运载火箭基于模型的系统工程研究

阐述了航天系统工程概念的来源和实践方法,对基于模型的系统工程(Model Based Systems Engineering,MBSE)概念及其发展现状进行了综述。结合运载火箭的数字化研制进展,提出了运载火箭基于模型的系统工程设想及其可能产生的效益,分析了需要解决的关键技术、存在的问题与挑战,对未来发展进行了展望。

基于模型的系统工程在航天产品研发中的研究与实践

目前,基于模型的系统工程(MBSE)在工业界尤其在复杂装备领域,受到广泛关注。利用MBSE技术,发达国家在提升航天产品制造效率、生产力及装备的开发和部署上已经走在了世界前列。因此,深入理解MBSE概念,发展适用于我国航天工业的MBSE技术迫在眉睫。对MBSE概念及发展现状进行了深入分析,并结合初步实践经验,提出了航天MBSE技术发展方向和建议。

运载火箭新一代遥测系统中FC-AE-1553总线技术应用研究

随着军用电子系统对网络实时性和确定性的要求越来越高,FC-AE-1553作为一种实时性强、确定性高的基于光纤通道的命令响应网络协议,已经越来越广泛地应用于航空电子环境的数据传输、飞行控制等领域。介绍了FC-AE-1553总线的基本特性,并以运载火箭遥测系统为背景,构建简单星形网络拓扑,采用FC-AE-1553总线协议为通信载体,验证FC-AE-1553总线技术在运载火箭遥测系统中的适用性。

液体火箭输送系统非对称出流稳定性研究

为防止大型液体运载火箭推进剂出流塌陷,减少推进剂剩余量,对多台发动机并联的非对称出流装置进行优化研究。建立了出流口及盖板结构流场理论分析模型,开展了流场仿真分析,获得了不同出流结构的推进剂剩余量。对称结构推进剂剩余1341 m^(3),非对称结构推进剂剩余量约1712 m^(3)。结果表明:采用圆形盖板方案能够显著降低液体剩余量;非对称出流口构型与对称构型相比,液体剩余量显著增大,在布置密集的位置推进剂夹气更早出现;非对称布置时应留有足够的通流面积,以降低局部流速,延迟夹气时间。

航天管路系统网套金属软管试验研究与数值计算

针对广泛应用于航天管路系统中的金属软管静力学特性,使用试验方法和有限元仿真方法对其进行研究。对软管进行了无内压和内压0.5 MPa状态下的轴向拉压刚度试验、横向弯曲刚度试验,试验结果表明,金属软管轴向拉压刚度、横向弯曲刚度具有非线性特性,且其力学特性与内压状态有关。根据软管中网套的非线性轴向力-位移关系,在有限元仿真软件中建立了一种基于非线性弹簧系统的等效模型。数值结果表明,该模型中的分配系数Ca取0.95时,仿真结果与试验结果一致性较好。该模型能够有效复现金属软管静力学变形的非线性特性,为进一步静动力学分析提供参考。

航天系统工程与项目管理初探

目前，我国航天企业尚未建立起行之有效的现代企业制度，随着市场化趋势的不断发展，型号研制过程中暴露出的经费水平与技术方案、研制进度及质量要求脱节，以及由此造成的管理和技术分线等问题越来越严重。当前，各类航天型号的管理均采用相同的管理体系，既无法体现型号研制目标和研制流程的差异，又存在大量的物力和人力资源浪费现象。

运载火箭电磁阀漏磁特性量化研究与极性检测系统设计

传统的运载火箭电磁阀极性测试往往通过“耳听手摸”的方式,故存在漏检误检、测试记录不可量化及数据追溯、无法精准判读、测试效率低等问题;因此对运载火箭典型姿控电磁阀开展了漏磁性能的测量与量化分析,掌握阀体各部位漏磁场分布规律、漏磁场随距离衰减变化规律、电磁阀之间漏磁场相互影响情况,并提出了一种非接触式的可视化电磁阀极性检测系统设计方法,采用三冗余敏感探头采编设计保证极性检测准确性,经试验测试验证,实现了无需精确安装即可100%检测电磁阀动作及时序动作精准判读,提升了电磁阀极性检测能力和测试效率;该系统已成功应用于大型运载火箭的总装测试流程中,对于提升运载火箭自动化测试水平具有重要意义。

