欧洲“过渡试验飞行器”再入返回技术综述.pdf

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1、第25卷第l期航天器工程v01．25No．12016年2月SPACECRAFTENGINEERING131欧洲“过渡试验飞行器”再入返回技术综述魏昊功陆亚东李齐彭兢(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要欧洲“过渡试验飞行器”(IXV)是在欧洲未来运载器预备工程(FLPP)框架下研发的飞行试验器，主要用于演示验证升力体高超声速再入技术。2015年2月11日IXV成功回收，标志着欧洲在飞行器再入返回技术上实现了新的突破。文章介绍了IXV的发展历程、飞行试验情况，以及主要设计要求和技术指标，梳理了空气动力

2、学、热防护系统(TPS)、制导导航与控制、回收等关键技术的解决途径，可为我国开展相关研究提供参考。关键词“过渡试验飞行器”；再入返回；高超声速中图分类号：V417文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．01．018ReentryTechniqueAnalysisofEuropeanIXVWEIHaogongLUYadongLIQiPENGJing(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，Ch

3、ina)Abstract：IntermediateeXperimentalVehicle(IXV)isanESAflighttestplatformtodemonstrateliftingbodyhypersonicreentrycapabilitiesintheframeofFutureLaunchPreparatoryProgram(FLPP)．TheflighttestmissioncompletedonFebruary11“2015。whichvalidatedtheEuropeanreentrysys

4、tem．ThisarticlepresentsthedevelopmentofIXVandtheperformanceoftheflighttest，focusingontheIXVdesignandreentrytechnologyincludingaerodynamics，thermalprotec—tionsystem(TPS)，GNC，andrecoverysystem．TheresearchanddevelopmentofIXVcanofferreferenceforChinesecounterpar

5、ts．Keywords：IXV；reentry；hypersonic1引言2015年2月11日，欧洲“过渡试验飞行器”(In—termediateeXperimentalVehicle，IXV)成功完成了飞行试验，并在太平洋上安全溅落。欧洲航天局(ESA)局长将IXV任务称为一项“关键任务”，IXV任务主要是为了验证大气再人技术，此次试飞成功，标志着欧洲在飞行器再人返回技术上实现了新的突破。在20世纪80年代法国赫尔墨斯(Hermes)、德国桑格尔(Sanger)等航天飞机项目相继因各种问题冻结后，欧洲对于再入

6、领域的探索相当谨慎，直到1998年才实现了“大气再入验证器”(Atmos—phericRe-entryDemonstrator，ARD)首次受控再人飞行，获得了用于再人技术研究的实际数据。此外，欧洲曾参与美国X一38空间站乘员返回飞行器项目，该项目在2002年被美国方面终止后，ESA决定自主研究再入技术。为保证技术和经济资源的有效利用，ESA制订了科学合理的发展规划，并收稿日期：2015-08—18；修回日期：2015—11一05作者简介：魏昊功，男，助理工程师，从事航天器总体设计工作。Email：weihao

7、gong@aliyun．com。航天器工程25卷启动了“未来运载器预备工程”(FutureLauncherPreparatoryProgram，FLPP)，包括一系列地面试验和飞行试验项目。在所有飞行试验项目中，IXV项目被认为是最具挑战性的，因此法国国家空间研究中心(CNES)与空中客车集团(AirbusGroup)(原欧洲宇航防务集团，2014年初更名与业务重组)合作开展了作为IXV预先研究的Pre-X项目，用于探索可重复使用的热防护技术的可行性和研究高超声速气动热力学规律，以降低正式任务的风险。IXV作为

8、世界上第一个实现低轨再入的升力体返回飞行器，继承了ARD、Pre-X等项目的再人技术，兼具有翼升力式飞行器的可控性高和返回舱系统简单的优点。本文对IXV飞行试验、技术指标等进行了介绍，重点分析了气动外形设计与试验、热防护系统、制导导航与控制系统、下降与回收系统、测量系统等再人返回关键技术，可为后续研究提供参考。IXV飞行试验简介IXV完全继承了Pre—X的外形设计，如图1所示¨_2]。