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美国拟发展载人型X37B空天飞机可载7名航天员

排行榜 收藏 打印 发给朋友 举报 来源: 中国新闻网   发布者:全球军事网
热度102票  浏览131次 【共0条评论】【我要评论 时间:2013年3月20日 14:17

中国国防科技信息网报道,正当NASA及其商业伙伴继续向着“实现低轨道商业乘员运输”时代前进的时候,波音公司发布了一份关于美国空军X-37B空天飞机(或称“可重复使用太空飞机”)的提议。该提议详细描述了通过扩展X-37B能力,执行低轨道货运和乘员运输任务的潜力。但基于未知的原因,NASA商业空间部将这份提议搁置在一边。

可重复使用太空飞机在商业乘员运输时代将发挥什么样的作用

让X-37B加入NASA的商业轨道运输服务(COTS)计划和商业乘员发挥(CCDev)计划的想法,来源于X-37B项目能够通过“聚焦于有效载荷”实现降低成本和加快技术研发速度。“聚焦于有效载荷”的意思是:通过利用X-37B这种成熟的航天器平台及其定义好的平台载荷界面,以及由成熟的任务操作人员使用经过飞行验证的设备支持的地面站,可以大幅降低一次性使用成本。

波音公司还指出:重复使用航天器的几项关键技术已经成功验证,包括气动领域、气动热力学领域、重复使用太阳帆、热防护系统(TPS)以及自主制导、导航和控制(GNC)。

利用X-37B研发小型航天飞机

基于NASA未来-X(1998~2001年)和航天发射倡议(2001~2006年)活动,有关人员研发了X-37B,用以协助在后航天飞机时代降低地地球轨道输成本,并取代“渐进一次性运载火箭”(EELV)时代。

除了测试下一代TPS系统材料,X-37B还被视为一个平台,能够试验自主脱轨、进入及着陆GNC;具有容错体系结构能自主在轨和进入飞行;能在机场基础设施最小化的情况想,利用GPS和差分GPS着陆;具备机电飞行驱动及制动系统;采用锂离子电池电池,使用寿命长,具有大电流输入输出能力。

此外,X-37B还能测试可重复使用且可收起的太阳能电池阵列、先进的石墨/双马来酰亚胺(Gr/BMI)复合材料机身、复杂的碳-碳控制面、先进的高温机翼前缘瓦、高超声速空气动力加热预测方法、一体化系统设计的用于再次飞行的后任务处理。

X-37B第一次任务从2010年4月22日至12月3日,共在轨运行224天。2010年12月3日,在X-37B太空飞机超过10000千米的的再入飞行过程中,通过控制其倾斜角、俯仰角和S转向角,X-37B成功实施了能量、高度、姿态和下降轨迹管理。

更重要的是:X-37B作为航天器首次成功“评估了其能量消耗,并使航向校正圆柱(HAC)离开了跑道入口,以对高海拔顺风情况进行调整。移动HAC自主调节应对风和能量变化的能力,仅是对航天飞机轨道器进场与着陆进行制导算法改进之一种。

调整X-37设计适应商业航天时代

X-37B航天器在设计上提供了一种很好的方法,进行“演示,改进,验证竞争性技术和运行方案,无需制造独特的演示验证航天器。”

X-37B还提供了宝贵的测试平台,多种竞争性技术可以集成到一个轨道试验飞行器(OTV)上,成为OTV的独立子系统。在飞往国际太空站或在轨卫星的一次性演示验证飞行期间,X-37B可以独立测试这些竞争性技术,而无需对各项独立技术单独试飞。

X-37执行国际太空站任务

航天飞机2011年退役后,从国际太空站运回敏感货物的能力也随之丧失,因为那需要软着陆。X-37是目前唯一能提供1.5g级别软着陆能力的飞行器。

在跑道着陆后,可以安全快速的将敏感货物从X-37B货舱中取出。根据X-37B目前的尺寸,运往国际太空站的货物可以放置在X-37B有效载荷货舱内部和外部,运回地面的货物则放置在有效载荷货舱内。

根据这项提议,利用X-37B配以附加服务舱,发射进入51.6°倾角的轨道内,与国际太空站交会。抵达国际太空站后,X-37B将自行前往进入国际太空站遥操作系统(SSRMS)对接范围内。接着,国际太空站乘员伸出SSRMS,抓取X-37B,将其带往站上某一节点舱的通用对接机构(CBMS)处。

对接过程中,X-37B无需国际太空站给与支持,仅需通用对接机构的连接,所有电源和电力都将来自部署的太阳能电池阵列和飞行器上的电池。国际太空站乘员使用SSRMS,把外部货物从X-37B外部附着点上取走。为国际太空站运送的内部货物,将封装在X-37B有效载荷舱集装箱内,这样便于站上乘员搬运。

之后,所有运回地面的货物将装入这些集装箱内,再将集装箱装入X-37B有效载舱。对接操作完成后,SSRMS将使X-37B脱离国际太空站。X-37B将与服务舱分离并离轨再入大气层、下降并着陆。

发展载人型X-37B

波音公司认为要将现在X-37B的尺寸增加160~180%,使之具备容纳5~7名航天员的能力。按照这种设计,X-37能容纳5~6航天员,还能容纳一个受伤的宇航员(可能需要单架之类的设备)。

航天员座椅席将安置在X-37内有加压舱的一侧,为发射台攀升与0重力操作留下通道。乘员从X-37的顶部舱门进入,遇有紧急情况,此出口也用于逃生。如果出现飞行异常中止情况,“宇宙神”-5上面级和X-37之间的推送式异常中断系统将提供合适的加速度,再有“德尔他”-4火箭提供推力。载人型X-37能够完全自主发射、中止、交会、对接、出坞、脱轨、着陆,无需乘员给与任何帮助。 (中国航天系统科学与工程研究院 许红英 陈杰)

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