中国重型运载火箭动力系统研究
长征九号运载火箭
2017年3月，由航天六院11所研究设计的500吨级液氧煤油发动机高压燃料摇摆装置完成了首次高压摇摆试 验，达到既定目标，取得圆满成功，为深化500吨级液氧煤油发动机燃料摇摆装置方案奠定了良好的基础。
结构特点
结构特点
长征九号与美国SLS对比效果图长征九号重型运载火箭的结构尺寸和起飞质量均将突破我国现有运载火箭能 力水平，要打造这样一个重量级火箭，科技人员要解决代表世界一流科研水平的更大推力液氧煤油发动机技术， 更大推力液氢液氧发动机技术，更大直径箭体设计、制造、试验技术，以及火箭总体设计这“三大一总”为代表 的一系列难题。
长征九号芯级最大直径为10米级，总长约百米，起飞质量超过4000吨，近地轨道（LEO）运载能力140吨，地 月转移轨道（LTO）运载能力约50吨，运力与美国土星5号运载火箭相似。
长征九号运载火箭已完成深化论证，先期关键技术攻关、方案深化论证阶段已于2016年6月正式批复立项。 于2028年左右在文昌航天发射场发射。
动力系统
实施方案
早期论证
联试成功
早期论证
2008年的《航天推进专业发展》报告中，已经提到了为满足近地轨道100吨级运载能力和载人登月等大型航 天活动，需要“动力先行”研制5000千牛级液氧/羟系统发动机方案和1500千牛级液氢液氧发动机方案，并开展 3600千牛和5000千牛大推力分段式固体助推器的关键技术研究。同期《火箭推进》、《航空动力学报》和《宇航 学报》等学术期刊上的论文，还不约而同的出现单室高压补燃液氧煤油大推力发动机方案，大推力氢氧发动机的 论证中甚至出现全流量分级燃烧循环的设计。无论是500吨级单室高压补燃液氧煤油发动机，还是150吨级全流量 分级燃烧液氧液氢发动机都是液体火箭发动机的巅峰之作，但回首YF-100尤其是YF-77坎坷的研制过程，选择这 样的高性能发动机设计要承担很大的风险。
某大型运载火箭动力系统试验的数值模拟
某大型运载火箭动力系统试验的数值模拟
罗天培;孙德;李景龙;李茂
【期刊名称】《载人航天》
【年(卷),期】2016(022)002
【摘要】为了评估试验风险，并为试验台的热防护设计提供依据，采用CFD技术对某大型运载火箭动力系统试验进行了数值模拟，获得了发动机尾流流场，并对试验台的安全性进行了初步分析。
计算中，采用氢氧单步燃烧反应模型，考虑尾流燃气与空气的燃烧，湍流模型选用了标准k⁃ε模型。
仿真结果表明：钮腿主体结构安全，但根部应加设防辐射层；导流槽底部结构安全；试车台井口附近会有大量的空气被抽吸，井口附近设备应重点加固。
【总页数】4页(P156-159)
【作者】罗天培;孙德;李景龙;李茂
【作者单位】北京航天试验技术研究所，北京100074;北京航天试验技术研究所，北京100074;北京航天试验技术研究所，北京100074;北京航天试验技术研究所，北京100074
【正文语种】中文
【中图分类】V434
【相关文献】
1.新一代运载火箭氢氧模块动力系统试验风险分析 [J], 卜玉;刘瑞敏;梁怀喜;高婉
丽
2.运载火箭动力系统试验承力环的静力试验 [J], 沈冰妹;卜玉;刘瑞敏
3.多余物控制工艺在运载火箭动力系统试验中的研究应用 [J], 赵洪波;王燕娜;王海峰
4.航天科工新一代运载火箭动力系统试验台力助“长五”奔“天宫” [J], ;
5.某型运载火箭一子级动力系统试验尾流辐射场的数值模拟 [J], 罗天培;卜玉;李茂;刘瑞敏
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
运载火箭的性能优化研究
122研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.12（下）热力学中，需要考虑的参数包括温度、压力、比热容、热传导等。
火箭设计和优化过程中，需要综合考虑这些因素，确保火箭在高速飞行时能保持稳定，同时提高推进效率。
