想象一下在国际空间站、前往月球的 Gateway 或前往火星的宇宙飞船中度过一整天的微重力生活。从早上起床到晚上睡觉,你会做什么?这些事情有什么不同?宇航员在微重力环境下吃饭、每天至少锻炼 2 小时、刷牙,但这并不完全一样,因为所有东西都漂浮着!他们也努力工作,尽情玩乐——从进行重要的科学研究到在太空中编织或弹吉他。你可以进行哪些微重力实验来了解微重力生活的不同之处?你可以创新(和测试!)哪些发明或技术来帮助宇航员在微重力环境下生活?
再生冷却或倾倒冷却喷嘴是热气体膨胀的关键部件,可实现液体火箭发动机系统的高温和性能。再生冷却通道壁喷嘴是整个推进行业使用的一种设计解决方案,是一种制造带有内部冷却液通道的喷嘴结构的简化方法。通道壁喷嘴 (CWN) 设计的规模和复杂性可能给制造带来挑战,从而延长交货时间并提高成本。其中一些挑战包括:1) 独特且耐高温的材料,2) 在制造和组装过程中对大型零件的严格公差以容纳高压推进剂,3) 薄壁特征以保持足够的壁温,以及 4) 独特的制造工艺操作和复杂的工具。美国国家航空航天局 (NASA) 和美国专业制造供应商正在完善现代制造技术,以降低复杂性并降低与通道壁喷嘴制造技术相关的成本。增材制造 (AM) 是正在评估的通道壁喷嘴关键技术进步之一。推进部件的增材制造大部分集中在激光粉末床熔合 (L-PBF) 上,但目前还无法将其规模化应用于大型喷嘴。NASA 正在开发用于喷嘴的定向能量沉积 (DED) 技术,包括基于电弧的沉积、吹粉沉积和激光丝直接封堵 (LWDC)。目前考虑采用不同的方法来制造喷嘴,并且每种 DED 工艺都提供独特的工艺步骤以实现快速制造。基于电弧和吹粉沉积的技术用于形成 CWN 衬套。正在展示各种材料,包括 Inconel 625、Haynes 230、JBK-75 和 NASA HR-1。吹粉 DED 工艺也正在展示如何在类似材料中通过一次操作形成整体通道喷嘴。LWDC 工艺是一种使用局部激光丝沉积技术封堵衬套内通道并形成结构夹套的方法。除了双金属收尾材料(C-18150 - SS347 和 C-18150 - Inconel 625)外,该工艺还使用了上述相同的材料。NASA 已完成对各种通道壁喷嘴制造技术的工艺开发、材料特性和热火测试。本出版物概述了正在评估的各种通道壁喷嘴制造工艺和材料,包括热火测试的结果。还讨论了与通道壁喷嘴制造相关的未来发展和技术重点领域。
红色风筝©是一种在一吨净爆炸物质量中的市售,连续产生的固体推进剂发声的火箭电机。它是为了响应科学界对高性能发声火箭车的持续需求而开发的。红色风筝的主要目的是用作军事盈余和商业第二阶段的强大助推器,但是当由更大的电动机或另一个红色风筝加强时,也可以用作维持者。典型的有效载荷范围为200至600公斤。在针对微重力研究量身定制的任务设计中使用时,典型的上流范围在250至300公里之间,而高音群落的需求可以通过抑制的轨迹设计来满足,通常在30至60 km的高度带中以6至9的水平飞行提供水平飞行。在2017年的A阶段定义研究之后,德国航空航天中心DLR于2020年签约拜仁 - 卫生馆,用于开发和制造红色风筝电机,最初提供30个串行单位。在初步设计和材料选择阶段,机械,烟火和电气子系统的地面测试之后。最后,在2023年8月在Esrange太空中心成功测试了两个完整的鉴定电动机,在完成严格的热循环和机械振动代表方案之后,测试模型降低了操作温度信封的上和下限,在处理,运输和飞行过程中预期的负载代表。成功获得资格后,启动了串行生产,并于2023年11月从安安空航天中心(AndøyaSpace Center)从安德尼(Andøya)航天中心(AndøyaSpace Center)发行了串行电动机。本文总结了电动机性能,系统设计的各个方面,资格计划及其在主动和未来的发声火箭车中的应用范围。
