国际航空航天工程杂志》上

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国际航空航天工程杂志》上/2012年/文章

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体积 2012年 |文章的ID 830536年 | https://doi.org/10.1155/2012/830536

奥列格Nizhnik, 一种低成本的援助系统轨道运载火箭发射”,国际航空航天工程杂志》上, 卷。2012年, 文章的ID830536年, 10 页面, 2012年 https://doi.org/10.1155/2012/830536

一种低成本的援助系统轨道运载火箭发射

学术编辑器:肯尼斯·m·索贝尔
收到了 2012年2月17日
修改后的 06年4月2012年
接受 2012年4月16日
发表 06年6月2012年

文摘

作者评论艺术nonrocket启动援助系统的状态(少女)航天关注空气启动选项。作者提出了另一种技术上可行的拉斯维加斯的基于组合方法:空气发射,高空气球,拴在拉斯维加斯。提出了拉斯维加斯可以实现与现有的现成的硬件交付7公斤每公斤5200美元的近地轨道。提出设计可以提供更大的减少价格和大轨道载荷与未来的进步轻飞行器,绳索,电机和陆地电网。

1。介绍

航天是成熟的工程discipline-54 2012岁。但看似矛盾的是,它仍然完全依赖硬件和方法开发的航天时代的开始。现代,仍然后“联盟”号运载火箭系统(lv)的进化改进他用r7火箭发射了第一颗人造地球卫星。尽管提出了许多先进的火箭概念,甚至实现(特别是航天飞机),这些设计没有经得起时间的考验。对当前状态的全面审查艺术领域的火箭推进中可以找到(1]。Nonrocket-based航天也大量研究,但这项研究并没有导致实际系统除了飞马lv为退休计划。nonrocket航天计划的主要原因还未广泛实现是他们未能与纯粹的竞争领域的火箭航天计划的轨道运输高价值的有效载荷通信卫星和行星际探测器。但火箭成本基线否认许多更有价值理想的负载类像轨道电力工厂或机器外星资源利用率。最终使这些负载类,临时nonrocket启动援助系统的原型(LAS)应该开发推出实验载荷。因此,拉斯维加斯的一个经济可行的系统级设计了本文可能关键的进展为这些额外的负载类轨道运载系统。

2。之前提出了拉斯维加斯的概述

很多建议已经实施nonrocket拉斯维加斯和表中列出1


方法 引用

高空自由浮动的热空气气球气球 (2]
轨道电磁弹射器 (3]
激光烧蚀开车 (4- - - - - -6]
太空电梯 (7,8]
狮子座旋耕机 (9- - - - - -11,13]
螺旋弹簧(slingatron) (14- - - - - -18]
星际旋转束缚 (19- - - - - -29日]
旋转,张力支撑环 (30.]
电磁范围提高轨道 (31日- - - - - -33]
空间的喷泉 (34]
地面直线加速器(枪,弹射器) (36- - - - - -39]
亚音速飞机发射器 (40,94年]
空气预冷冲压喷气飞机发射器 (42,43]
超声波发射器的飞机 (41,44]

罗马尼亚的航天局/ ARCASPACE [2)提出了发射月球探测器从高空气球。如果火箭开始高度可以达到20公里的一个轻量级的,廉价的运载火箭是可能的。然而,在20公里的高度,每吨的火箭需要至少200000米3为太阳能热空气气球气球的体积ARCASPACE提出的。所以设计一个超高空ARCASPACE气球是昂贵的和技术上具有挑战性的任务。此外,这样一个巨大的气球是消耗品,长时间提升需要使用可贮存推进剂的火箭。ARCASPACE气球也只能发布在阳光明媚的天气,这意味着延迟成本。最后,他们的立场在发射是不确定的,复杂的安全区域。

电磁发射器(轨道炮)加速一个小载荷从狮子座也提出3]的SDI计划。但轨道炮是一种本质上非常高功率设备(30 - 1000太瓦提出配置)。功率对重量等处罚的结构和能量存储材料,以及分布和耗散元素,使轨道轨道炮不经济的。轨道炮设备(3)有能力推出0.3公斤有效载荷与速度的4到10公里/秒(与现有技术现实),但是发射器本身可能重量超过300吨(因为至少200吨仅需要电容器),以5000吨的重量成为一个更有可能估计。