超重-星舰助推器动力系统解构及输送系统特性仿真研究

采用调研研究、理论分析和仿真计算等手段,分析了猛禽发动机技术方案特点,评估了发动机的性能参数,解析了增压输送系统具体方案,对其复杂输送系统稳定出流、返回剖面推进剂管理等核心技术进行了仿真分析,获得了超重助推器动力系统总体技术方案。在此基础上,提出了我国可重复使用重型运载火箭研制的建议。

重复使用航天运输系统经济效益敏感性研究

面向未来低成本、高效益航天运输系统发展趋势,早期经济性研究工作已无法适配当前技术经济一体化发展需求,重复使用技术的日趋成熟为其降本增效注入了全新动力,围绕重复使用的航天运输系统经济效益分析逐渐成为重要研究领域。基于成本估算关系(Cost Estimation Relations,CER)方法与源变量分析理论,建立了运载火箭单箭成本模型,在此基础上考虑任务级重复使用火箭全生命周期工况并建立了面向任务场景的经济分析模型。结合仿真场景,对经济性关键变量影响的敏感性开展量化分析研究,为后续重复使用技术经济一体化发展提供指导。

系统工程实践下对装备体系工程建设的思考

系统工程科学经过几十年的发展,已经形成了比较成熟的方法论。随着系统不断复杂化,其逐渐演化为复杂系统、复杂巨系统。美国国防部最早提出体系的概念,指出体系是一个由独立起作用的系统组成的以实现特定功能的更大规模的系统组合。目前,国外研究人员已经在未来交通运输、宇宙开发等各领域开展了大量体系工程研究,国内也有研究人员在体系装备建设、赛博空间等诸多领域开展了体系工程方法研究,可以说现代复杂系统最具体的体现就是体系工程。

系统工程与技术经济分析

本文从实际工作角度论述了系统工程的性质、作用、内涵和它所依据的系统观和方法论，着重叙述了系统分析和技术经济分析的基本内容、层次划分和相互关系。对于国内某些重要学术文献中有关技术经济论证的不甚适宜的解释，作者认为对指导实际工作不利，并提出了自己的看法。为推动系统工程的研究建设，还在结语中强调了几个重要的系统工程观点，可供研究参考。

嵌入式软件中断系统资源冲突检测技术研究

由于中断触发的随机性和不确定性,导致中断缺陷引发的问题时有发生,而且通常是不易追踪的严重软件故障,因此对中断系统软件的测试就提出了很高的要求,但是目前可用于中断系统资源冲突检测的工具缺乏。为有效检测由中断的资源冲突引发的软件问题,在分析了与中断相关的典型故障模式的基础上,提出了一种针对嵌入式软件中断系统的资源冲突进行检测的技术和方法。实验结果表明,该方法可有效检测出软件中与中断相关的资源冲突问题。

C^4ISR系统信息优势评估模型研究

为保证未来信息化战争中的制信息权,解决C4ISR系统作战效能评估问题,提出了一种基于信息熵的C4ISR信息优势评估模型。首先从信息优势的角度分析了信息域中各个过程的信息转换质量,给出了传感器域模型、通信域模型和信息融合域模型,进而构建了C4ISR的信息优势评估模型。最后通过基于HLA的信息优势评估仿真验证了模型的合理性。

