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RLV返回模式“空中捕获”及其定义...
目前，SpaceX 对猎鹰 9 号和重型火箭的第一级采用返回发射场 (RTLS) 和近程着陆 (DRL) 方法，这需要大量燃料用于减速和着陆。涡扇发动机驱动的返回飞行技术（如带翼 LFBB）效率更高，但需要额外的推进系统及其燃料，这也会增加该级的惰性质量。一种完全不同的创新方法可使性能更好的 RLV 级返回，即获得专利的“空中捕获” (IAC) [1]：带翼可重复使用级将在空中被捕获并拖回发射场，此阶段无需任何自身的推进系统 [2]。图 1 显示了可重复使用级的完整操作 IAC 循环示意图。发射器升空时，捕获飞机正在近程会合区等候。在完成 MECO 后，可重复使用的带翼级与运载火箭的其余部分分离，然后沿弹道飞行，很快到达密度更大的大气层。在 20 公里左右的高度，它减速至亚音速，并在滑翔飞行路径中迅速下降。此时，可重复使用的返回级通常必须启动最后的着陆方法或必须启动其辅助推进系统。不同的是，在空中捕获方法中，可重复使用的返回级由一架装备齐全的捕获飞机（很可能是全自动的，也可能是无人驾驶的）等待，该捕获飞机提供足够的推力来牵引具有限制升阻比的带翼发射级。整个机动过程在几千米的高度完全亚音速 [3]。成功连接两辆运载火箭后，带翼可重复使用的返回级由大型运载飞机拖回发射场。靠近机场时，返回级从牵引机上释放，并像传统滑翔机一样自动滑行到着陆跑道。
印度空间研究组织 (ISRO) 第 100 次发射
SLV 任务：继 SLV-3E2 成功之后，印度空间研究组织又进行了两次 SLV 任务。 ASLV 任务：增强型卫星运载火箭 (ASLV) 计划共进行了四次任务。 PSLV 任务：极地卫星运载火箭 (PSLV) 是印度空间研究组织的主力，已完成了 62 次任务。 GSLV 任务：地球同步卫星运载火箭 (GSLV) 计划已进行 16 次任务。 LMV3 任务：最新研制的运载火箭 Mark 3 (LMV3) 已完成七次任务。 SSLV 任务：小型卫星运载火箭 (SSLV) 计划已进行三次任务。 RLV 任务：印度空间研究组织还通过一次任务测试了其可重复使用运载火箭 (RLV)。 Gaganyaan 计划：作为印度载人航天计划的一部分，印度空间研究组织已经通过一次测试飞行器中止任务 (TVAM) 和一次发射台中止测试 (PAT) 测试了关键部件。
HISST：第二届国际高速车辆科学技术会议
摘要可重复使用的发射系统在过去十年中彻底改变了太空运输行业。Falcon 9（SpaceX）的既定成功对许多私人公司和太空机构发挥了关键作用，促使他们在重复使用的发射车辆（RLV）上投资一致的资源（RLV），以重新构成主要阶段和上层阶段。在这项研究中，引入了一种基于最佳分期，结构索引曲线和火箭发动机特征的可重复使用的主阶段大小的新型概念前方法。该方法可以用于开发最初的猜测和界限，以进一步详细的RLV尺寸。它将基于速度预算的最佳分阶段的传统启动器设计方法扩展到具有恢复硬件的可重复使用的轨迹。这用于对设计替代方案在性能和参数成本指标方面的适用性进行概念分析，并包括基于VTVL和VTHL火箭概念的不同恢复解决方案。该研究还探讨了使用氢，甲烷，丙烷，氨和煤油作为燃料的差异。结果表明，对恢复推进剂进行调整的重要性以及对与最低最低限度质量解决方案不同成本最佳设计的预期重用数量的敏感性。尽管它提供了可以初始化RLV概念设计的快速结果，但由于难以从概念上对其他设计参数进行建模及其对车辆轨迹和干质量的影响，因此其有效性受到限制。因此，它的结果必须在随后的设计阶段仔细使用，尽管它可以用作初始化策略。尤其是，速度分析学科可以为延迟的轨迹优化产生初始猜测，以及用于多学科设计分析和优化（MDAO）评估的最佳分阶性程序。进行的交易将进一步补充有关结构设计和高档MDAO的未来详细研究。