最初提议的推进剂火箭发动机基于加热远程激光是(4]。但鉴于可用激光的连续电力低(低于1兆瓦级)和坏的传输效率,这样的推进方法需要很多改进的激光技术在当前的水平。在[5]权力要求定向能推进从地球轨道估计每吨0.1 - 1兆瓦的连续梁发电设备车辆的质量,这是3 - 4个数量级高于当前的技术发展水平激光发射器。因此,达成的最佳高度定向能飞机在2001年只有71 m [6]。太空电梯系统被视为一个可行的解决方案(7),但远非是可能与当前材料技术(8]。

旋转缆索系统(9,10)可以用于减少δv从地球表面到轨道。但需要飞船制导精度,使对接与旋转范围提示高于反卫星导弹,不能可靠地执行任务的指导,与当前技术指导。正常的火箭lv不够敏捷的最后的速度向量的调整。在[11)一个更健壮的使用提出了一种机动格斗交会方法。它的优点是灵活性强引擎系统放在范围解决;因此广泛的重新设计的火箭lv推进系统是没有必要的。但实际对接时间窗口10秒的一个现实的25公里长,1.6公里/秒提示速度范围,对接电动机必须提供至少500 m / s的δv补偿外侧不匹配。解决也必须包括一个50 kW功率电动机每1公斤体重作斗争的风/解除补偿径向不匹配的范围。这个功率比是2数量级高于工业级电动马达(最好的是可以实现的12]。使用化学燃料动力涡轮绕组/解除可能解决的问题,但在这种情况下一些反应物料必须在径向调整作斗争。因为会合的权力要求规模反向平方系绳的长度,使现实motorized-grapple缆索对接系统,因此,10秒对接窗口要求约束下至少100公里。可能的解决方案的范围提示交会问题提出(13]。减少所需的额外的致动器质量的加速度范围提示在会合的地方额外压力范围,导致捕获有效载荷质量或减少范围提示速度。

在[14- - - - - -17提出了螺旋弹簧。结构不解决问题所需的multigigawatt电力驱动吊索携带足够弹重飞出地球的大气层。最小的slingatron小姑娘组成一个2700吨的轨道90公里速度139米/秒(18]。这样的系统更重,更快,更大,更多的权力饥饿和加速度数量级高于有史以来建造的最大的子弹头列车。

凯夫拉尔束缚被提出(19]随着轨道变化的有效手段。品质因数(1范围用于此目的的推导: 在哪里 的最大速度是卸载,untapered范围提示固定一端, 是破坏范围的延伸, 使材料的杨氏模量, 的密度范围。虽然[19]夸大的最大范围提示速度(1)的10倍,他们的理论分析是有效的,是用来选择一个合适的范围(绳)材料。文献[20.)提出了一个合理的施工安全电动机有一条直径较小的范围。带transmission-based设计主题的范围控制和自我限制的压力,一个有价值的属性系统的安全系数。在[21]旋转束缚被提出了月运输。幽灵2000 (UHMWPE)的品牌提出了缆索制造。所需的高速度的范围(1.6 km / s)在月球轨道缆索系统使28倍比载荷重;因此至少100的重用范围是收益范围部署所必需的。更好的缆索材料可以降低资本成本的系统中描述(21]。束缚也可以用于摆动对小行星(22不花推进剂。文献[23)还提出了利用光谱2000束缚轨道转移(没有工程分析)。的使用范围来捕捉有效载荷在行星轨道的母舰负载执行飞越操作提出了在24- - - - - -26]。竞争与现有化学推进的速度变化载荷仅限于0.3公里/秒。束缚被提出火星和地球之间运输货物(27),但现有的低强度材料的束缚太重与火箭推进竞争。在[28指导讨论了缆索会合。声明的结论是没有办法延长约会间隔足够长的时间使捕捉有效载荷的旋转范围小费。绳索的使用提供一个中止选择火星旅游提出了(29日]。典型的δv低于1公里/秒,可以开发一个实际的范围。然而鉴于火星旅行的质量约束,中断功能的实现是不可能的。

的变化范围的概念,提出了一种旋转rim在狮子座,在30.)实现。这个航天器的设计允许容易依恋,因为连续附件线需要更少的δv和加速度补偿指导错误而解决。设计(30.要求的材料 倍的传统旋耕机。

