航天器入轨点的运动状态参数决定了航天器运行轨道的轨道要素。=>火箭弹道设计
在程序转弯过程中, 首先使火箭的纵轴转 动, 火箭的速度轴随之改变, 但由于两轴转动 速度不同, 出现了飞行攻角, 使气动载荷增大。设计时要精心考虑火箭转弯程序。
3. 瞄准段从程序转弯结束到火箭飞行达到预定关机点速度值vk为止的飞行段。主要任务: 用固定程序角瞄准目标，加速火箭直到达关机点参数要求，使火箭达到预定射程、准确击中目标。
g —火箭受地球引力产生的加速度a —火箭随地球自转产生的离心加速度地球自转的角速度很小,故式中的离心加速度亦很小,约为
航空航天工程中的火箭设计案例分析
航空航天工程中的火箭设计案例分析火箭是航空航天工程中最重要的载荷发射工具之一。
它以高速度和高推力将航天器送入轨道，同时也承担着极其严苛的工程要求。
本文将通过分析一个火箭设计案例来探讨航空航天工程中火箭设计的重要性和挑战。
【引言】火箭设计是航空航天工程中的核心任务之一。
火箭作为航天器的主要推进器，必须具备高度的性能可靠性、安全性和经济性。
因此，在火箭设计过程中，需要完善的工程技术和深入的理论研究。
本文将以某火箭设计案例为例，从结构设计、推进系统、控制系统等方面进行分析。
【设计案例】本文分析的设计案例是一款中型火箭，用于将卫星送入地球轨道。
火箭总长约25米，重约150吨，主要由四个级别组成：第一级为燃烧液体燃料的发动机，第二级为气体推进式发动机，第三级为固体燃料发动机，第四级为液体燃料发动机。
【结构设计】火箭的结构设计是确保火箭整体强度和稳定性的关键。
首先，需要考虑重心和飞行动力学特性，以确保火箭在飞行过程中保持良好的稳定性。
其次，需要合理设计火箭的外形和梯形布局，以提供最佳的流体力学性能和减小阻力。
最后，还需要考虑火箭的材料选用和组装方式，以确保火箭在高温、高压、高振动环境中能够安全运行。
【推进系统】火箭的推进系统是提供推力的关键部分。
本设计案例中，火箭采用了不同类型的发动机作为推进系统。
各级发动机之间通过分离和点火的方式实现级联推进，以逐级提供更高的速度。
不同级别的发动机具备不同的燃料供应和排放系统，以最大程度地提高燃烧效率和推力输出。
【控制系统】火箭的控制系统是确保火箭稳定飞行和精确定位的关键。
在本设计案例中，控制系统主要包括飞行姿态控制和导航定位两个方面。
飞行姿态控制通过推力矢量控制和喷气姿态控制来实现，以确保火箭在飞行过程中保持平衡和稳定。
导航定位系统则通过卫星导航和惯性导航相结合的方式，提供准确的位置信息。
【总结】火箭设计是航空航天工程中最重要的一环，涉及到结构设计、推进系统、控制系统等多个方面。
运载火箭设计规范与标准试题考核试卷
3.轨道插入是火箭达到预定轨道的过程，对任务成功至关重要，因为它决定了卫星或载荷能否进入正确的轨道位置。
4.火箭回收通过减少一次性使用部件，降低发射成本，提高发射频率，从而提高发射效率。
（）
3.运载火箭的_______阶段是火箭速度最快，受到气动加热最严重的阶段。
（）
4.火箭的_______系统负责将火箭的推力转化为飞行所需的动力。
（）
5.火箭燃料的选择对其_______和_______有重要影响。
（）（）
6.运载火箭的_______是指在火箭飞行过程中，对火箭飞行方向和姿态的控制。
17.下列哪种类型的运载火箭适用于小型卫星发射？（）
A.大型液体火箭
B.小型固体火箭
C.中型混合火箭
D.大型固体火箭
18.下列哪个单位用于衡量火箭发动机的推力？（）
A.千克力
B.牛顿
C.千牛
D.吨
19.下列哪个部件是运载火箭的返回舱所需配备的？（）
A.发动机
B.热防护系统
C.飞行控制系统
D.燃料箱
20.在运载火箭设计中，下列哪种设计方法可以提高火箭的运载能力？（）
A.铝合金
B.钛合金
C.镍基高温合金
D.碳纤维复合材料
3.运载火箭的飞行控制包括以下哪些方面？（）
A.稳定性控制
B.轨道控制
C.动力控制
D.着陆控制
4.以下哪些因素会影响火箭的发射窗口？（）
A.目标轨道
B.发射场的位置
C.天气条件
D.卫星任务要求
5.下列哪些是运载火箭的主要组成部分？（）
运载火箭是如何研制的？研制过程要经过哪几个阶段？
运载火箭是如何研制的？研制过程要经过哪几个阶段？运载火箭是如何研制的？研制过程要经过哪几个阶段？每个阶段的主要工作内容和完成标志是什么？运载火箭的研究、设计，制造和试验等（简称研制）过程是一个涉及方方面面、复杂的综合性工程。
组成运载火箭系统的分系统有好几个，例如，箭体结构、动力装置和控制系统等。
它们之间即相互关联，又相互制约。
例如，采用什么型式的动力装置必然涉及到箭体结构如何安排，而什么样的箭体结构与动力装置又涉及到如何控制；反过来，不同的控制系统方案又对箭体结构、动力装置提出不同的要求。
