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火箭的总质量 M total = 5000 kg 和比冲 Isp = 350 s 相同。两枚火箭的有效载荷质量 ML = 50 kg。双级火箭的总结构质量为 Vs1 + Ms2 = 400 kg + 100 kg = 500 kg,这是单级火箭的结构质量。双级火箭的总推进剂质量为 Mp1 + Mp2 = 3450 + 1000 = 4450 kg,这是单级火箭的推进剂质量。两枚火箭都将相同的 50 kg 有效载荷推入太空。计算并比较火箭的燃尽速度。
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、
这些计算机通过以太网和光纤连接。有一个单独的环形安全服务器,由一名高级科学家控制。如果火箭的路径出现异常,这个人可以引爆火箭,这样火箭就会在海上爆炸,不会影响附近的人类。与火箭发射有关的信息有 45 个级别。运载火箭指挥员在 (t16) 分钟时授权发射。自动序列程序检查火箭的健康状况(就各种参数而言),并确保参数的任何偏差都在特定范围内。
罗希尼探空火箭经常用于印度空间研究组织以及来自印度和国外的科学家正在开发的新技术的飞行演示。IAD 的作用是使坠入大气层的物体减速。IAD 最初被折叠起来并放在火箭的有效载荷舱内。在大约 84 公里的高度,IAD 充气,并与探空火箭的有效载荷部分一起坠入大气层。IAD 通过气动阻力系统地降低了有效载荷的速度,并遵循了预测的轨迹。
我们将“车辆”定义为我们的有效载荷所包含的机制,以安全到达轨道。我们已经决定,由于其经过验证的空气动力学特性,我们的车辆应模仿典型火箭的形状,并应包括带有鼻锥和鳍的细长体的特性(以降低空气阻力和稳定性/对照的增加)。由于弹弓推出了这辆车,因此不需要自己的燃料或推进来源 - 因此,不需要携带燃料,水箱,发动机或推进剂。这意味着车辆只是火箭的外壳,因此有效载荷可以构成总质量的整个(除了车身所需的大量材料之外)。我们发现,典型火箭的外壳的质量占总质量的3-4%,这意味着我们车辆的有效载荷可以占我们卫星可以发射的最大质量的96-97%。我们还决定,我们的车辆将由6061-铝制成,这是最轻但最强的空气动力学材料(每4x12ft板的重量为9.667kg)。(火箭使用哪种材料?从https://howthingsfly.si.edu/ask-an-explainer/what-kind-materials-are-used-rockets https://wwwww.sciencecelearn.org.nz/resources/resresources/392-Rocket-rockednamics)检索06/08/2022。检索06/08/2022。
由于运载火箭的性能与其飞行控制系统密切相关,因此航天飞行中的一个重大挑战是设计姿态控制算法,以确保运载火箭的稳定性,同时遵循确定的轨迹并抑制外界干扰。本报告旨在描述设计这种控制算法并最终评估其性能的通用方法。首先,回顾了现有的姿态控制方法并介绍了线性控制理论。然后介绍影响运载火箭的重要现象,包括刚体动力学、空气动力学、发动机惯性、下垂模式和弯曲模式。然后,使用给定的案例研究作为示例来估计描述所有这些现象的参数。然后推导线性运动方程,并提出构建车辆及其执行器的状态表示的方法。基于该线性模型,本文描述了一种逐步方法来计算用于处理所有相关现象的稳定 PID 控制器。最后,进行包括稳定性、时间响应、灵敏度和鲁棒性在内的性能分析,以评估控制器行为。
摘要 本研究开发了一种轨迹模拟方法,用于估计低空火箭的远地点前飞行参数。旨在发展火箭轨迹的数学模型,并为设计和性能分析提供视角。使用四阶龙格-库塔方法对火箭的运动方程进行积分。首先,研究火箭在飞行过程中的高度、速度、加速度和俯仰角值随时间的变化。其次,动态计算压力中心和重心,以确定飞行过程中火箭静态裕度的变化。这种方法允许模拟提供有关火箭稳定性的信息。通过将数值结果与实际飞行数据和开源软件进行比较,验证了数值结果的准确性。为此,本研究使用了两枚具有设计参数和实际飞行数据的火箭,这些火箭之前曾发射到不同的高度。本研究特别关注非制导、低空、亚音速探空火箭的轨道模拟和稳定性,并强调了建模和仿真在火箭设计和优化中的重要性。
摘要:俄罗斯Gird-09火箭在1933年首次证明的混合火箭推进,结合了液体氧化剂和固体燃料以产生推力。尽管有许多优势,例如增强的安全性,可控性和潜在的环境益处,但混合动力尚未在太空应用中发挥全部潜力。近年来,关于混合推进的研究在学术界和工业中都取得了巨大的动力。最近的成就,例如学生火箭的海拔记录(64公里),第一台电动泵送的混合动力火箭的发射以及成功的25 S悬停测试突出了混合火箭的潜力。但是,尽管混合社区正在不断增长,但尚不存在工业利用和空间验证。在这项工作中,我们通过从文献中提出潜在的应用领域来重新评估混合火箭发动机的可能性。最重要的是,我们确定了阻碍太空部门混合推进的突破的技术挑战,并评估弥合混合火箭开发中差距所必需的技术和方法。