在[31日)方法来提高使用电磁缆索提出了卫星送入轨道。但到达轨道的远地点tether-bearing飞船必须高于地球静止轨道,和可能的加速度很小。文献[32)也提出了一个方法来提取能量从空间等离子体使用电磁系绳。但这种方法只能在拉格朗日点附近的区域。文献[33)还提出使用旋转束缚与地球的磁气圈改变航天器的轨道。旋转范围范围增加刚度,使轨道控制更简单而挂或摆动范围。

在[34一个合理的降尺度方法,提出了一种空间喷泉。但即使是小规模(2.5公里/秒,1-pipe空间喷泉)系统的维修力量16千瓦(2/3的电力由日本),56吨的体重悬浮在大气中(可能更如果控制和安全设计添加),存储动能120 GJ(22吨TNT当量),和150公里长的建筑足迹。拉斯维加斯(34]功能190公里长的管道跨下紧张,很难构建使用现有的材料。此外,15亿美元的小型空间喷泉建筑预算(34只包括原材料成本。仅维修发电机(最便宜的option-gas涡轮)35预计将花费64亿美元。

潜在的经济优势的地面发射机中列出(36),但4千瓦电力系统平均100 GJ当地能源储存提出确实需要专门的发电站。在[37),真空管提出了小型探空火箭发射。虽然设计允许增加10 - 20%的探空火箭高度,23.5米长半刚性发射管设计不合算。略扩界2-meter-long火箭与小得多的制造和处理困难使其达到最大高度相同。在[38)提出了一种气动雪橇作为轨道车辆的拉斯维加斯。拉斯维加斯类似于现有的蒸汽弹射器上使用美国超级航母。这些已知发射机维修费用高的问题,这是他们的应用程序的主要原因被限制在发动军事飞机。

启动援助的另一个方法是拍摄与高素质的运载火箭,高爆,ultravelocity炮弹速度机关枪39]。运载火箭必须生存~ 10000这些影响,每个交付10 - 100倍最大动能比现代枪支炮弹~ 10碰撞/ s。文献[40空中发射系统)提出了一个解决方案基于奇异的推进剂化学。文献[41)发现的δv优势推出30公里海拔700 m / s和最佳角之间发射角和水平已接近30%,而垂直发射30公里海拔为500 m / sδv减少达到狮子座。

在文学的巨大身体的讨论吸气式引擎lv,作者展示一个解决方案预冷发动机,说明解决方案的技术挑战。在[42空气热交换器的设计,阐述了吸气式的工具类似于云霄塔。但是设计提出flow-to-weight比率低于0.03−15.5马赫的速度,所以最大推力换热器的重量小于10的排气速度3公里/秒。在[43),热交换器的空气预冷器设计用不锈钢管2毫米外径和壁厚0.1毫米。这些管道将在5.5马赫气流如果超过12厘米长。此外,(43假设很轻,先进的吸气式发动机。如果推力重量类似于普惠J58引擎可以实现(设计类似的空速,但没有预冷器),整个发动机的质量将是汽车的12吨干质量的45%。的有效载荷质量分数1.25%的干燥质量,设计实现之前仍然需要很多材料技术的进步。

一般来说,高超音速启动飞机(LAS) + lv是更昂贵的44纯粹的火箭lv相比,它太昂贵的原因是下一章阐述。

3所示。空气的评论家发射的概念

在nonrocket小姑娘高空发射使用航母飞机应该更详细地讨论,因为飞马座高空发射与航空公司飞机只有拉斯维加斯方法实现历史上,和飞马座的问题导致其计划退休的陆基金牛座,金牛座XL火箭将失去光特性的吸气式的拉斯维加斯。了解动机除了飞马退休计划让我们先列出空中发射的优点。