本文介绍了全球范围内混合火箭发动机在太空运输中的应用发展现状。介绍了历史根源,并分析了在几十年内人们对混合技术兴趣不大之后重新审视该技术的原因。本文讨论了探空火箭、可重复使用亚轨道系统和运载火箭的现代发展,特别关注推进剂技术。各种推进剂组合包括使用液氧、过氧化氢、一氧化二氮和一氧化二氮-氧气混合物作为氧化剂。本文考虑了不同的燃料,并考虑了性能以及可获得的回归率等。本文介绍并分析了使用不同推进剂组合的车辆的初步计算结果。并与全球范围内提出的混合火箭配置进行了比较。本文指出了尚未解决的问题和几个未知数,包括混合火箭发动机的可扩展性问题、大型发动机的燃烧不稳定性、金属化燃料的燃烧效率、推进剂的体积性能以及车轮颗粒几何形状下的燃料残留质量。本文讨论了新型太空混合运载火箭(虽然通常级间可重复使用性有限)是否在成本上与其他化学火箭推进系统开发相比具有竞争力。本文总结了未来潜在的进步和技术机遇。进行这项研究的主要目的是对全球现有或目前正在开发的不同混合推进技术进行比较。
摘要:现代可重复使用发射器的发展,例如采用 LOX/LCH4 Prometheus 发动机的 Themis 项目、采用 LOX/LH2 RSR2 发动机的可重复使用 VTVL 发射器第一级演示器的 CALLISTO 以及采用 Merlin 1D 发动机的 SpaceX 猎鹰 9 号,都凸显了对先进控制算法的需求,以确保发动机的可靠运行。这些发动机的多次重启能力对节流阀提出了额外的要求,需要扩展控制器有效性域,以便在各种操作状态下安全地实现低推力水平。这种能力也增加了部件故障的风险,尤其是当发动机参数随着任务概况而变化时。为了解决这个问题,我们的研究使用多物理系统级建模和仿真,特别关注涡轮泵部件,评估了可重复使用火箭发动机 (RRE) 及其子部件在不同故障模式下的动态可靠性。使用 EcosimPro-ESPSS 软件(版本 6.4.34)进行的瞬态条件建模和性能分析表明,涡轮泵组件在标称条件下保持高可靠性,涡轮叶片即使在变化的热负荷和机械负荷下也表现出显著的疲劳寿命。此外,提出的预测模型估计了关键部件的剩余使用寿命,为提高可重复使用火箭发动机中涡轮泵的寿命和可靠性提供了宝贵的见解。本研究采用确定性、热相关结构模拟,关键控制目标包括燃烧室压力和混合比的最终状态跟踪以及操作约束的验证,以 LUMEN 演示发动机和 LE-5B-2 发动机为例。
在升空或发射后(情况下)尽快在特殊注册表中的注册,并且在本法规范围内提出或启动活动后的三十(30)天。确认根据上一段提交的注册信息的有效性,自开展空间空间支撑飞行活动或高海拔活动之日起的最长14(14)天内。
• 与传统的火箭发动机制造工艺相比,金属增材制造在交付周期和成本方面具有显著优势 • 交付周期缩短了 2-10 倍,成本降低了 50% 以上 • 液体火箭发动机本身就很复杂,而增材制造提供了新的设计和性能机会 • 使用传统技术难以加工、交付周期长或以前不可能加工的材料,现在都可以通过金属增材制造来加工
图1:(a)Tesseract磁力计设计在30%玻璃填充的Torlon工程塑料的对称块中固定了六个微型低噪声赛车芯。这些赛道芯是由Miles等人(2022年)开发的,用准螺旋驱动绕组包裹,以调节核心的渗透性,然后用螺线管般的旋转旋转覆盖以感知调制信号。Tesseract的反馈线圈在相同的玻璃填充摩托底座上缠绕,以实现结构稳定性。这些反馈线圈(红色)以三个轴四轴Merritt线圈排列,该线圈在传感器内部产生了巨大的磁同质性区域。(b)Aut Build 80
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标题为“开发3D印刷的立方体卫星”的项目,用于测量气候条件,以确定2021年9月至2022年4月在我们的监督下的火箭轨迹。