未来升力再入飞船返回舱的气动布局设计

摘要

设计新型高效低廉的运输工具，把有效载荷送入近地轨道是人们不断追求的目标。已成功实现载人天地往返发行的运输工具包括研制周期长、造价昂贵的可重复使用航天飞机和结构简单、一次性使用的载人飞船两类。为进一步降低发射成本，设计介于航天飞船和航天飞机之间的新型飞行器，集飞船和航天飞机特点于一体的升力再入飞船返回舱也许更为切实可行。欧洲航天局CTV及俄罗斯联邦空间局可多次使用“快船”概念值得关注。它们升阻比高、机动性强、稳定性好、过载低、空间大、成本低，而且可以部分重复使用，代表了未来低成本天地往返运输系统的重要发展方向。本文分析了未来升力再入飞船返回舱的需求，采用工程方法对升力再入返回舱的气动特性进行预测，利用多目标遗传算法获得了约束条件下的气动布局，初步探讨了这类布局的气动特点。