参考文献(40,41,45]估计δv节省因使用空气发射是750 m / s为亚音速1000 m / s航空公司飞机。这个δv还原转化为固体燃料火箭火箭重量降低28%或19%火箭减肥LH2 /液氧火箭根据火箭方程(46)也报道了亚音速发射的火箭干重降低25%飞机携带液态氧/ LH2火箭。空中发射与航空公司飞机也有下列重大处罚。(1)空射火箭的设计妥协,可贮存推进剂要求航空公司机务人员安全(47),额外的结构重量由于额外的负载水平方向进行火箭(48),导致火箭重量减少,只有15%的最大28%。(2)第二个是飞机的资本和维护成本的影响,特别是影响发动机功率的运输机轻浮的成本。文献[49]预测是否拉高速航空飞机将越来越不合算。例如,协和式飞机[50]预计运营成本43%固体火箭助推器,等效消耗品和更高的速度飞机(包括所有试探性的超燃冲压发动机设计)将会更经济。损益两平点固体火箭助推器约为3马赫的当前技术水平。的作者(44)也得出为什么高超音速启动飞机不能经济尽管节省δv火箭。(3)总成本的轨道发射为主而不是轻浮的成本。而不是研发摊销、认证、安全范围,有效载荷集成和利润率(所占的比例高达81%51的发射成本。这些成本减少和增加发射率和独立的发射技术。

总结一下,一个经典的空气发射系统未能降低lv的成本超过3%,因为空气发射技术受到相同的技术和程序限制纯粹火箭lv。这并不奇怪,因为太空发射技术已经大多使用飞机制造和服务基础设施。

4所示。拉斯维加斯的所需的属性

总结章节ii iii中的数据,列表所需的经济特征nonrocket拉斯维加斯。(我)必须交付的权力运作的现代电网需求( MW)。(2)空气的质量LAS应该保持最小的一部分。(3)局部能量存储应该最小化(避免不受控制的能量释放的危害)。(iv)加速度由拉斯维加斯必须由火箭发动机在同一方向(lv必须只有1结构强轴)。(v)推进力由拉斯维加斯不得超过力相当于火箭助推器。(vi)lv的船上LAS-related硬件必须光。(七)不允许飞行员在空中拉斯维加斯的一部分。(八)拉斯维加斯必须提供lv分离点及时使用低温燃料的lv。(第九)所有组件的可重用性的拉斯维加斯至少几次。(x)小发射周转时间(不超过1天)促进高发射率。(十一)低负载质量促进高发射率。(十二)天气的独立性。(十三)发射,发射向量稳定。(十四)没有高加速度会合,直到更好的导航系统将会发达。

没有建议部分ii iii满足所有标准经济的拉斯维加斯。因此,最初的提议松散的组合特性的基础上(2,20.,30.)诉总结章中描述的是最重要的原则,拉斯维加斯必须快速操作,在低功率和低体重、意义最可能低负载质量,因此大起始高度火箭一样保持空气阻力损失的合理目标的轨道科学公司在他们的飞马项目。没有革命性的突破,预计火箭lv本身。例如,[52]是20年前,在列出所有视角技术仍在发展(Li-Al合金使用除外)。总结、SSTO超轻型火箭引擎,吸气式的或火箭的回程支持者并不发达。缺乏该领域的快速发展是说明了项目的取消流氓(53)旨在使用纯粹的火箭lv实现相同的目标。因此,nonrocket拉斯维加斯可能是唯一短期路径更经济,尽管小规模,轨道交付。

5。提出了拉斯维加斯的概念

作者的建议要求高空气球集群用作电缆牵引系统锚。拉斯维加斯/ lv的设计参数提供了表2。系留气球,相比更容易重用气球漂浮在[2]。重用的气球是必须的,因为这些元素构成了最重的拉斯维加斯的和最昂贵的组件。同时,系留气球的定位可以精确的比例计(54]。(电缆)连接到高空气球可以用来加速lv如果需要或者只是提供运载火箭发射高度前低温推进剂将煮掉。系留气球在运输机系统的优势是极端简单的飞行硬件和有利的初始速度矢量光有效载荷(垂直或接近垂直)。


参数 价值

推出了lv重量 340公斤
有效载荷,狮子座 7公斤
拉斯维加斯的发动机输出功率 13.1兆瓦
气球总量 0.5 mln·米3
加速度在启动援助 5.7米/ c2
加速时间 161秒
分离速度 0.45公里/秒
分离的高度 36.1公里
飞机结构重量(压载和运载火箭) 8.6吨
飞机结构结构因素(装载压载和运载火箭) 1.5 *
设计最大风速低对流层 18米/秒

