2020-2024年中国临近空间飞行器的分析
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临近空间飞行器滑橇式起落架缓冲特性分析孙嘉璘;黄伟;卢齐跃【摘要】可收起的滑橇式起落架能够解决临近空间飞行器机身内部空间紧张的问题.为验证滑橇式起落架的可靠性,优化滑橇式起落架的结构设计,需建立准确的滑橇式起落架动力学模型,对其落震动力学特性及影响落震性能的主要因素进行分析.文章基于某临近空间飞行器的滑橇式前起落架原型,对其进行运动学分析,建立基于ADAMS的三维落震仿真模型并进行动力学分析,得到其落震动力学特性.研究了缓冲器油孔尺寸、滑橇结构件的柔性以及滑块与地面间的摩擦因数对落震性能的影响.仿真结果表明,相同工况下滑橇式起落架的缓冲器行程比支柱式起落架短23.29%,缓冲力峰值比支柱式起落架高62.5%,油液阻尼力占缓冲器轴力的比值达到87.55%,因此滑橇式起落架不利于承受大冲击.缓冲性能受油孔尺寸影响,减小油孔面积,缓冲器载荷增大,最大行程减小.此外起落架缓冲性能还受到地面摩擦因数的影响,缓冲力峰值与缓冲器行程均随地面摩擦因数增大而增大.分析结果对可收起的滑橇式起落架的设计有一定的参考价值,有利于其在航空航天领域的应用.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】9页(P51-59)【关键词】缓冲性能;滑橇式起落架;动力学;临近空间飞行器【作者】孙嘉璘;黄伟;卢齐跃【作者单位】北京空间机电研究所,北京 100094;中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室,北京 100094;北京空间机电研究所,北京 100094;中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室,北京 100094;北京空间机电研究所,北京 100094;中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室,北京100094【正文语种】中文【中图分类】V226起落架是飞行器的重要组成部分,起落架的缓冲性能直接影响到飞行器的起降安全。
建立合理的起落架落震动力学模型,对优化起落架的结构设计,确保飞行器安全平稳着陆具有重要意义。
临近空间飞行器的分析和展望作者:暂无来源:《科技创业月刊》 2016年第20期赵欣(西北工业大学航天学院陕西西安 710000)摘要:临近空间飞行器在未来的航空航天领域具有巨大发展优势,文章分析了临近空间的环境,通过各国发展的现状分析临近空间飞行器的特点和性能优势。
通过比较当今已研究出飞行器间的优缺点,并结合当前和未来发展的需要,提出临近空间飞行器的改进方向和未来展望。
关键词:临近空间;飞行器;环境;监测;特点研究中图分类号:V272文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1665-2272.2016.20.008临近空间不同于航空领域和航天领域所指空间,其高度范围在20-100km之间。
临近空间区域包括大气平流层大部,中间大气层全部和热层区域的少部。
在这个空间范围中,空气动力学原理和飞行力学原理无法适用。
飞机在此空间无法正常的机动,卫星等航天器在此领域无法获得维持正常运行的速度。
临近空间空气稀薄,气流流动相对缓和,但此区域的电磁辐射等环境复杂。
长期以来,由于技术上的限制,临近空间一直被人类所忽视。
但临近空间作为一个未知的探索区域,有着得天独厚的优势。
上可入天,下可入地,可以避免多数武器的打击,又可作为空中平台对航空航天进行连接,形成空天一体化系统。
近年来,由于科技的进步和各国政府对此区域的重视提高,临近空间飞行器的研制得到广泛的关注。
现今,美国、俄罗斯、以色列和日本等国对临近空间飞行器的研制已经走到了世界前列。
1 临近空间飞行器的概念临近空间飞行器是指在临近空间飞行并执行相关任务的飞行器。
这种飞行器根据构型不同在临近空间可以完成侦查、环境监测、电子对抗、物品投送和空间打击等任务。
临近空间飞行器根据标准的不同有不同的分类。
根据其飞行动态可以分为低动态临近空间飞行器和高动态临界空间飞行器。