1.3 火箭设计和优化基本原则火箭设计和优化基本原则主要包括以下几点。
（1）可靠性原则。
火箭的设计和优化必须以保证高可靠性为前提，采用成熟的技术和经过验证的零部件，降低故障概率。
（2）高效性原则。
火箭的设计和优化应以提高推进效率为目标，通过优化发动机性能、减轻结构重量、减小空气阻力等方式，实现火箭的高效推进。
（3）经济性原则。
火箭的设计和优化需要考虑成本因素，通过优化设计和选用低成本材料，降低制造成本，提高火箭的性价比。
（4）可重复使用原则。
为了降低发射成本和快速响应发射需求，火箭设计和优化应考虑可重复使用技术，如垂直起降技术、助推器分离技术等。
（5）环境友好原则。
火箭设计和优化应充分考虑环保要求，采用环保型推进剂、降低废弃物排放等措施，减小对环境的负面影响。
2 运载火箭性能参数分析2.1 有效载荷质量与体积有效载荷是指火箭能够成功发射并到达预定轨道所能够承载的有效重量，包括卫星、宇航员、有效载荷等。
有效载荷的质量和体积直接影响火箭的运载能力、发射成本、设计难度和可靠性等方面。
因此，对于不同类型和用途的火箭，需要根据任务需求和发射条件来选择合适的有效载荷质量和体积。
2.2 火箭推力与比冲火箭推力是指火箭发动机产生的推力大小，是火箭能够成功发射并达到预定轨道的必要条件。
火箭发动机的推力大小主要受燃料燃烧产生的化学能转化为动能的效率影响，同时也与火箭的结构和外形设计有关。
比冲是指火箭发动机产生的推力和燃料消耗量之间的关系，是评价火箭发动机性能的重要参数。
比冲的大小直接影响火箭的运载能力、有效载荷质量和体积、发射成本等方面。
因此，对于火箭设计和优化来说，选择高比冲的发动机能够有效提高火箭的性能。
长征五号运载火箭设计理念全解读
长征五号运载火箭设计理念全解读长征五号运载火箭（Long March 5）是中国自主研制的一种重型运载火箭。
它是中国航天技术迈向深空探索的重要里程碑。
本文将全面解读长征五号运载火箭的设计理念，介绍其技术特点和应用前景。
一、设计理念长征五号运载火箭的设计理念秉承了“安全可靠、高效能、绿色环保”的原则。
在设计过程中，以保证航天员和载荷的安全为首要任务，同时优化运载能力和效率，减少对环境的影响。
1. 安全可靠安全可靠是长征五号运载火箭设计的首要目标。
通过引入先进的工艺和技术，确保火箭在发射、分离、载荷投放等各个环节都能够安全可靠地完成任务。
例如，采用了先进的液氧/液氢燃料推进系统，在燃料燃烧时产生的气体只是水蒸气，不会产生对环境有害的废气。
2. 高效能高效能是长征五号运载火箭的另一个设计理念。
通过提高运载能力，火箭可以携带更大质量的卫星和其他航天器进入太空，实现更多样化的任务。
为此，长征五号运载火箭采用了全新的大推力液氧/液氢发动机，提高了推力水平，有效增加了载荷能力。
3. 绿色环保作为现代科技发展的产物，长征五号运载火箭设计注重绿色环保。
在研发过程中，选择了对环境影响较小的材料和技术，以降低对大气和水域的污染。
同时，火箭的燃烧产物对环境的影响也经过了严格的评估和监测，确保不会对生态环境造成损害。
二、技术特点长征五号运载火箭采用了一系列先进技术，使其具备了出色的性能和适应性。
以下将重点介绍其几个技术特点。
1. 大推力液氧/液氢发动机长征五号运载火箭采用了自主研制的大推力液氧/液氢发动机。
该发动机具有高比冲、高推力和低污染的特点，能够提供足够的动力来升空并将载荷送入预定轨道。
其高效能也使长征五号运载火箭成为世界上最具竞争力的运载火箭之一。
2. 模块化设计为了提高火箭的可靠性和适应性，长征五号运载火箭采用了模块化设计。
通过将火箭分为不同的模块，可以方便地进行检修和更换，从而缩短了准备时间和维修周期。
这种设计也为今后的升级改进提供了更多的可能性。
考虑应变率效应的高海情运载火箭海上发射动力学特性研究
考虑应变率效应的高海情运载火箭海上发射动力学特性研究王登;邵健帅;励明君;严松;姜毅
