運載火箭空中發射系列之三

第一期內容,論述了美蘇爭霸時期的空中發射研發歷程,介紹了維珍銀河公司的"發射者一號";

第二期,介紹了CubaCab、Generation Orbit公司的相關產品,特別是後者,三段式發展,思路清晰,技術沉澱,已經取得了相當的成功。


本期內容介紹另一個和Generation Orbit公司有業務來往,也很有獨到技術特點的公司,Ventions公司,同樣主要內容來自相關公司官網信息、NASA網站信息翻譯整理,儘量確保客觀、公正的視角。


四、Ventions公司的SALVO火箭相關技術信息]

Ventions公司成立於2004年,作為商業驅動創新的太空公司,擁有一組數較少但很高創新精神的工程師團隊,測試研發多個高價值原型太空設備,獲得DARPA、NASA的多項資助,同時該公司還是Generation Orbit等多家航天公司的設備供應商。

-2015年,美國國防高級研究計劃局(DARPA)和美空軍準備開始在卡納維拉爾角空軍基地發射立方體衛星,以測試一種新型先進技術火箭,該火箭稱為"小型空中發射入軌運載器"(SALVO),將由美空軍F-15E戰鬥機在美國東靶場上空發射。

隨著美空軍從易損的大型衛星轉向發展生存能力更強的小型衛星,未來從空中發射小型航天器和立方體衛星的能力將尤為重要。SALVO及其後續的"機載發射輔助空間進入"(ALASA)項目可為美國提供一種"隱身的運載火箭"能力。在這種轉變中,軌道ATK公司"飛馬座"空射型火箭可能很重要,但比起未來更小型的空中發射系統,"飛馬座"是一種容易被檢測到的大型火箭系統,並需要重要基礎設施。

DARPA、空軍和項目主承包商Ventions公司曾將SALVO描述為兩級系統,使用液氧和煤油推進劑,由先進的微型電動渦輪泵驅動。SALVO在埃格林空軍基地裝備到雙座F-15飛機上,加註燃料後,該火箭將由飛機攜帶,從一個安全通道飛抵東靶場。SALVO每次只能發射一顆重11磅的三單元(3U)立方體衛星,該項目最初旨在作為DARPA與波音公司合作的大型ALASA項目的探路項目,僅執行3次飛行試驗。

運載火箭空中發射系列之三

SALVO空射火箭及載機

Ventions公司的核心技術,以及SALVO火箭採用的核心元件如下:

1) 小尺寸火箭發動機

Ventions公司的微尺寸火箭系統採用二元組分火箭推進劑的循環冷卻液體發動機,其推力大約在100到5000lbf,該發動機設計可兼容使用一系列的推進劑包括:液氧(LOX)、航空煤油(RP-1)以及耐儲存的過氧化氫。

Ventions公司已經完成了火箭多次點火試驗,目前已經成功應用到小衛星發射火箭及其他應用中。


運載火箭空中發射系列之三

Ventions公司小尺寸火箭點火試驗照片

2) 電動渦輪泵

Ventions公司在電動渦輪泵方面也進行了多年開發,發展了超小型(1.5英寸大小)高速渦輪泵,並應用於發射系統的增壓設備。

超小型電動渦輪泵具有非常複雜的空氣動力學外形,加工過程使用一種新穎的方法。Ventions公司已經實現了最高風險的核心元件開發製造,並且已集成在高性能運載火箭中。


運載火箭空中發射系列之三

超小型電動渦輪泵

3) 低成本輕型航天電子設備

作為航天發射裝置的必備部件,Ventions公司開發高性能航天電子設備、飛行控制計算機用來運行發射裝置的自動時序控制、平衡控制、導航控制、通訊功能、能源管理,該低成本輕型電子設備已經過多次飛行測試驗證。

低成本輕型航天電子設備已經持續通過航空飛行試驗結果升級改制,並且已經被DARPA用於最新資助的火箭發射項目中。


運載火箭空中發射系列之三

低成本輕型集成電子設備

4) 高性能發射系統

Ventions公司集成了其自行研發的核心元件,包括:小尺寸火箭發動機、電動渦輪泵、航天電子設備以及其他單元,組成了完善的發射單元,並經過多次發射來驗證發動機循環冷卻系統、電動渦輪泵加壓、液體二元推進劑等相關技術在小尺寸發動機的應用。

目前,在DARPA和NASA資助下,Ventions公司正在開展兩級發射裝置的研發。

運載火箭空中發射系列之三

Ventions公司小型火箭發射照片


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