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一種兩級入軌可重復(fù)使用飛行器規(guī)模評估方法

劉磊; 楊肖鋒; 肖光明; 魏東; 唐偉 中國空氣動力研究與發(fā)展中心空氣動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 四川綿陽621000

摘要：以水平起降兩級入軌可重復(fù)使用天地往返飛行器為研究對象,在考慮發(fā)動機(jī)模態(tài)轉(zhuǎn)換條件及性能和飛行器推阻特性的情況下,提出了一種基于運(yùn)載任務(wù)能力的飛行器結(jié)構(gòu)質(zhì)量和容積規(guī)模評估的逆向分析方法.根據(jù)飛行任務(wù)特點(diǎn),分別借鑒提出了一種運(yùn)載系統(tǒng)一級和二級的飛行器氣動布局方案.以2T有效載荷、LEO近地軌道為任務(wù)需求,以馬赫數(shù)6.0、高度30km為分離點(diǎn),對飛行器外形尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量及燃料裝填進(jìn)行了評估,并探討了飛行器結(jié)構(gòu)質(zhì)量與尺寸間的關(guān)系,以及推進(jìn)劑參數(shù)、發(fā)動機(jī)性能和飛行剖面等對飛行器規(guī)模的影響.結(jié)果表明,發(fā)動機(jī)效率對飛行器整體規(guī)模影響顯著,液體燃料在起飛總重方面有優(yōu)勢,更適合于兩級入軌飛行器.同時,不同飛行剖面對飛行器規(guī)模有一定影響,概念設(shè)計(jì)階段應(yīng)合理選擇飛行剖面以減輕設(shè)計(jì)難度.

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