绳子强度退化包括10%的利润率。

使系统静态稳定只有tensile-loaded(因此轻)跨越,至少3气球和3 i(牵引电缆)安排在轴对称模式是必要的。气球应由集群连接电缆(2图1)建立一个稳定的小间距。静态和动态负载启动的lv由于和对流层风荷载作用于运载火箭,电缆,气球是计算。因为气球提出系统的操作高度远高于急流的顶边(约20 mBar压力而急流减弱90 mBar级)以上(55),急流风只影响气球在部署期间(谨慎是必要的)和火箭发射期间lv。因为电缆截面在急流区和火箭lv截面小气球相比,射流负载无关紧要的拉斯维加斯子系统,虽然lv仍然必须承受更大的风剪。估计60 m / s急流侧向力lv 400 h,高于额定地面风荷载。不过拉斯维加斯/ lv设计并不打算承受急流加载,因为大部分地球表面包括最有利的赤道带是不受强烈的急流。结构强度的1.5被选为整个拉斯维加斯的设计,以确保生存至少10000块轴承的载荷循环(56]。夹角牵引电缆(图5-3-121)应该非零有效抵抗风荷载的气球和确保发射可重复向量。夹角越大lv绳(图5 - 31(图3 - 12)并返回绳子1),可以实现更好的刚性拉斯维加斯,但返回绳重量也增加了。水平范围段(12-7图1)长度选择气球高度的7%,但根据土地很多可用性30%可能是明智的。拉斯维加斯的概述/ lv参数和拉斯维加斯的组件分解提供了表23,分别。


组件 质量,公斤 分数,%

lv火箭质量 270年 3.7
lv减速伞 30. 0.4
LVS-LAS附加分 40 0.5
牵引电缆 1551年 21.3
聚类电缆 49 0.7
顶块 91年 1.2
关节牵引电缆 670年 9.2
气球,未加压的 4566年 62.6
气球航电块 25 0.3
7292年 100.0
气球在39.6公里 8649年 118.6
压载水的气球 1357年 18.6

总体而言,提出了拉斯维加斯/ lv重量和性能类似于日本最古老的运载火箭Lambda-4S(9.4吨湿重和26公斤狮子座,resp)。。但相似,因为最重和最昂贵的组件在拟议的系统中可以重用,如表中所示4


组件 价格,k美元 分数,%

#lv火箭 26.6 72.8
lv减速伞+附加分,5重用 1.3 3.6
牵引电缆,100重用 3.4 9.3
* 200(气球、重用(160 k /气球[美元95年]) 0.8 2。2
牵引电机成本,10000重用(10点/美元)12] 0.17 4.3
耦合成本,10000重用 0.08
变频驱动,10000重用 0.08
线路保护设备,10000重用 0.02
10公里大功率输电线路10000重用 0.6
抗垂桅杆,10000重用 0.4
1000块成本,重用 0.1
3公里轻便铁路的张力调整,10000重用 0.1
技术人员工资,2人30年来(10000年发布) 3 8.2
总成本每发射 36.5 One hundred.
成本每公斤有效载荷的狮子座,k美元/公斤 5.2 - - - - - -

*要求NASA超压力high endurance气球或同等(96年,97年]。
#不。使用NASA计算成本模型从[98年有85%的学习曲线。

表中的数据2- - - - - -4是使用Microsoft Excel生成计算表。输入数据计算表是来自大量数据(特别是对于车载电池和配电子系统),质量评估关系57),从Scilab脚本的输出用来模拟火箭的上升狮子座。Scilab脚本Proton-M校准通过模拟上升,三角洲7920飞马XL, H-IIA lv。上可用的计算表和Scilab脚本请求。

在当前的工作是不建议重用火箭lv,因为潜在的优势不会是决定性的。参考文献(58,59)认为,可重用的火箭lv只有可能是明智的发射需求远比当前水平增加,这是不太可能的根据(60]。拉斯维加斯是数量级的许多资本成本近似,但这些近似精度并不重要,只要地面的一部分可以重用拉斯维加斯10000倍或更多。虽然这些沉重的重用为地面牵引电缆系统并不少见,限制因素是对轨道发射的需求。如果10000年发射7公斤有效载荷(70吨)可能需要30年间隔内对于任何现实的任务场景,然后提出了拉斯维加斯可以廉价而推动火箭lv。问题也可能发现的小型高性能火箭发动机。提出了火箭一个Ottobrunn 300 N LH2 / LOX推进器与430年代特定的冲动和最大推力500 N被选中的初步模拟lv。LH2 / LOX批量生产的lv的最佳燃料,如果所有因素都考虑进去61年]。这不是明显更好的发动机是否会被开发;文献[62年]介绍了回归领域的液体燃料火箭引擎的设计。主要问题描述未能使用来自学术界的结果在工程公司,工程公司未能分享或继承设计信息,和许多不兼容或专有软件工具用于火箭引擎的设计。小型可分割的有效载荷可能在经济上有吸引力63年),如果相关的处罚64年最小化(见表)5)。