低动态临近空间飞行器主要包括低马赫数飞行器,例如高空气球、飞艇和高空无人机等。
此类飞行器主要依靠空间浮力进行工作。
2024年航天器市场需求分析1. 引言航天器市场作为科技行业中重要的一环,受到了全球范围内的广泛关注。
随着人类社会的不断发展和科技的进步,航天器的需求也日益增加。
本文旨在对航天器市场的需求进行分析,为相关从业者提供有关市场潜力和发展方向的参考。
2. 市场规模和增长趋势航天器市场的规模取决于需求和供应的平衡。
目前,全球范围内的航天器市场规模已经达到数百亿美元,并且呈现出持续增长的趋势。
根据国际航天发展组织的数据,未来几年内,全球航天器市场有望继续保持稳定增长。
3. 市场驱动因素航天器市场的需求驱动因素包括以下几个方面:3.1 科学研究和探索需求航天器在科学研究和探索领域发挥着重要作用。
太空探测任务、行星探测等科学研究项目的需求推动了航天器市场的增长。
3.2 通信和卫星导航需求卫星通信和导航系统的广泛应用使得对航天器的需求量大幅增加。
无线通信、移动互联网等应用领域对高性能、高可靠性的卫星设备需求不断上升。
3.3 太空探索和旅游需求随着太空旅游和私人太空探索的兴起,航天器市场在这一领域也面临着新的机遇和挑战。
私人企业和富豪对太空旅游的兴趣不断增加,推动了航天器市场在太空旅游领域的增长。
4. 市场竞争格局航天器市场存在着激烈的竞争。
各国政府和私营企业都在加大对航天器研发和生产的投入。
美国、俄罗斯、中国等国家在航天器领域具有强大的技术实力和市场竞争力。
5. 市场发展趋势和前景航天器市场未来的发展趋势主要包括以下几个方面:5.1 大型载人航天器的发展随着私人太空旅游的兴起,大型载人航天器的需求量将会增加。
私人企业的投资和技术突破将推动大型载人航天器的发展和应用。
5.2 小型卫星和微卫星的发展小型卫星和微卫星的成本相对较低,应用范围广泛。
未来几年内,小型卫星和微卫星市场有望快速增长。
5.3 航天器可重复使用技术的应用航天器的可重复使用技术将减少发射成本,提高航天器的利用率。
随着可重复使用技术的成熟和应用,航天器市场有望进一步扩大。
临近空间在网络中心战中的应用前景分析临近空间在网络中心战中的应用前景分析Analysis of the Near-space Application Prospect in the Network-centered Warfare郑昱/ 中国电子科技集团公司第二十七研究所摘要:临近空间各类平台等相关技术的发展推动,导致临近空间迅速成为各国在空间控制和空间利用中竞争的新热点。
本文在阐述网络中心战的概念及作战目标的基础上,提出了临近空间在网络中心战中的应用方向,给出了应用优势及应用效能分析。
关键词:临近空间;网络中心战;军事应用网络中心战是信息时代现代化作战发展过程中的全新作战模式,是信息优势驱动下的作战概念,它将传感器网、指挥控制网和交战网格联成一个有机网络,共享感知态势/共享信息,提高指挥速度,加快作战节奏,具有高度的自适应、自同步能力,提高了联合部队的综合作战能力,从而将信息优势转化为作战优势。
目前,临近空间的特征和应用优势已受广泛关注,关于临近空间的开发和应用计划也均是基于其空间优势而展开实施的。
依托于临近空间飞行平台,基于临近空间信息技术所构建的临近空间信息系统具有高时空分辨率侦察监视、大区域信息覆盖、可快速机动部署等特点,可与航天、航空信息系统组成有机整体,有力地遂行网络中心战作战样式,夺取区域空间信息优势,为打赢高技术条件下的局部战争提供强有力的支撑。
1网络中心战概念与作战目标网络中心战是指利用信息网络系统,将地理上分散部署在陆海空天广阔区域内的各种探测系统、指挥系统和武器系统等集成为一个一体化的作战体系,各级作战人员能够利用该网络共享战场态势、交流作战信息、指挥与实施作战行动。
网络中心战是高度智能化的联合作战,其基础是高度智能化的综合网络,由三个互联互通、无缝连接的网络组成。
一是传感器网络,由分布在陆海空天的各类专用侦察设备、各种武器平台上潜入的侦察设备以及情报中心构成,是依托于信息栅格的动态的网络,为指挥官提供高度透明和持续不断的战场态势信息。
2024年航空航天市场需求分析1. 引言航空航天产业是现代经济中不可或缺的一环。
随着全球经济的发展和人们对出行方式的不断变化,航空航天市场需求也在不断增长。