航天器的热防护系统
热保护系统 (TPS) 是航天器的重要组成部分，用于保护航天器免受进入大气层时空气产生的热量。近几十年来，人们开发和使用了不同类型的 TPS，包括被动、半被动和主动系统。随着对可重复使用运载火箭 (RLV) 的需求不断增长以及行星际载人飞行任务的新目标，开发有效 TPS 的探索也随之加速。本文全面概述了从 20 世纪中叶到现在不同类型 TPS 的技术发展。回顾了不同类型的 TPS 在各种 RLV 中的应用，并介绍了 TPS 技术的当前发展水平。根据最新的 NASA 技术路线图，质量高效的 TPS 材料和技术、建模和仿真工具和技术以及 TPS 传感器和测量系统这三个主要方面被确定为未来太空任务 TPS 的当前挑战。本文详细讨论了这些挑战，并详细介绍了不同类型 TPS 的未来前景。
可重复使用运载火箭下降与精确着陆的先进制导与鲁棒控制耦合
摘要：本文研究了连续凸优化制导与鲁棒结构化 H ∞ 控制的耦合，用于可重复使用运载火箭 (RLV) 的下降和精确着陆。更具体地说，该制导和控制 (G&C) 系统预计将集成到非线性六自由度 RLV 控制动力学模拟器中，该模拟器涵盖配备推力矢量控制系统和可操纵平面翼的第一级火箭的气动和动力下降阶段，直到垂直着陆。进行了成本函数策略分析，以找出最有效的闭环实现方法，其中包括鲁棒控制系统和所涉及的运载火箭飞行力学。此外，还详细介绍了通过结构化 H ∞ 进行控制器合成。后者是在下降轨迹的不同点使用比例-积分-微分 (PID) 类结构构建的，并对姿态角、速率和横向体速度进行反馈。通过上述模拟器的线性分析和非线性情况验证了该架构，并通过在正常条件下以及存在扰动的情况下与基线系统比较性能和稳健性来验证 G&C 方法。总体结果表明，所提出的 G&C 系统是可重复使用发射器真实下降飞行和精确着陆阶段的相关候选系统。
ASCenSIon 中可重复使用运载火箭的任务分析、GNC 和 ATD：多轨道多有效载荷注入、再入和安全处置
摘要 可重复使用运载火箭 (RLV) 不仅是经济和生态可持续的太空进入的关键，也是满足对小型卫星和巨型星座日益增长的需求的一项至关重要的创新。为了确保欧洲独立的太空进入能力，ASCenSIon（推进太空进入能力 - 可重复使用性和多卫星注入）作为一个创新培训网络诞生，拥有 15 名早期研究人员、10 名受益者和 14 个遍布欧洲的合作组织。本文概述了该任务，从可重复使用级的上升到再入，包括多轨道注入和安全处置。特别关注 ASCenSIon 内部开展的有关任务分析 (MA)、制导导航和控制 (GNC) 和气动热力学 (ATD) 的活动。介绍了项目的预见方法、途径和目标。这些主题由于相互关联，需要内部创新和高水平的协作。飞行前设计能力推动了 MA 和 GNC 任务化工具与 ATD 软件相结合以测试/探索再入解决方案的必要性。这种可靠而高效的工具将需要开发用于发射器再入的 GNC 算法。此外，还解决了 RLV 轨迹优化的具体挑战，例如集成的多学科飞行器设计和轨迹分析、快速可靠的机载方法。随后，本研究的结果用于制定控制策略。此外，执行新颖的多轨道多有效载荷注入。随后，开发了一种 GNC 架构，该架构能够在精度和软着陆约束下以最佳方式将飞行器引导至目标着陆点。此外，ATD 在多个阶段影响任务概况，需要在每个设计步骤中加以考虑。由于初步设计阶段的复杂性和计算资源有限，需要使用响应时间短的替代模型来基于压力拓扑预测沿所考虑轨迹的壁面热通量。完整的概况包括发射装置为确保遵守空间碎片减缓指南而采用的任务后处置策略，以及这些策略的初步可靠性方面。本文对 ASCenSIon 工作框架内讨论的主题及其相互联系进行了初步分析，为开发 RLV 的新型尖端技术铺平了道路。关键词：可重复使用运载火箭、制导、导航和控制、可靠性、气动热力学、
