微重力条件下气 /液两相流压降实验研究

利用俄罗斯IL 76失重飞机对微重力条件下方形截面管道内的水 /气两相流压降进行了实验研究 .利用本次微重力气 /液两相流压降实验结果对一些目前常用的基于地面常重力实验结果的两相流压降预测模型 (均相模型、Lockhart Martinelli Chisholm模型和Friedel模型 )在微重力条件下的适用性进行了评估 .比较发现 ,均相模型和Lockhart Martinelli Chisholm模型预测结果和实验数据差异很大 ;而Friedel模型的预测结果尽管也与实验数据有着明显的差别 ,但在这些模型中是误差最小的 .因此 ,可以利用Friedel模型来对微重力气 /液两相流压降进行初步预估 ,而新的、更精确的模型将依赖于更有物理意义的分析方法及不同重力条件下气

COTS器件空间应用的可靠性保证技术研究

为保证COTS(Commercial off-the-shelf)器件成功应用于我国高可靠的航天产品中,本文总结分析了国内外空间应用COTS器件的发展情况,提出了空间应用COTS器件的可靠性保证总体思路.该思路特点是首先进行与任务剖面相结合的可靠性评估试验,再对COTS器件进行可靠性筛选.对于热环境的可靠性保证,通过研究NASA的筛选规定,提出了不同任务要求下的老练温度-老练时间的对应关系式;实例表明温度可靠性评估试验方法能够指导工程.对于电离总剂量的可靠性保证,提出了不同任务条件下的回归筛选模型,并进行了验证,相对误差为1%.结果表明本文能够系统性地指导空间工程应用COTS器件.

失重飞机搭载气/液两相流实验研究

利用俄罗斯ＩＬ－７６ＭＤＫ失重飞机对失重条件下方形截面（１２ ｍｉｎｘ１２ｍｍ）管道内气／液两相流动进行了实验研究，观测到失重条件下气／液两相泡状流、弹状流和环状流等三种主要流型。同时得到了气、液两相介质的流量、温度和实验段内压力等结果，分析了失重条件下方形截面管道内气／液两相流型转换的条件．

基于CLIPS专家系统的自动数据判读方法

针对空间有效载荷测试数据和遥测数据量大、判据复杂等特点,提出一种基于CLIPS专家系统的数据自动判读方法.该方法采用CLIPS专家系统语言实现了对复杂规则的描述引入有限状态机实现了对随载荷工作状态变化遥测量的动态判读.采用从频繁模式中挖掘关联规则技术设计了判读知识的辅助获取算法,通过CLIPS自身的推理机制提高了判读速度.满足了有效载荷地面集成测试及在轨运控中对数据判读的要求,提高了判读的效率和准确度,并成功应用于某卫星科研实践.

近地卫星电源系统能量的仿真分析

该文针对近地轨道卫星,以HXMT天文卫星为研究对象,对其电源系统进行仿真分析。利用轨道设计分析软件STK卫星工具包获取轨道数据以及卫星参数,并基于Simulink技术,着重考虑天文卫星运行过程中姿态变化、不同负载的运行等对电源系统的影响,对卫星的具体能量变化进行计算并建模。最终形成了一个电源系统能量平衡的仿真系统,对电源系统的能量变化给出实时的仿真,并给出了相应的仿真结果。可以判断系统达到平衡的状态,给出蓄电池容量变化,以及充放电等情况的曲线,显示直观效果。

基于改进OOPN的系统工作模式分析方法

针对空间有效载荷系统工作模式的复杂性问题,在研究其动态行为和运行特征的基础上给出了一种基于改进的面向对象Petri网(IOOPN,Improved Object Oriented Petri Net)的系统工作模式分析方法。该方法集合了Petri网和面向对象的优点;在面向对象Petri网模型中引入了对象间的行为约束关系;并根据约束关系实现了基于最小序列组的系统工作模式分析算法。最后,将该方法应用于某资源卫星有效载荷系统中,实践结果表明该方法满足对有效载荷系统工作模式的分析、仿真和验证的要求,为有效载荷系统的总体设计和集成测试提供了重要的参考。

基于模糊层次分析法的系统加速验证试验设计

传统的基于统计方法的可靠性验证试验的样本量大、试验时间长,难以满足现今高可靠性、长寿命电子产品研制的短周期和低成本要求。工作采用“数理统计+故障物理”的方法,针对多失效产品提出系统多应力加速验证试验方法。基于系统可靠性指标按环境应力进行分配的思路,从功能、结构、机理、应力4个层次确定出关键功能、薄弱环节、主要失效模式及敏感环境应力,逐级进行可靠性指标分解,构建可靠性综合试验与单项环境试验关系,设计出试验方案和试验剖面。首先研究模糊层次分析可靠性分配方法,将系统可靠性指标分配至各单元的敏感应力,接着采用应力-强度干涉模型推导各应力放大系数,然后由加速因子不变原则推导出系统加速因子,结合统计试验方案,设计系统加速验证试验方案。最后,以某固态硬盘试验验证为例,阐述整套流程,并与GJB899A和IEC62506标准方法进行对比,显示了本方法的有效性。