在研制过程中，各分系统的技术方案必须反复协调，最终都应满足运载火箭总体性能的要求。
另外，参与运载火箭研制的单位成百上千。
以长征二号运载火箭为例，当时参与研制的单位遍及全国二十几个省市，总数达1000多个。
他们之中有设计部、研究所、制造厂、试验站、火箭发射中心和地面测控中心等，还有元器件、原材料等物资供应部门和基本建设部门。
每个单位的工作、计划必须步调一致，按统一的程序、统一的进度有计划的进行。
因此，运载火箭的研制必须按系统工程的原则来进行组织和管理。
在组织管理过程中，不但需要有一个负责技术方案的设计师系统，而且还要有一个负责整个工程任务的强有力的指挥调度系统。
两者紧密配合，协同指挥，加强责任制，提高工作效率，使各系统、各单位紧张有序地工作，保证运载火箭的研制顺利进行。
运载火箭的研制过程大致要经历以下四个阶段。
第一个阶段叫做技术、经济可行性论证阶段。
这是运载火箭正式开展工程研制前进行的一个阶段。
这个阶段的主要工作是根据有关部门的需求或预测的运载火箭发展趋势，提出所要研制的运载火箭的总体技术性能指标。
例如，运载能力要多大，发射轨道是什么样的，入轨精度要多高以及可靠性要求等。
对这些性能指标进行深入的分析，提出可以实现的技术途径，需要解决的关键技术和应预先研究的课题，需要增加的新设施、新设备，需要的研制经费和研制周期等。
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《运载火箭》教学设计
教学目的：1、了解火箭是应用反冲原理飞上天的。
了解火箭的构造、多级火箭的发射过程。
2、通过实验活动，类比分析火箭飞上天的原理。
3、了解人类在航天领域取得的伟大成就，增强民族自豪感。
教学重难点：1、重点：模拟实验，理解反冲现象。
2、难点：类比分析火箭飞上天的原理，了解多级火箭发射过程。
教学准备：1、反冲小瓶（分组）、气球（各自）、反冲小车（演示）、水火箭（演示）
2、课件（嫦娥二号发射升空视频、火箭种类、构造等）
教学过程：
一、情境引入：
1、师：同学们，茫茫宇宙，蕴藏着无限的奥秘。
从古至今，人类从没有停息过对太空的探索。
特别是近几十年，世界航天技术有了突飞猛进的发展。
人类陆续将上百颗人造卫星送到外太空，执行各种任务。
还成功的将多艘宇宙飞船、航天飞机送入太空，并安全返回到地球。
让我们一起来观看几副图片，了解一下。
课件出示：东方红一号卫星、“神舟”五号飞船、美国航天飞机
教师做简单介绍。
2、问：这些航天器是依靠什么力量飞出地球，飞向太空的？
生谈。
（火箭）
问：你印象中的火箭是什么样子？
3、师：不错，这些航天器都是依靠运载火箭飞入太空的（板书）。
2010年10月1日这个天，令世人瞩目的嫦娥二号卫星成功发射，按计划进入绕月轨道，开始对月球实行探测。
下面让我们一起来重温这段精美的发射画面。
课件播放嫦娥二号发射升空视频
问：同学们看到了哪些情景？
你认为火箭上升，是依靠什么力量？
生谈。
（与喷出的火焰、气体相关）
二、模拟实验，分析原理：
1、师：为什么认为与喷出的火焰和气体的关？火箭下端喷出的气体能不能
使火箭上升呢？我们一起通过几个实验实行研究。
2、实验一：气球喷气运动
（1）师提出实验要求：认真观察气球口和气球运动的方向。
（2）生各自实验1—2次。
（3）问：有什么发现？生谈师板画。
气球为什么向不同方向运动？（喷出了气体）
2、实验二：气球小车
师出示气球小车，请两名同学上前玩，其余学生观察气球小车运动的方向。
问：有什么发现？是什么力量让小车运动？师板画
3、实验三：反冲小瓶
师提出实验要求，一人做时，其它同学认真观察。
每人都做一次。
问：有什么发现？小瓶为何运动？师板画
4、研讨：以上三个实验，有没有共同的地方？谁能总结其中的规律？
生谈师小结板书：从物体中喷出水或气体，使物体向反方向运动，这种现象叫反冲。
5、迁移：通过以上研究，火箭上升，是怎么回事？
生谈，师小结：火箭正是依靠燃烧，向下喷出的火焰和高热气体，利用反冲力将火箭向上推动。
三、理解火箭种类、构造、发射过程：
1、师：如果仔细观察，你会发现火箭模样有一定的区别。
课件出示各类火箭。
师介绍捆绑式火箭、非捆绑多级火箭。
2、理解火箭构造：一级发动机、二级发动机、三级发动机、仪器舱
3、出示三级火箭解剖图，让生推想：三级火箭发射的过程是怎样的？
生谈师讲述。
四、玩水火箭，激发兴趣。
1、师：火箭的发明，对航天事业发展起到了重大推动作用，为人类探索宇宙提供了强大的动力支持，相信在将来，人类在火箭的协助下，会向着更广阔的宇宙迈进！
2、师：在课的最后，我们一起玩一个玩具，水火箭，有兴趣的同学课后能够制作。
老师演示放飞，学生观看。