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2024(43)12
【摘要】运载火箭海上发射过程是一个强非线性复杂系统级问题。
在海上风浪环境下,运载火箭与框架式发射架之间发生相对运动,适配器与导轨间的多次冲击载荷非线性、不连续,多次冲击速度不同,应对适配器模型的应变率效应进行评估。
首先基于聚氨酯泡沫试验数据,得到更为准确地改进唯象宏观模型。
分别建立考虑适配器应变率效应和不考虑适配器应变率效应的海上发射系统动力学模型,对高海情下运载火箭海上发射系统动力学特性进行研究。
结果表明,应变率效应对运载火箭海上发射过程中适配器与导轨接触载荷影响较大,对运载火箭海上发射滚转运动规律影响显著,将直接影响后续运载火箭海上发射安全性评估及限转装置设计。
研究对运载火箭海上发射具有较高工程价值及理论指导意义。
【总页数】10页(P312-321)
【作者】王登;邵健帅;励明君;严松;姜毅
【作者单位】北京理工大学宇航学院;北京航天发射技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V554.5
【相关文献】
1.高应变率下铁锰铸造合金正向和反向应变率效应的研究
2.考虑应变率效应的混凝土损伤特性试验研究
3.中国航天实现首次海上发射---揭秘CZ-11海射型运载火箭及其发射服务应用
4.考虑应变率效应的混凝土材料单轴压缩特性尺寸效应研究
5.基于纤维解离高应变率加载对木材动力学特性影响分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
长征系列运载火箭的性能与技术特点解析
长征系列运载火箭的性能与技术特点解析长征系列运载火箭（Long March series of launch vehicles）是中国航天事业的重要组成部分。
自1970年代以来，长征系列火箭在中国航天的进程中发挥了关键作用。
本文将对长征系列运载火箭的性能与技术特点进行解析，并探讨其在航天领域中的重要意义。
一、长征系列运载火箭的性能特点1. 高承载能力长征系列运载火箭具有较高的承载能力，能够将卫星等有效载荷准确送入预定轨道。
其承载能力的提升，使中国在卫星发射领域取得了长足的进步。
2. 多型号适应性长征系列运载火箭涵盖了多个型号，可以适应不同的任务需求。
例如，长征二号系列适用于低轨道卫星发射，而长征五号则可用于较大的卫星和空间站发射任务。
这种多型号的适应性，使中国航天在不同领域都有较强的实力。
3. 高可靠性长征系列运载火箭的可靠性得到了长期的验证。
自1970年第一次发射以来，长征火箭的成功发射率稳步提高，证明了其在设计和制造上的优秀水平。
这种高可靠性为中国航天的发展提供了坚实的保障。
二、长征系列运载火箭的技术特点1. 动力系统长征系列运载火箭采用了液体燃料和固体燃料的动力系统。
液体燃料主要由液氧和液氢组成，具有高比冲和高能量密度的特点，适用于提供高推力。
固体燃料则具有简单可靠的特点，适用于一次性使用。
2. 导航控制系统长征系列运载火箭的导航控制系统采用了惯性导航和GPS导航相结合的方式。
惯性导航系统基于陀螺仪和加速度计等传感器，可以提供准确的飞行姿态和位置信息。
GPS导航系统通过接收卫星信号实现定位和导航，提高了导航精度和可靠性。
3. 结构设计长征系列运载火箭的结构设计具有良好的刚性和轻量化特点。
采用了复合材料和先进的焊接工艺，提高了整体结构的强度和刚度，同时减轻了重量，提升了承载能力。
三、长征系列运载火箭的重要意义1. 促进科学研究长征系列运载火箭为中国科学家和研究机构提供了发射卫星、空间实验室等科研设备的能力。
火箭动力的原理和应用论文
火箭动力的原理和应用论文引言火箭作为一种重要的航天工具，被广泛应用于航天、国防和科学研究等领域。
本文将介绍火箭动力的原理和应用，包括火箭的基本原理、燃料选择、推进剂的使用、发射场地的选择等方面。