航空航天学首届演讲
我在国立技术大学学习，2000 年在伦敦大学帝国理工学院/玛丽女王学院获得航空航天工程博士学位。1996 年至 1999 年在玛丽女王学院担任研究员期间，我被英国国防部 - 国防评估研究局 (DERA) 评为模范研究员。2002 年至 2004 年，作为欧空局航空航天高级研究科学家，我负责欧空局未来发射准备计划 (FLPP) 和欧洲 SOCRATES 可重复使用运载火箭 (RLV) 的飞行模块交付，并因此获得多项奖项。在法国第戎的国家科学研究院和帝国理工学院从事全职研究后，我开始了稳定的研究生涯，并于 2000 年在一个由国防部、英国国防评估研究局 (DERA)、美国国家航空航天局和伦敦大学工程与物理科学研究委员会 (EPSRC) 联合运营和赞助的项目上获得博士学位。我的所有工作都是在航空航天先进复合材料、运载火箭（RLV 和 ELV）设计和空间推进领域。我是皇家航空学会的当选会员、材料研究所的会员和美国航空航天学会的副研究员。我担任太空运输技术委员会的技术轨道主席。我是 AIAA 太空运输会议和出版物委员会主席，也是学术事务委员会的成员。我是材料研究所科学研究部门的成员 - 英国科学理事会的科学研究委员会，
应用贝叶斯推理估计 CALLISTO 气动数据库中的不确定性
生成气动数据库 (AEDB) 是 RLV 乃至整个航空航天飞行器开发中的一个重要方面，该数据库可描述飞行器的气动飞行品质。这些数据库通常通过简单的启发式模型从计算流体力学 (CFD) 模拟和风洞试验 (WTT) 中汇总而成。虽然这种经典方法适用于估算标称气动系数，但量化这些飞行前数据相对于最终飞行行为的不确定性仍然是一项艰巨的任务，需要大量的人类专业知识和“直觉”。然而，特别是对于运载火箭而言，这些不确定性对于确保稳健的制导和控制算法以及满足所选任务概况的飞行器性能至关重要。
B. 空间应用：。
• 2023 年 3 月 26 日，LVW.13-M3/OneWeb Inda.2 任务成功发射，36 颗卫星被部署到预定轨道。这是 LVM3 运载火箭的第三次运行和第二次连续商业飞行。 • RLV 的俘获阶段测试•于 2023 年 3 月 19 日在 Chitradurga 的 ATR 成功进行。所有系统和子系统都已为可重复使用运载火箭自动着陆实验 (RLV-LEX) 做好准备。 • PSLV-0551 TeLEOS-02 任务的第一阶段运载火箭堆叠活动已完成。 • PSLV-055 发射所需的 PS4 上面级的集成活动已完成，并已派往 Sriharikota 进行进一步活动。 • GSLV F12/NVS-01 任务的运载火箭堆叠活动已于 2023 年 3 月 30 日开始在 Srinallkota 的 SDS.C 进行。
迈向下一步：Spaceliner 8 Pre-Definition
Spaceliner完全可重复使用的发射器和超高速度的火箭式乘客运输处于概念设计阶段。正在进行的概念进化正在解决下一个配置版本8的系统方面。自2016年以来，有翼的，可重复使用的上层阶段几乎没有受到影响，目前正在移动本文中描述的有希望的重新设计选项的重点。空间机舱集成是要解决的重要方面，也是执行符合噪声和声音启动约束的多个任务的可行性。对不同临界分离案例的系统评估表明，胶囊的空气动力不稳定设计是不可接受的，需要重新设计用于Spaceliner 8。此外，未来SLC的鼻子部分应包括一部分分离电机，从而有助于提高急诊分离手术的稳定性。关键字：RLV，LOX-LH2-螺旋杆，空位，点对点乘客运输