本文旨在探讨航空航天市场的需求情况,并分析其发展趋势和挑战。
2. 航空市场需求分析2.1 商业航空市场需求商业航空市场需求主要受到经济增长、旅游需求和全球化的影响。
随着全球经济的蓬勃发展,人们对商务旅行和休闲旅游的需求逐渐增加。
同时,全球化和贸易自由化的推进也使得跨国企业和贸易往来频繁,进一步推动了商业航空市场的需求增长。
2.2 军用航空市场需求军用航空市场需求主要受到国家安全和军事现代化的影响。
随着世界各国军事力量的重组和现代化进程的推进,对军用航空器的需求也日益增长。
同时,军事合作和对外援助也推动了军用航空市场的需求扩大。
3. 航天市场需求分析3.1 商业航天市场需求商业航天市场需求主要受到科技创新和太空探索的影响。
随着科技的进步,商业航天公司开始涌现,推动了航天技术的商业应用。
同时,对太空资源的探索和利用成为了商业航天市场的重要需求。
3.2 政府航天市场需求政府航天市场需求主要受到国家卫星通信、导航系统和国防安全的影响。
随着现代军事技术的发展,对卫星通信和导航系统的依赖程度不断增加。
此外,航天技术也被广泛应用于气象预测、环境监测等领域,满足国家发展和安全需求。
4. 航空航天市场需求发展趋势和挑战4.1 发展趋势•航空市场需求将持续增长,尤其是亚太地区和新兴市场的增长潜力巨大。
•商业航天市场将逐步成熟,探索和利用太空资源的商业化将成为重要发展方向。
•航空航天领域的科技创新将推动市场需求的进一步扩大。
4.2 挑战•环境问题是航空航天市场面临的重要挑战,航空和航天运输的碳排放对气候变化和环境污染造成一定影响。
•安全问题是航空航天市场需求增长过程中不可忽视的挑战,需要加强技术监管和风险控制。
•成本压力也是航空航天市场需求增长的限制因素,特别是对于商业航天市场和新兴市场来说,成本的降低是推动需求增长的关键。
临近空间飞行器发展的若干方面思考1 概述近年来,以美国为主的世界航天大国对临近空间的关注逐渐升温,临近空间飞行器设计研制中的关键技术超燃冲压发动机技术、乘波体结构设计技术、耐高温材料制造技术均取得了较大进展,这为进一步开展实用性临近空间飞行器的研制铺平了道路。
因此,美国、俄罗斯、欧洲各国及以色列等具有雄厚工业基础的国家均积极地参与到临近空间飞行器相关技术的研究之中,其中美国投入的经费最多,取得的成果也最大,并持续性地进行了一系列相关的验证试验。
临近空间(Near Space)又称“近空间”、“近地空间”或“空天过渡区”等。
临近空间通常是指20~100km的高空,低于20km的空域是传统航空器的主要运行空间,高于100km的空域是航天器的运行空间。
由于临近空间的大器密度稀薄,常规的飞行器无法到达这一高度。
因此,临近空间便成了相对对立的“真空”层。
临近空间飞行器(Near Space Vehicle)是指可在临近空间长期飞行的大气飞行器,目前应用较多的分类方法有两种:一是按照临近空间飞行器产生升力的原理,分为轻于空气的临近空间飞行器和重于空气的临近空间飞行器:二是按照飞行速度分为低速临近空间飞行器和高速临近空间飞行器。
由于轻于大气的、低速的临近空间飞行器的发展前景尚不明确,且其本身不能为未来飞行器的发展带来革命性的变化,因此,本文重点介绍飞行器本身重于空气,而采用超高速飞行以获得升力的高速/超高速临近空间飞行器。
2 临近空间高超声速飞行器主要进展20世纪50年代初,美国人费里提出超声速燃烧理论,20世纪50年代到90年代中期,美国先后开展了SCRAM、HREP、ASALM、NASP等多项高超声速研究计划,企图一步到位,跨过单一技术的演示验证,直接研制高超声速飞行器。
但这一发展计划没有充分认识到超声速超燃烧理论在工程应用中的巨大难度,因而研制计划遭遇了空前的失败。
曾有专家形象地将实现该理论的超燃冲压发动机的工作环境比喻为“在12级台风中点燃一根火柴”,可见其工程化工作的艰巨性。
2024年航空航天器制造市场前景分析摘要航空航天器制造市场是全球高技术制造业中的重要分支之一。
随着全球经济的发展和科技的进步,人们对于航空航天器的需求与日俱增。
本文将分析航空航天器制造市场的发展趋势,并探讨其前景及挑战。
1. 市场概况航空航天器制造市场是指生产、销售和维护各类航空航天器的产业链。
航空航天器制造包括飞机、卫星、导弹等各类空中及空间器具的设计、制造和整机集成等环节。