因素

1 interorbital运输的燃料效率
2 最大发射率earth-to-orbit运输能力
3 装配的可靠性
4 质量和利用率的轨道设备的支持

虽然因子2可能不关心该拉斯维加斯/ lv,因素1可能是至关重要的。1998年电力推进的国家的艺术质量缺乏霍尔推进器和离子推进器低于10公斤阈值(65年),尽管没有明显的物理极限存在小型化。文献[66年]表明是否缺乏小型发动机可能是由于研发不足。在[67年)的历史概述轨道发射提供了数据,并没有发现明显的上升趋势;因此唯一能到达一个经济、高发射率的降低单位有效载荷质量。在[68年趋势是提到使用更小、更便宜的行星探索的航天器。因此,非常小的火箭lv可能有用如果可分割的有效载荷,提高发射率将成为普遍。微型LH2 / LOX引擎是最小化发射重量和相关的关键基础设施,安全和飞行成本。使用微型LH2 / LOX引擎与小的油箱,使燃料之间的间隔超过设备和发动机点火电缆骑时间必须很短。提出了拉斯维加斯,最大电缆骑时间可能来源于LH2坦克self-pressurization方程;这些是最难保持凉爽。大多数微型0.2米直径LH2坦克与平庸的绝缘(100 W / m2),压力上升1 MPa和1 g条件[69年]给self-pressurization时间7分钟。拉电缆骑时间低于这一限制是可以实现的总和的5.0 MW最小的力量牵引电机提出了拉斯维加斯的配置。

6。现成的拉斯维加斯硬件

气球适用于拉斯维加斯的原型是NASA标准零压气球。气球从性能(70年总结在表6


体积,米3 气球的重量,公斤 暂停了体重,公斤 设备重量公斤 压载重量12 h,公斤 压载重量,公斤36 h飞行,公斤 名义上的高度,公里 敏感性,米/公斤

328475年 776年 953年 184年 One hundred. 315年 36.6 4.5
328475年 1461年 2495年 295年 238年 714年 30.5 2。2
659783年 1701年 1950年 272年 215年 658年 36.6 1.7
* 804198 1522年 1361年 227年 170年 522年 39.6 2。2
804198年 2066年 2495年 295年 272年 828年 36.6 1.8

