2010年世界航天发展回顾——航天推进技术发展 — 国际防务快讯 — 国防科技信息网 中国最权威的国防科技信息的专

作者: www.513.net  发布:2019-10-16

NASA6月12号宣布将于MSE技术应用公司签署一项协议,研制变比冲磁致等离子火箭,这种火箭可以显著缩短人类到达火星的时间。NASA对这种发动机的研究已经有20年的历史了。根据新签署的协议,MSE技术应用公司将帮助开发等离子发动机流动模型的计算机程序。与普通的发动机不同,等离子发动机采用一系列磁场产生和加速等离子体或高温电离气体。该发动机最主要的特点是比冲可变,从而可以改变推力。一旦这种发动机研制成功,将使人类到达火星的时间缩短一半。另外,这种发动机在发射早期出现故障的情况下可以使航天器终止执行任务,返回地球,这是普通发动机无法作到的。这种发动机的比例模型将在2004年作为辐射和技术论证航天器的一部分进行首次空间飞行试验。(航天摘译自6月14日NASA News)

2010年,航天动力与能源技术发展依旧非常活跃。在运载火箭发动机研制方面,围绕新一代运载火箭的开发,美国、俄罗斯、欧洲、印度等国家多个运载火箭发动机研制工作稳步进展;航天器推力器研制方面,美国继续研制具有深度节流能力的低温发动机、“绿色”的甲烷推进剂发动机,以及多种不同类型的电推力器,日本的太阳帆推进也取得重要进展。超燃冲压发动机研制方面,美国X-51A项目取得重要进展,而HyFly项目则再次受挫。在航天能源技术领域,天基太阳能技术日渐受到关注,美国、欧洲和日本等都进行了大量研究工作。

1.运载器发动机研制进展

美国运载火箭发动机研制进展情况是:① 美国“战神”火箭5段式固体火箭发动机成功完成测试。2010年8月,美国阿连特公司研制的“战神”火箭5段式固体火箭发动机成功完成测试。10月末,阿连特公司和NASA联合宣布,新型发动机依照设计完美地完成了任务,以更低的成本提供了比航天飞机固体发动机助推器更高的性能和可靠性。目前该公司正在进一步完善电子设备。② 2010年3月,SpaceX公司“猎鹰”-9中型火箭完成一次静态点火试验。③2010年11月,轨道科学公司及其发动机供应商航空喷气公司对“金牛座”-2火箭第一级火箭发动机成功测试,所有测试目标都顺利实现,AJ26发动机基于俄罗斯NK-33发动机研制而成,将用于金牛座-2运载火箭的第一级。④美空军还考虑为宇宙神-5和德尔它-4研发新的上面级火箭发动机,计划在2017年前取代普惠·洛克达因公司制造的两种型号的RL-10发动机。⑤NASA计划研制新的液体火箭发动机。NASA正在考虑在未来5年利用31亿美元研制与俄罗斯制RD-180 发动机同等级别的火箭发动机。

其它国家运载火箭发动机研制进展情况如下:① 俄罗斯“安加拉”火箭发动机完成多次试验。其中2010年8月第一级RD-191发动机在一次超负荷试验中烧毁,不过此次事故不会影响新火箭的制造。② 欧洲研制可重燃低温上面级发动机。欧洲阿斯特里姆公司将开发可重燃低温上面级发动机的核心技术。③ 欧洲“芬奇”发动机成功进行一系列试验。新的试验工作在2011年还将继续,预计芬奇发动机将在2016年更换现有的阿里安-5火箭上面级发动机。④ 印度下一代GSLV-Mk-III重型火箭发动机进行多次试验。其中,3月对GSLV Mk III火箭的液体芯级进行了长时间静态测试,但未获得完全成功,据称是计算机系统出现故障导致,发动机本身没有问题。

在超燃冲压发动机研制方面:① 美国X-51A项目超燃冲压发动机成功进行飞行试验。2010年5月,美国空军飞行试验中心的一架B-52轰炸机挂载着以碳氢燃料双模态超燃冲压发动机为动力的X-51A试验飞行器,从爱德华兹空军基地起飞,在莫古角海军作战中心海上靶场海域上空15240米处投放X-51A试验飞行器。尽管与原定计划有一定差距,不过初步证明了超燃冲压发动机成功越过5马赫“热障”、做为高超声速巡航飞行器推进系统的可行性。② HyFly项目超燃冲压发动机飞行试验失败。2010年7月,美国海军管理的HyFly(Hypersonic Flight Demonstration)演示验证飞行器进行了飞行试验。由于飞行控制软件电池电压太低,致使助推器点火失败,飞行器溅落太平洋。③HIFIRE项目进行高超飞行器马赫数5.5的地面试验。 2010年3月,澳大利亚军事科学技术研究组织与美国空军研究实验室 在武麦拉靶场进行了HIFIRE项目10次试验中的第二次高超飞行器地面试验。在试验中,HIFIRE飞行器的速度达到5.5马赫。这个飞行器用于检验飞行器在高超声速条件下的飞行稳定性,以及研究高超飞行状态下的基础问题。④NASA工程们提出使用轨道炮和超燃冲压发动机发射航天器入轨的新方案,既能节省数百万美元的推进剂成本,又能提高宇航员的安全,还能实现更频繁的飞行。轨道炮推动超燃冲压发动机飞行器携带一个航天器在3.2千米长的轨道上运行。之后自动驾驶仪点燃高速涡喷发动机,从轨道上发射出去。在61千米的高空,两架飞行器分离,超燃冲压发动机飞行器下落,减速,着陆;上面的航天器点燃尾部助推器入轨,一旦航天器将其有效载荷送入轨道,它也会重返大气层,并滑翔落回发射场。两架飞行器可以在着陆后24小时内发射下一个任务。

2. 航天器推力器研制进展

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