市场的规模庞大,涵盖了诸多子行业和细分市场。
2. 发展趋势2.1 技术进步推动市场增长随着科技的不断进步,航空航天器制造技术也在不断发展。
传统的铝合金材料正在逐渐被新型复合材料所替代,这使得航空航天器的结构更加轻量化和耐用。
此外,3D打印技术、智能制造等新技术的应用也为航空航天器制造带来了更多创新机会。
2.2 全球需求增加航空航天器作为现代社会的重要交通工具和战略装备,其需求量随着全球人口的增加和经济的发展不断上升。
特别是在航空旅游和航天探索领域,对航空航天器的需求将继续保持强劲增长。
2.3 新兴市场潜力巨大发展中国家的经济迅速增长,对航空航天器的需求也随之增加。
中国、印度等新兴经济体将成为全球航空航天器制造市场的重要驱动力。
其巨大的市场潜力吸引着全球航空航天器制造企业的关注和投资。
3. 市场前景及挑战3.1 市场前景广阔航空航天器制造市场具有广阔的前景。
随着世界经济的持续发展,航空航天器制造将持续保持快速增长。
新技术的应用和新兴市场的开拓将进一步推动市场发展。
3.2 技术壁垒和资金压力航空航天器制造领域存在着较高的技术壁垒和资金压力。
制造一架飞机或卫星需要耗费巨大的资金和复杂的生产工艺。
同时,技术的不断更新迫使企业进行持续的技术创新和研发投入。
3.3 市场竞争激烈全球航空航天器制造市场竞争激烈,国际企业之间的竞争日趋激烈。
中国等新兴经济体的快速发展也带来了新的竞争对手。
企业需要具备创新能力、高质量产品和有效的市场推广战略才能在市场中占据一席之地。
20km 100km 临近空间超高声速飞行器控制的关键技术0. 引言临近空间是指传统的航天和航空之间的空白区域,一般认为在20~100km 之间的空间领域,包括平流层的大部分区域、中间层和热层的部分区域。
其下面的空域我们通常称之为“天空”,是传统航空器的主要活动空间;其上面的空域就是我们平常说的“太空”,是卫星等航天器的运行空间。
临近空间飞行器特指能在临近空间作持续飞行并完成一定使命的飞行器, 因此不包括只是穿越该区域飞行的飞行器。
临近空间飞行器根据飞行速度的不同,可分为低速临近空间飞行器和高速临近空间飞行器。
低速临近空间飞行器类型主要有:气球、飞艇、无人机和太阳能飞机等;高速临近空间飞行器一般包括超声速、高超声速临近空间飞行器和亚轨道飞行器等。
临近空间高超声速飞行器是指主要在临近空间内飞行,并且完成特定任务的马赫数大于5图2 临近空间飞行器的分类 图1 临近空间示意图的飞行器。
本文重要以X-51巡航导弹为代表,对临近空间高超声速飞行器进行了介绍,并系统地分析了其导航与控制的关键技术,最后给出了临近空间高超声速飞行器的发展趋势。
1.临近空间高超声速飞行器高速临近空间飞行器主要可分为两大类:以火箭为动力的高超声速飞行器(hypersonic rocket vehicles,HRV)和以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器(hypersonic air-breathing vehicles,HAV),如:高超声速巡航导弹、远程机动弹道导弹、高超声速飞机、可重复使用的高超声速空天飞行器等。
20世纪60年代以来,以火箭为动力的高超声速航天飞行器(如:各类导弹、卫星、载人航天器、空间实验室、空间站和大型运载工具等),有了很大发展,目前技术已达到成熟。
以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器,受到广泛关注。
从20世纪50年代末开始对超燃发动机的探索性研究,70年代后期,出现低潮,几经周折,到80年代后期、90年代初中期,关键技术问题取得突破性进展,目前已进入飞行演示验证阶段。
2020-2024年中国临近空间飞行器的分析
我国平流层飞艇研发进展
一、宽艇体平流层飞艇即载重样艇
2018年5月28日,达天飞艇公司牵头组建的“平流层飞艇联盟”联合研发的宽艇体平流层飞艇即载重样艇在宁夏回族自治区试飞。
该次试飞的CA-T24R型飞艇是一艘缩比艇,试飞过程中,模拟起降和检验试飞共7个架次2小时,试飞取得成功。
虽然飞行时间只有短短两个小时,却在国内平流层飞艇界引起了不小的震动。
该次试飞成功的达天CA-T24R型飞艇外形采用了三囊宽体的设计。