模型选择的大规模预算计算。

从表6见过,即使是最小的NASA气球可以执行所需的拉斯维加斯的任务,虽然在降低高度30-33公里。中型和大型气球可以很容易地提高提出lv》公里高度。

的束缚,只有商用绳索(不是单纤维)进行评估。在纤维碳纤维可以提供最佳的性能,但在绳索等级低阻力导致缺乏长绳子。碳纤维也电导率升高。导电纤维的高空绳索应避免,因为可能触发闪电传播沿着绳子。排气羽流的火箭车起动发动机顶部附近的绳子可能会提供一个导电连接绳子本身和周围的空气。闪电引发了运载火箭排气羽流是已知的现象(71年,72年),发现第一次在阿波罗12号的发射。另一个有前途的绳索材料聚酰胺(凯夫拉尔)。在[73年]凯夫拉尔电缆提出暂停地球同步卫星在地球静止高度的一半。寻找商用凯夫拉尔(或相关poly-aramid绳索)导致了绳索与最大速度1.7公里/秒。但最好的提示可以实现速度与UHMWPE纤维。材料选择的绳索束缚了sk - 90 Dyneema认为不方便公开3毫米直径和防紫外线和antiabrasion涂料(74年]。选中的绳索模型最大速度2.07公里/秒,包括10%力量差距最小的破坏力量。这不是第一个建议使用这种材料的束缚;作者的11]一直青睐的选择UHMWPE纤维的旋转空间束缚和提供1.75 - -3.0范围内的工程安全系数来实现一个实用的设计。但作者(11)使用单个纤维的力学数据,而不是绳索。选择的结构性因素绳索对应1.5的安全系数2.3个人纤维sk - 90 Dyneema认为不方便公开的。缺点但Dyneema认为不方便公开为航空航天应用程序可能是材料(UHMWPE)对紫外线损伤。Dyneema制造商从未发出的紫外线辐射的实际阻力Dyneema认为不方便公开。实证研究(75年]索赔3年寿命SK78纤维的抗拉强度降低30% Dyneema认为不方便公开海平面,这相当于有2000小时的太阳照射在90度仰角。文献[76年)使用控制太阳能模仿者和总结200小时的太阳辐射峰值海平面是否足以导致抗拉强度下降30%。此外,(76年]指出了氧化降解紫外线的Dyneema认为不方便公开的主要途径。光降解作用因此,Dyneema认为不方便公开可能会加速臭氧的存在。的实际水平紫外线辐射在30至35公里的高度也很依赖变量和模型。文献[77年提到50%紫外线渗透在高度为205 - 300纳米波长范围30 - 40公里,30公里最低在205 nm波长,而光波长短于200海里(UV-C)渗透只有40 - 60公里高度,使保护其提出设计基本脱节。作者在78年已经观察UV-C辐射水平之间的协同和原子氧侵蚀的聚乙烯(丝),因此光谱和Dyneema认为不方便公开。polyethylene-derived产品退化快10倍与聚酰亚胺(凯夫拉尔)相比,具有22毫克/克基线侵蚀率除以原子氧通量。因此,寿命长绳子的幽灵或Dyneema认为不方便公开将难以实现在狮子座环境或高平流层。但原子氧和UV-C都没有低于40公里高度,使保护balloons-anchored i从他们不重要。文献[79年)说,纯UHMWPE纤维不吸收光波长190纳米以上,但通常处理的成绩有杂质吸收光波长270 - 330纳米。因此,结论可以做绳子是否Dyneema认为不方便公开在平流层强度退化将导致主要由200 - 300纳米波长的紫外线(UV - b)。uv - b光的简单的模型级别是照射增加10 - 17%每公里的高度,考虑到30% SK78强度退化时间Dyneema认为不方便公开35公里的0.8小时。这个估计只有下限。模型不确定性、几何因子(低入射角有时近乎垂直的绳子的最大紫外通量),和使用的紫外线吸收涂料(按计划)应该提高钢丝绳的生命周期。通过块的旋转范围传播紫外线损伤,和降低比不使用的气球几公里,将提高绳一生数百到数千小时。

7所示。结论

的系统级设计nonrocket拉斯维加斯和火箭提出了超轻载荷的lv。系统可以提供7公斤每天与发射率1发射狮子座。估计单发射全部费用是36400美元,轻浮的成本是26600美元,使该系统的一个最便宜的发射系统发射价格和价格每有效载荷质量类别。以前提出申请类似拉斯维加斯/ lv可能轨道油库补给,空间站补给,或地球遥感。其中,大多数研究是interorbital拖船设计。低温存储(轨道80年,81年),转移(82年),操作模式83年- - - - - -85年],interorbital拖船设计(86年- - - - - -88年阐述了。但89年,90年)是怀疑interorbital拖船的可行性。为国际空间站提供耗材和燃料可能会更容易,但这业务部门已经采取了。因此,地球遥感应用程序也可能是可行的。文献[91年)提出了一种subkilogram卫星星座,92年)提出了成群的subgram大规模地球遥感卫星LEO,这些可以很容易地部署和提出补充的拉斯维加斯/ lv。DARPA还要求快速反应的亚轨道的交付,和安德鲁斯航天公司提出了一种高超音速机载游隼/猎鹰系统(93年)来填补这个角色。拟议的拉斯维加斯/ lv可能在技术上和经济上也符合美国国防部高级研究计划局快速反应的亚轨道交付。而是因为拟议的拉斯维加斯/ lv最适合轨道交付CubeSat-class卫星,一些国家航天局可以选择建立描述/拉斯维加斯金沙集团提供先进的服务技术演示(或其他目的)立方体卫星卫星制造商,因此改善各自的国家的科技实力。提出了发射计划允许更多的设计、轨道技术示威者和调度的灵活性,有效地将其他现行实践中等载荷的骑立方体卫星大型商业lv。立方体卫星的数量在世界每年生产仍太小(18 2012年计划)要充分利用发射率提出了拉斯维加斯的潜力,但它可能增加如果方便拉斯维加斯/ lv将变得可用。

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