基于HLA的武器对抗仿真系统开发研究

高层体系结构HLA建立一个通用的仿真框架 ,以解决不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题。该文首先介绍了基于HLA的武器对抗仿真系统的结构 ,然后介绍了基于HLA的仿真应用系统的开发过程 ,最后 ,以飞机突防作战仿真为例 ,从应用的角度分析了基于HLA的武器对抗仿真系统开发过程和方法 ;同时 。

大型软件系统数据质量问题研究

针对当前大型软件系统因支撑数据的质量问题给整个系统带来的直接或潜在危害,深入分析了产生数据质量问题的根本原因、易发阶段、严重等级等相关要素,剖析了科学的数据质量管理制度和完备的数据质量管理体系,提出了数据采集、数据整合、数据清洗、数据挖掘等先进的数据质量控制工作原理。以基于分类模式的数据挖掘技术为例,介绍实现数据质量控制的典型方法,从而使得大型软件系统在研制和维护过程中可通过所研究的标准、体系和方法基本形成适用于各领域系统数据质量问题的高效预防措施和最佳解决方案。

低温推进剂输送系统循环预冷非稳态数值模拟研究

针对某带引射装置的循环预冷系统,基于一维非平衡两流体模型,结合引射器模型建立采用交错网格与两步求解法,数值模拟并分析了整个自然循环(含引射增强)预冷非稳态进程,定量评价了循环流动特性、引射增强及预冷效果。数值模拟并探讨了循环预冷系统参数对预冷状态与过程的影响。

基于SOA的可信智能空间系统软件研究

为了保证智能空间中信息服务的透明性和安全性,提出了一种基于SOA的可信智能空间系统软件模型,以为智能空间的系统软件和普适计算应用提供技术支撑。模型中采用SOA架构,支持智能空间中信息服务的松散耦合;采用混合访问控制策略,支持信息设备与智能空间的可信、透明交互。最后,应用该模型实现了一个可信智能空间原型系统,验证了模型的有效性。

国内体系工程研究态势分析与发展建议

使用文献计量学方法并结合体系工程领域知识,对国内体系工程领域发表的公开学术文献进行了全面、系统的数据分析。基于体系工程学科及研究机构的特殊性,采用了关键词组合的数据获取方式,经过数据清洗后,对年度文献发表量进行了统计,分析了目前该学科所处的发展阶段;对文献出处进行了分析,划定了该领域影响力较大的期刊;对研究机构与作者情况进行了统计分析,研究了该领域的学术领先机构与知名作者;对高频关键词分布及其年度演化情况进行了研究,展现了该领域发展情况及研究热点分布。同时结合体系工程领域的背景知识得出了一系列综合性结论,构造了比较完整的国内体系工程领域知识图谱。最后,基于一般学科发展规律,对体系工程学科的发展提出了建议。

热防护系统多层隔热结构传热分析及性能研究

由外部高温合金壳板及内部多层隔热结构组成的金属热防护系统被认为将在未来重复使用运载器上大面积采用。分析了多层隔热结构内导热与辐射的复合换热问题。采用二热流近似方法分析了纤维席内的辐射热流。分析了多孔介质纤维席内气体、固体有效导热系数。并应用有限差分法建立了多层隔热结构瞬态传热数值分析模型。反射屏层数、发射率及纤维席厚度、密度是多层隔热结构重要的设计参数。详细的分析了这些参数对多层隔热结构隔热性能的影响,总结了提高多层隔热结构隔热性能的方法。

军事信息系统体系结构技术研究与应用思考

美军的实践经验表明,体系结构是破解大系统顶层设计难题的有效手段。在分析体系结构概念内涵的基础上,通过综合考察美军体系结构框架和设计方法的发展情况,结合国内军事信息系统体系结构技术研究的传统做法和工程经验,建立了"五视图"体系结构框架,提出了基于"五视图"的体系结构设计方法,探讨了体系结构技术工程应用的几点思考与切身体会,最后给出了未来发展的几点建议,为提高国内军事信息系统体系结构应用的规范化、工程化水平提供参考与借鉴。