基于改进OOPN的有效载荷系统测试用例生成方法

针对空间有效载荷系统集成测试用例生成问题,在分析任务特点和测试技术发展趋势的基础上,采用改进面向对象Petri网(improved object oriented Petri net,IOOPN)的建模技术,提出了一种基于IOOPN模型自动生成测试用例的推理方法。该方法建立了对象工作模式的识别规则,采用启发式搜索生成单对象测试序列集,引用时间标尺实现系统级测试序列规划算法,满足了有效载荷系统级的测试要求,提高了测试的效率和水平,成功应用于某卫星科研实践。

空间辐射环境仿真平台的设计与实现

为提高航天工程系统或有效载荷电子学设备的可靠性、减小任务风险以及便于方案决策,应对系统和有效载荷的空间辐射环境进行准确预估。采用CBS(COTS-BasedSystem)开发方法,通过领域模型评估选取了商业现货软构件,建立了空间辐射环境仿真平台。利用该平台进行了能谱、总剂量、传能线密度、射程等多种空间辐射环境特征参数和屏蔽策略的仿真分析,结果表明仿真数据可靠;该平台能够满足空间任务分析需求,并为电子学设备的可靠性设计和试验提供重要依据。

基于LMS Test.Lab的振动试验中断处理方法研究

当前产品振动试验中断处理方法主要依据GJB 150A和MIL-STD-810G标准,但是该标准只涉及一般性处理要求,缺乏具体的处理细节和注意事项,导致实用性降低。因此,本文针对基于LMS Test.Lab的电动振动试验系统,详细研究了振动试验中典型的中断处理方法。首先分析了LMS振动控制采集分析软件和振动台系统的组成和工作原理,然后归纳总结了振动试验常见的中断原因和通用处理方法,最后从软件异常、硬件故障和人因中断等三方面分析研究了振动试验中断处理方法,有助于指导设计和试验人员快速有效处理振动试验中断问题,缩短停机时间,降低试验风险,同时为军民产品振动环境与可靠性试验大纲制定提供了参考。

基于加速度限控制策略的振动试验过载停机实验研究

西门子Simcenter Testlab振动控制采集分析系统在航天振动试验领域应用十分广泛,但是在实际工程应用中常常由于对软件工作机制理解不到位,参数设置不合理造成试验异常中断,这不仅给产品带来了巨大的安全隐患,而且也增加了试验时间和成本,严重影响研制进度。因此,本文针对某航天产品正弦振动试验的过载停机故障,从软件加速度限控制功能的角度分析了潜在原因,并且开展了实验验证。首先描述了振动试验过程和过载停机现象,排除了硬件原因,然后对可能的加速度限控制功能设置和通道量程过小等原因设计了三组实验进行分析验证,得出了此次试验过载停机①与加速度限控制(频域)设置无关,②而与通道量程(时域)设置有关,③通过忽略限幅通道过载设置可使试验正常进行的分析结论,最后针对Simcenter Testlab加速度限控制功能和通道量程设置提出了使用建议,为后续航天产品振动试验提供参考。

可靠性高加速试验技术及其在我国空间站应用领域实施的总体思路

我国载人空间站任务计划运营周期10年以上,期间开展长期、持续的空间科学与应用研究,对应用有效载荷提出了"长寿命、低成本"的任务需求,需要采用高加速试验技术(HALT、HASS)提高并评估航天产品的可靠性。早期的高加速试验多用于民用产品,且多采用定性方法。近年来高加速试验的研究取得持续进展,逐渐注重HALT、HASS的定量研究。本文结合我国空间站应用领域"长寿命、低成本"的任务需求,提出了HALT-HASS-ADT(HHA)的高加速试验集成方法及其总体实施思路。

空间用FM08系列熔断器漏率研究与仿真分析

为保证空间用FM08系列熔断器在规定的任务时间内不因密封原因失效,必须制定合理的漏率指标。本文从漏孔的气流特性出发,研究并建立了FM08系列熔断器真空泄漏数值模型。在此基础上,对允许漏率、气体压力等进行了数值仿真分析,得出了不同任务周期下FM08允许漏率指标,该结果与NASA研究结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。本文研究结果对航天工程确定FM08系列熔断器的密封性要求具有实际指导作用。

