可重复使用助推器系统综述与评估

概述 1

第1章 项目背景 7

1.1 国家安全方面的航天载荷发射需求 7

1.2 可重复使用助推器系统的实现方式及潜在的优势 8

1.3 潜在的新型一次性运载器 9

1.4 NRC对RBS的评估 10

1.5 评估报告的框架 11

第2章 美国空军对EELV型运载器的需求和实现方案 12

2.1 综述 12

2.2 RBS研制安排及预期的成本概述 14

2.3 RBS技术途径综述 16

2.3.1 RBS飞行器的操作流程和基础设施 17

2.3.2 研究与开发飞行器 21

2.3.3 RBS地面研发 22

2.4 附加的项目级（纲领性）考虑 23

2.4.1 外部计划考虑 23

2.4.2 工业基础 23

2.5 与RBS类似的可重复使用运载器 24

第3章 RBS方案的技术评估 26

3.1 主要部分的技术成熟度评估 26

3.2 主推进系统 28

3.2.1 碳氢燃料助推器发动机风险评估 32

3.2.2 碳氢燃料助推器发动机的风险消除 38

3.3 火箭动力反推RTLS机动 41

3.3.1 气动风险评估 42

3.3.2 热防护/热控的风险评估 43

3.3.3 推进剂管理 43

3.3.4 火箭动力RTLS机动风险的降低 44

3.4 IVHM结构 45

3.5 RBS的自适应制导控制 46

3.6 第二个风险区域 49

3.6.1 结构 50

3.6.2 能源、液体加热及作动器研发 52

3.6.3 组装和制造 52

3.6.4 上面级研发 53

3.7 运营操作与基本设施 54

3.7.1 航区安全 56

3.7.2 发射操作流程练习 57

3.7.3 航天器的处理过程 57

3.7.4 发射飞行器的处理流程选择 58

3.7.5 助推器和上面级的发射处理流程 59

3.7.6 助推器/上面级的组装和测试 59

3.7.7 RBS的运输和发射台的安装 60

3.7.8 湿态合练WDR 60

3.7.9 有效载荷总装 61

3.7.10 推进剂加注和发射倒计时 61

3.7.11 排风管和噪声抑制系统 61

3.7.12 飞行终止 62

3.7.13 助推器着陆与安全保持 62

3.7.14 飞行后助推器的检测、维护和存储 62

3.7.15 助推器在仓库内的维护 63

3.8 RBS风险评估总结及降低风险的努力 63

第4章 成本评估 66

4.1 基本构型飞行器的成本建模方法和评估结果 67

4.2 对基本方案成本模型的评估 71

4.2.1 飞行器 71

4.2.2 发动机 74

4.2.3 配套设施成本 75

4.2.4 操作成本 76

4.2.5 成本模型评估小结 77

4.3 RBS商业运营模式 78

4.3.1 方法和假设 78

4.3.2 结果、敏感性和不确定范围 78

4.3.3 商业发射活动的影响 79

4.4 其他事项及成本估计的可信性 81

第5章 计划的执行 82

5.1 降低系统风险的研制阶段划分方法 83

5.1.1 AG＆C研制阶段 83

5.1.2 IVHM研制阶段 84

5.1.3 RBS的Pathfinder阶段 84

5.1.4 助推器发动机研制 84

5.1.5 可重复使用助推器技术验证机阶段 85

5.1.6 RBS-Y飞行器研制及验证阶段 85

5.1.7 RBS产品生产阶段 86

5.2 项目的计划性 86

5.2.1 风险降低程度的跟踪方法 86

5.2.2 方案调整的思路 86

5.2.3 构型/配置/布局/框架识别和管理 87

5.2.4 成本管理 88

5.3 政府部门的观点/监管 89

5.3.1 独立的技术审查 89

5.3.2 对合同商报告及审查的要求 89

5.3.3 调整授权的方法 90

5.3.4 生产监控的方法 90

5.3.5 操作的方法 90

5.4 采购策略 92

第6章 评估发现与建议 94

附录A 评估任务陈述 99

附录B 评估委员会的成员和工作人员简介 100

附录C 向评估委员会提供支撑材料的单位 106

附录D 缩略语表 107

附录E 主要的可重复使用运载器发展历史 110

附录F RBS助推器的操作性设计 116