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2021年國(guó)外液體推進(jìn)技術(shù)進(jìn)展(2022美國(guó)歐洲火箭推進(jìn)技術(shù)情況)

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美國(guó)
NASA斯坦尼斯航天中心對(duì)SLS重型火箭的首個(gè)芯級(jí)樣機(jī)進(jìn)行了一系列被稱為“綠色運(yùn)行”(green run tests)的初始測(cè)試,3月,4臺(tái)RS-25進(jìn)行了熱點(diǎn)火試驗(yàn)。這是斯坦尼斯在40多年來進(jìn)行的一次最大規(guī)模的試驗(yàn)。
此外,斯坦尼斯航天中心還對(duì)RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行過多次單機(jī)試驗(yàn),為未來SLS發(fā)射任務(wù)研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)積累數(shù)據(jù)。斯坦尼斯航天中心還承接多家公司的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試任務(wù),如位于加州的相對(duì)論空間公司(Relativity Space),維珍軌道公司(Virgin Orbit)和Launcher公司,以及佛羅里達(dá)州的Firehawk航天公司等。
5月,編號(hào)為SN15的Starship原型機(jī)順利完成測(cè)試飛行并安全著陸,Starship在經(jīng)歷“四連炸”后終于取得試飛成功。阿拉巴馬州的Dynetics公司的月球著陸器推進(jìn)系統(tǒng)也達(dá)到了一個(gè)重要的研制測(cè)試?yán)锍瘫?,?月合同簽訂之前,包括整個(gè)設(shè)計(jì)達(dá)到初步設(shè)計(jì)評(píng)審的成熟度要求。
6月,維珍軌道(Virgin Orbit)公司的“發(fā)射器一號(hào)”(Launcher One)進(jìn)行了首次商業(yè)發(fā)射,將7顆衛(wèi)星送入軌道。“發(fā)射器一號(hào)”是一次性兩級(jí)液體空射火箭,配備液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),由波音747改裝飛機(jī)在高空投放。
7月,維珍銀河公司(Virgin Galactic)的“太空船2號(hào)”(SpaceShipTwo)VSS Unity完成了首次滿員太空飛行,開啟太空旅游新時(shí)代。太空船2號(hào)采用獨(dú)特的固液混合推進(jìn)系統(tǒng),使用羥基端聚丁二烯(HTPB)固體火箭燃料,與傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不同的是,使用一氧化氮作為氧化劑,最大的好處是自飛行過程中可以開關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)。7月,藍(lán)色起源公司完成新謝潑德號(hào)太空船的首次載人飛行,其搭載4名乘客,通過了卡門線,為其提供動(dòng)力的是BE-3PM液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)具有重啟和深度節(jié)流的能力。
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藍(lán)色起源的新謝潑德號(hào)飛船搭載4名乘客升空
NASA將其載人著陸系統(tǒng)(HLS)合同授給SpaceX公司,由該公司正在研發(fā)的Starship承擔(dān)將航天員從月球軌道運(yùn)送到月球表面的任務(wù)。
加州的Stellar Exploration公司研制了一種新型的采用微型泵的立方星推進(jìn)系統(tǒng),用于“回聲星”(Echo Star)衛(wèi)星的軌道提升。該推進(jìn)系統(tǒng)采用一個(gè)由佐治亞州Flight Works公司研制的電動(dòng)微型泵,給8臺(tái)單元肼小推力器供電。NASA的地月空間自主定位系統(tǒng)技術(shù)操作與導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)(全稱CislunarAutonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment,簡(jiǎn)稱CAPSTONE)任務(wù)和“月球閃光燈”(Lunar Flashlight)立方星任務(wù)將使用相同的微型泵。
零汽化貯箱(zero boil-offtank, ZBOT)系列試驗(yàn)中的第二個(gè)試驗(yàn)?zāi)P蚙BOT-NC通過了初步設(shè)計(jì)評(píng)審。NASA格倫研究中心(位于俄亥俄州)正在進(jìn)行這種微重力試驗(yàn)研究,研究不凝氣體對(duì)推進(jìn)劑貯箱自增壓和壓力控制的影響。
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歐洲

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2月,德國(guó)宇航中心(DLR)收到阿里安6火箭的首個(gè)上面級(jí),全功能測(cè)試模塊在DLR的蘭帕茲豪森P5.2試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了測(cè)試。該試驗(yàn)臺(tái)是DLR最重要的試驗(yàn)場(chǎng)地之一,新建于2019年,不僅可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)及單個(gè)組件的鑒定試驗(yàn),還可以進(jìn)行整個(gè)低溫上面級(jí)的鑒定試驗(yàn)。
4月,德國(guó)初創(chuàng)公司Isar Aerospace Technologies宣布在德國(guó)微型發(fā)射器競(jìng)賽的主要輪賽中獲勝,將贏得1280萬美元的獎(jiǎng)勵(lì),用于公司研制的“光譜”(Spectrum)發(fā)射器的鑒定和2次試飛。
5月,歐洲首臺(tái)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)“普羅米修斯”M1進(jìn)入組裝個(gè)集成階段。1臺(tái)升級(jí)版正在研制之中,其推力提高20% 。
7月,歐空局授予阿里安集團(tuán)(ArianeGroup)一份合同,為阿里安6火箭研制一個(gè)名為Astris的“kick stage”級(jí)。Astris將由 1臺(tái)5kN的四氧化二氮/一甲基肼發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)樣機(jī)SPE/Berta在歐空局“未來運(yùn)載器準(zhǔn)備計(jì)劃”(FLPP)框架下預(yù)先研制出來,并在8月進(jìn)行了首次熱點(diǎn)火試驗(yàn)。

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