面向空间应用的FC-AE-1553网络拓扑性能研究

采用OPNET仿真平台,建立FC-AE-1553网络的网络控制器、网络终端和交换机的节点模型以及相应的进程模型,构建仲裁环型和交换型两种拓扑网络。针对某型号空间有效载荷系统的特点,进行网络拓扑性能仿真,测试节点数量和消息长度对网络性能的影响,分析网络吞吐量随着网络负载的变化规律。结果表明:FC-AE-1553网络具备良好的实时性能,其中,仲裁环型网络的传输性能更稳定,适合节点数量较少的场合,交换型网络的实时性能更优,适合节点数量更多的场合。

统计能量法用于空间有效载荷力学响应的分析

针对空间有效载荷特点,采用统计能量法(SEA)进行动力学响应研究。运用该方法建立某有效载荷的SEA计算模型,仿真分析结构整体及关键单元的力学响应,并与实测值进行比对。结果表明,该方法可较好地应用于空间有效载荷力学响应分析,计算精度满足工程要求。

基于OMNeT＋＋的卫星数据流仿真

描述了离散事件网络仿真平台OMNeT++,在该平台的基础上对某型号卫星的内部数据流和星地数据链路进行了拓扑建模,并完成了数据流仿真。针对三种典型的工作模式,分析了该卫星平台有效载荷1553B总线通讯情况,并针对两种不同的传输链路,对大容量数据存储器容量进行了预算。仿真结果清楚地反映了星上存储器的存储容量与下传策略、1553B总线的通讯状况等数据流性能指标,为系统任务分析和设计提供了可靠的依据,同时也为卫星数据流仿真工作提出了一个新的途径。

一种软件工程管理模型研究

软件作为一种逻辑实体,具有难以度量、易出错、必须维护和成本昂贵等显著的特点;在规定的时间和预算内开发出符合质量要求的软件是一件非常困难的事情;经过国内外40多年来的研究与分析,发现产生这一问题的关键原因在于对软件过程的管理不尽如人意;为了提高软件工程管理的水平,国内外工程界尝试过很多的方法和手段,比如:制定并实施软件工程标准和规范、使用工具提高软件生产率和质量、通过软件评测促进工程化水平等;虽然GJB 5000A标准从理论上和体系上对软件工程管理提供了一定的参考,但在实际工程中仍缺乏一套完整、易于实施、体现技术管理特点的软件工程管理模型作为一个项目管理的指导;因此,为了应对上述问题,解决工程实际中的困难,文中面向软件工程项目管理的需要,提出一种的分层次、全周期、多角度的软件工程管理模型,并通过一个项目实例进行分析和验证;最后,文中将对软件工程管理研究的发展趋势进行展望。

空间以太网数据总线可测试性设计与分析

空间应用领域不断拓展使得空间有效载荷数据管理与传输越来越复杂,对空间数据总线的可靠性、测试的有效性提出更高要求。针对数据总线的可测试性现状及以太网的空间应用情况,提出空间有效载荷以太网数据总线测试性设计要求,基于FMECA及多信号模型对空间以太网数据总线进行可测试性分析,设计。通过搭建空间以太网仿真平台对可测试性设计进行验证。结果表明:设计达到可测试性要求,加入可测试性设计后对系统的性能影响较小,对空间数据总线的测试性设计具有实际的指导意义。

面向航天应用的对象存储系统设计

针对空间站等大型航天器面临的网络化、海量、高可靠、可扩展数据存储难题,研究航天对象存储系统方案,提出了与空间数据特征格式匹配的数据对象定义方法,并在此基础上设计了完整的分布式系统架构及协议,对系统的元数据和用户数据备份策略进行研究,最终构建了基于嵌入式系统的完整对象存储系统,并进行测试验证。验证结果表明:设计的对象存储系统能够很好地适应小规模空间应用场景,单节点存储带宽大于3.1 Gbps,网络带宽利用率大于90%;系统总存储带宽随着存储节点数量近似线性增加,系统具有良好的扩展性。

国际空间站有效载荷集成流程分析

国际空间站(ISS)针对有效载荷从论证、研制到随ISS飞行的过程建立了标准集成流程和精益集成流程两种模式,这两种模式互为补充,有效支持了ISS载荷随飞行任务的滚动实施。在有效载荷集成过程中,NASA采用多线并行的方式,其集成流程从理念上不完全等同于传统卫星有效载荷随飞行任务实施的研制流程,并设置有效载荷集成经理,架设有效载荷管理方、研制方和研究团队之间的桥梁。通过对国际空间站有效载荷集成过程的深入分析,提出可供我国空间站有效载荷集成借鉴的经验,如提供快速集成流程、加强有效载荷集成管理、强化有效载荷全寿命周期管理等。