低轨大规模卫星星座内部防碰撞安全性分析

针对低轨大规模星座卫星间碰撞安全问题,对星座构型的最大漂移量开展了研究。基于球面三角形理论计算了卫星轨道平面的最小相位差;采用控制变量法对星座构型参数进行研究,分析不同构型参数对星座卫星最小相位差的影响,以及升交点赤经漂移量与最小相位差的关系,提出了基于最小相位差的星座构型参数协同设计方法;基于相对相位分析方法,建立升交点赤经漂移量与相位漂移量随时间变化的函数关系;最后,以Starlink第一期星座为参考对象进行仿真,验证了构型参数协同设计方法的合理性。

水空两栖太阳能四旋翼气动特性研究

太阳能四旋翼无人机结合了太阳能飞行器和四旋翼飞行器的优点,已受到广泛关注,但由于太阳能板的存在,旋翼的安装高度和轴距会对整机的气动效能产生影响。通过基于粒子法格子玻尔兹曼技术的XFlowCFD软件,对太阳能四旋翼无人机的整机流场进行非定常数值模拟,并分析该飞行器的气动特性。结果表明:旋翼高度对整机升力的影响较小,旋翼的安装轴距越大整机的升力越大,其主要原因是轴距较小时,旋翼产生的下洗流冲击在太阳能板上,对整机产生气动干扰。

低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望

近年来低轨星座计划发展迅速,低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的“新战场”。首先,概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状,以及中国互联网星座计划的基本情况。在此基础上,分别从星座的任务需求、覆盖特性、摄动补偿和备份策略4个方面,综述了星座的构型设计方法及其特点。然后,根据卫星从发射入轨到离轨整个星座构型的控制流程,梳理了低轨巨型卫星星座的初始化控制、保持控制、重构控制,以及卫星的碰撞规避控制和离轨控制的方法和特点。最后,对未来低轨巨型星座构型设计和构型控制技术的研究方向进行了展望。

高超声速飞行器的气动力工程计算

为满足高超声速飞行器在概念设计和优化设计中对气动力快速计算的需求,基于C/C++研究和开发了高超声速飞行器的气动力快速计算程序。使用该程序对HL-20升力体和双椭球模型的气动力特性进行计算,将计算结果与风洞实验数据进行对比分析。结果表明,计算结果与风洞实验数据吻合良好,该程序能够准确计算高超声速飞行器的升阻特性。通过修改工程计算方法,对比计算数据,验证本文使用的计算方法的精度,同时也体现了该程序可以灵活选择适合的计算方法的特性。此外,该程序不仅可以自由的更换计算方法,还能够作为C++的库文件链接成为优化程序的一部分,实现高超声速飞行器的概念设计和优化设计。

基于TLE的Starlink星座第一阶段部署情况分析

近年来,随着卫星技术的快速发展和低轨(low earth orbit,LEO)卫星宽带互联网建设需求的不断增加,低轨大规模星座发展日新月异。针对Starlink星座初始化部署问题,首先论述了“星链”(Starlink)星座现状,分析在轨卫星高度变化。然后利用公开的两行轨道根数(two-line element,TLE),从卫星发射入轨、轨道面分布两个方面,简要分析了Starlink星座的部署情况,给出升交点的变化规律;同时仿真分析了Starlink星座对地面的覆盖性能。最后,给出星座轨道面和相位分布、故障卫星处置以及可见卫星数量。所分析的结果以期为中国未来部署大规模LEO星座的建设提供借鉴。

磁盘卫星及其应用分析

随着大型星座计划的提出,复杂任务需求对微小卫星提出了新的挑战。本文首先概述了磁盘卫星概念的起源于发展;接着对磁盘卫星的结构、卫星间堆叠连接、批量发射部署、飞行方式的特点进行了详细描述;然后分析了磁盘卫星的应用领域;最后对未来磁盘卫星的发展提出了展望。据航天新闻网2022年6月20日报道,美国Aerospace公司建造了一种薄圆片形的磁盘卫星(DiskSat),并计划于2024年发射到低地球轨道进行技术验证,此次演示任务得到了NASA的批准。