火箭的基本原理火箭的基本原理是利用反作用力推动自身运动。
根据牛顿第三定律，当火箭喷出燃料时，燃料的喷出速度越快，火箭受到的反作用力越大，从而推动火箭向前运动。
火箭的推力主要由燃料的喷出速度和喷出质量流量两个因素决定。
火箭的燃料选择火箭的燃料选择非常重要，直接关系到火箭的性能和使用范围。
常见的火箭燃料包括固体燃料和液体燃料。
固体燃料固体燃料是将燃烧剂和氧化剂混合在一起形成固体，需要在使用前进行装配，无法停止燃烧。
固体燃料火箭具有结构简单、易于储存和运输等特点，适用于发射小型火箭和导弹。
但固体燃料的推进剂密度较低，无法调节推力大小。
液体燃料液体燃料是将燃烧剂和氧化剂分别装在两个不同的容器中，需要在使用前进行混合点火。
液体燃料火箭具有推进剂密度大、推力可调、可停止燃烧等优点，适用于大型火箭和航天器。
但液体燃料火箭的结构复杂，需要专门的输送系统和点火系统。
推进剂的使用推进剂是火箭动力系统中的重要组成部分，直接影响火箭的性能和使用范围。
常见的推进剂包括常温推进剂和高能推进剂。
常温推进剂常温推进剂是指推进剂在常温下仍然处于液体状态的推进剂。
常见的常温推进剂有液氧和煤油组成的LOX/RP系列、液氢与液氧组成的LH2/LOX系列等。
常温推进剂火箭具有推力大、喷射速度高等优点，广泛应用于运载火箭和航天器。
高能推进剂高能推进剂是指推进剂具有较高的比冲和比推力的推进剂。
常见的高能推进剂包括液氧与液氢组成的LOX/LH2系列、液氧与甲烷组成的LOX/CH4系列等。
高能推进剂火箭具有推力大、有效载荷能力强等优点，适用于探测火箭和深空探测器。
发射场地的选择火箭的发射场地选择对于火箭发射的成功与否有着重要影响。
一般来说，火箭发射场地需要满足以下条件：1.安全性：发射场地需要远离人口密集区和敏感设施，确保发射过程的安全性。
火箭动力学与飞行力学分析
火箭动力学与飞行力学分析火箭动力学和飞行力学是航空航天领域中的两个重要概念。
火箭动力学研究火箭的推进原理和动力系统，而飞行力学则研究火箭在空气中的运动和飞行轨迹。
本文将分别对火箭动力学和飞行力学进行分析，以深入了解火箭的工作原理和飞行特性。
第一部分火箭动力学分析火箭动力学是研究火箭推进原理和动力系统的科学。
火箭的推进力是由燃料的燃烧产生的喷射气流产生的反作用力。
火箭的推进剂可以是液体燃料、固体燃料或混合推进剂。
其中，液体燃料火箭常见于航天器，固体燃料火箭则广泛应用于导弹和发射器。
对于一个火箭的动力系统而言，最重要的参数之一就是推力。
推力的大小取决于燃料的燃烧速度以及喷管的结构和形状。
通过合理设计火箭引擎的喷射口和燃烧室，可以提高燃料的燃烧效率，从而获得更大的推力。
除了推力之外，火箭的速度也是极其重要的参数。
火箭的速度是通过动量守恒定律来描述的。
根据动量守恒定律，火箭喷出的燃气的动量与火箭的动量之和保持相等。
因此，火箭的速度将随着燃气的喷射速度和质量的减少而增加。
这也是为什么火箭在发射后，引擎会逐渐减速的原因。
除了速度和推力之外，火箭的燃料消耗率也是需要考虑的因素。
燃料消耗率决定了火箭所能够提供的持续推力的时间。
在航天飞行中，火箭的燃料消耗率需要根据任务的需要进行调整，以实现预定的飞行轨迹和重返地球大气层的目标。
第二部分飞行力学分析飞行力学是研究火箭在空气中的运动和飞行轨迹的科学。
火箭在飞行过程中，会受到多种力的作用，如重力、空气阻力和升力等。
重力是火箭飞行的主要限制因素之一。
火箭需要以足够的速度克服地球的引力，才能进入轨道或完成飞行任务。
为了减小重力对火箭的影响，航天器通常会采用多级火箭的设计，每一级都会在燃料用尽后被丢弃，从而减轻整个系统的负荷。
空气阻力是火箭飞行中的另一个重要因素。
随着火箭速度的增加，空气阻力也会增加。
这会导致火箭所受的净推力减小，从而影响其速度和飞行轨迹。
为了减小空气阻力，火箭通常会采用流线型的外形设计，并在进入大气层时采用热耐受材料保护火箭结构。