这样的设计在静浮力基础上增加了气动升力,结合了传统飞艇技术和固定翼、旋翼机和矢量推进等技术,使飞艇的操纵特性和稳定特性得到了一定的提升。
而且,宽艇体上表面宽阔,可铺设更多的太阳能电池,有效接收太阳能辐射,转化更多电能。
其有效面积和时间都大于常规形式和英国Airlander10的飞艇。
这一设计外形是早在2003年我们与英国飞艇专家达成的共识。
同时,该飞艇的外形及气动设计完全是中国“智造”,多项创新和专利得到验证,是完全属于中国人的自主知识产权。
除了外形的变化,面对平流层飞艇的瓶颈问题,达天飞艇公司也同样提出相应解决方法,并在此次试飞过程中得到验证。
首先,他们最大限度地考虑因平流层氦温差引起体积膨胀时飞艇所能提供的最大冗余空间,并保证在平流层时压差在容许范围之内;而且,在驾驶过程中,工作人员通过改变飞艇的俯仰姿态来达到保持高度的目的,昼间操纵飞艇保持一定俯角飞行,夜间则操纵飞艇保持一定仰角飞行,宽体平流层飞艇和载重艇通过移动式配重、尾翼、全动式前翼(鸭翼)等创新性的设计,有效保持正常飞行以克服由于氦温差产生的高度变化和压力变化,达到浮重平衡。
此外,自主研发的电动机让飞艇在不同时段和不同高度面临不同风速时保持推阻平衡。
而面对能源问题,分析表示,随着科技的进步和储能电池的发展,飞艇所需电能能够得到满足。
目前,试飞成果对结构设计及制造工艺等方面存在的问题进行了很好的验证,取得了丰富的重要数据和宝贵的经验,对后期该公司改进和提高其他飞艇的性能奠定了良好的基础。
达天飞艇公司将在样艇的基础上继续修订设计方案,制造CA-T320S型验证艇,从整体结构上进行验证飞艇的平稳性和升力,并验证创新点移动式配重、全动式前翼、尾翼、发动机等的安装方式和安装位置是否合理。
然后,对于能源平衡的验证和对飞艇材料超热超压状况时氦气的浮力变化进行验证。
不仅民营企业正在勇攀平流层飞艇的“高峰”,中科院光电研究院对于平流层飞艇的研究也正在如火如荼地进行。
平流层飞艇也在2016年被中科院列入“十三五”60
项有望实现跨越发展的重大突破。
根据规划,中科院将设计研制长航时、长驻空动力飞行平流层飞艇系统,突破系列核心关键技术,成功实施2万米高度驻留试验验证,在国际上率先掌握在平流层高度具备一定载荷能力的可控飞艇作业平台技术。
二、仿“僧帽水母”平流层飞艇
2019年8月,来自国防科技大学空天科学学院的创新团队,在国际上首次提出了受僧帽水母生物启发的“平流层飞艇仿生设计方法”。
这一研究,有望打造能在临近空间长期驻留、稳定运行的平流层飞艇。
受僧帽水母依靠浮囊体、鳔和气腺协调控制浮力与压力这一现象的启发,国防科技大学团队成功解决了现有平流层飞艇“主副气囊”和“单囊体”技术方案中,环境热效应下浮力与压力协调控制难题。
团队以僧帽水母为仿生对象,以形态仿生设计了囊体气动外形。
与常规气动外形相比,典型工况下可提高升阻比70%以上,增加有效载荷300-800公斤。
同时,通过功能仿生首次提出了多囊体和热调节气囊新概念方案,解决了平流层飞艇在临近空间中“热胀冷缩”可能带来的蒙皮破裂和“超重”问题。
飞行仿真试验和技术验证艇飞行试验表明,热调节气囊体积比为10%时,环境热效应下囊内最大压强可降低9.6%,这为浮力与压力协调控制难题提供了有效方案。
目前,该创新成果已申请国际发明专利1项、国家发明专利3项。
临近飞行器细分领域发展展望
随着临近空间浮空器相关技术的进步,以及飞艇和平流层卫星等平台的试飞验证,临近空间飞艇将在未来数年内实现留空1个月直至1年的可控飞行,并将以其为平台构建具有区域和广域覆盖能力的临近空间信息系统,将与平流层卫星、太阳能无人机为平台的任务系统形成相互协同,形成20-30km高度持久信息支援与服务能力,使得未来的信息传输和个人通信更加廉价和方便。
临近空间飞艇一方面作为一种重要的空中平台,在国防、安全、通信以及“一带一路”重大信息保障工程方面将发挥重要作用,另一方面其处于航空航天高端制造产业链顶端,具有很强的产业聚集作用,可带动新材料、新装备、能源、信息、电子等产业的发展,对于我国的产业升级具有重要的促进作用。
目前,该类型飞行器国内外均在同步发展,国内技术成熟度与国外无明显差距,部分核心技术具备自主开发能力,有利于形成自主知识产权,具有领先世界先进水平的基础,对我国飞行器发展具有标志性意义。