摘要 — 现代太空运载火箭 (SLV) 外形细长,由于使用了轻质材料,通常具有柔性。这种结构柔性与传感器和执行器动力学相结合,会对 SLV 的控制产生不利影响,从而导致运载火箭不稳定,在最坏的情况下,还会导致结构故障。这项工作侧重于 SLV 的刚性和柔性动力学的建模和仿真及其与控制系统的相互作用。SpaceX 的 Falcon 9 被选为本研究的对象。使用 Ansys 中的模态分析计算柔性模式。开发了高精度非线性模拟,将柔性模式及其与刚性自由度的相互作用结合起来。此外,还开发了柔性体动力学的线性化模型,涵盖整个轨迹直到第一级分离。使用经典控制方法,开发了使 SLV 保持其期望轨迹的姿态控制器,并设计了多个滤波器来抑制柔性动力学的相互作用。设计的控制器以及滤波器在非线性模拟中实现。此外,为了证明设计的控制器的鲁棒性,进行了蒙特卡罗模拟并给出了结果。关键词 — 航天运载火箭;柔性动力学;柔性模式;增益稳定;陷波滤波器;低通滤波器;椭圆滤波器
航空航天工程将巧妙的概念带到了科学技术的前沿。随着自着陆火箭和运载火箭的出现,挑战也随之而来。该项目旨在扩展控制方面的新挑战。设计和实施 PID 控制器,为未来的更大创新奠定基础。该项目的工作完成了可行控制系统的设计。之后,使用 Scikit 学习包通过 Python 中的线性回归方法对控制器进行调整。然后对计算机自动控制器调整、手动调整和机器学习算法调整进行了比较。结果得出结论,针对特定情况的专门机器学习方法在实施时可以带来更好的整体性能提升。飞行中的机动火箭是概念和设计的证明,这将在未来带来更大的控制创新。
关于普华永道太空行业,普华永道太空实践是PWC咨询实践的一部分,其中包括战略和咨询。PWC太空团队完全致力于太空领域。我们的团队包括来自全球普华永道网络顾问支持的所有太空部门的专家。我们的专业知识涵盖了整个太空领域,并跨越了从上游到下游的价值链。我们帮助实体,公共和私人,在不断变化的环境中面临其业务,技术和治理挑战。
添加剂制造和新材料正在发展,多个同事和组织负责NASA HR-1的发展和发展。作者要感谢SLS液体发动机办公室(LEO)计划以及快速分析和制造推进技术(RAMPT)提供资金和支持以开发流程并推进这种合金。我们要感谢Johnny Heflin,Keegan Jackson和John Fikes提供了项目领导。我们要感谢我们的行业和学术界合作伙伴,包括RPM创新(RPMI),Beam,Fraunhofer,Formalloy和Auburn University的Nima Shamsaei(Rampt公共私人合作伙伴),以及阿拉巴马大学(UAH)大学(UAH)的Judy Schneider(UAH)(UAH)(UAH)开发和特征分类的sampemples。我们还要感谢提供原料粉的各种供应商,包括均质化金属公司(HMI),Praxair和Powder Alloy Corporation(PAC)。热处理是一项关键操作,我们的专家Pat Salvail,Kenny Webster和David Cole提供了出色的支持。我们还要感谢NASA GRC Counterparts,包括David Ellis,Justin Milner,Chris Kantzos,Ivan Locci以及许多其他帮助评估和表征样本的人。此外,我们认识到其他工程师在整个开发和测试中都提供了投入,包括托马斯·蒂斯利(Thomas Teasley),克里斯·普罗尔兹(Chris Protz),威尔·蒂尔森(Will Tilson),布莱恩·韦斯特(Brian West),凯瑟琳·贝尔(Brian West),凯瑟琳·贝尔(Catherine Bell),萨曼莎·麦克莱罗(Samantha McLeroy)以及MSFC,GRC和工业的许多其他工程。
摘要 本文将介绍韩国航空宇宙研究院经济实惠且环保的太空运输计划所采用的增材制造液体火箭发动机部件,并介绍推力室和其他部件的当前发展状况。已采用增材制造技术制造了多个推力室部件,即激光粉末床熔合 (L-PBF) 和粉末定向能量沉积 (p-DED),L-PBF 的材料为纯铜、Inconel718 和 CuCrZr,p-DED 的材料为铝青铜和 Inconel 625。并对制造的推力室进行了点火试验。用于 30 kN 推力液体火箭发动机的涡轮泵也正在设计和计划通过增材制造进行制造。此外,还评估和验证了增材制造对发动机喷嘴延伸、高压容器、热交换器和推力框架的可行性和适用性。
每架美国飞机都有NASA Glenn技术,使飞行器清洁,更安全,更安静。今天,我们正在对电气化飞机推进,高级材料和替代燃料进行革命性航空研究,以帮助国家实现其气候变化目标。我们还正在探索下一代超音速和高音飞机。通往月球的道路穿过俄亥俄州。Glenn的世界一流测试设施以及无与伦比的权力,推进和通信专业知识对于推进Artemis计划至关重要。Glenn的太阳能推进将有助于将未来的勘探任务推向月球,最终是火星,宇航员将进行科学研究并在表面上建立存在。
高性能空间推进系统通常使用压力喂养系统,这些系统可以推动推进剂储罐质量并限制空间发动机性能和设计品种。在本文中,演示了火箭发动机燃油泵应满足的特定规格和设计因素,并根据适合与火箭发动机一起使用的所有必要泵的适用性形成了比较研究。此外,本文描述了低成本和高性能泵技术。该新活塞泵已改进了空间应用。根据该泵的身体类型,应在所需的压力和温度以及流体处理的速度,体内泄漏以及零件的强度下评估其各个部位。我们的审查结果表示为使太空火箭的不同情况完全认识。