低密度烧蚀材料在中高热流环境应用的试验研究和理论预测

低密度烧蚀材料是为解决飞船再入过程中高焓、低热流长时间飞行热环境的防热问题开发的防热材料。随着新工程项目的开展,低密度烧蚀材料被要求应用于中高热流的新环境下。在电弧风洞上开展了低密度烧蚀材料在气流恢复焓为18MJ/kg,冷壁热流为720kW/m2的高焓、中高热流条件下的防热性能考核试验。试验中改进了传统的水冷框方式,水冷框与试验件之间增加了高性能隔热材料,避免了侧向热泄漏,提高了试验结果的准确性。试验结果表明低密度烧蚀材料能够满足中高热流的加热环境。同时开展了低密度烧蚀材料的防热性能计算研究。低密度烧蚀材料的烧蚀机理复杂,根据低密度烧蚀过程的本体热传导-热解-炭化机制,不同区域和阶段分别采用对应的预测方法,改进了炭化烧蚀的计算方法。将理论预测结果同风洞试验结果进行了对比研究,结果表明理论预测同风洞试验结果一致性良好。

空间运输航天器故障诊断系统架构研究

故障诊断技术不仅是提高空间运输航天器的安全性和可靠性的重要手段,而且可以节约航天器整个寿命周期的运行维护成本,因此研究航天器故障诊断技术,特别是处理紧急故障的在轨故障检测和诊断技术是非常必要的;在分析国外航天器故障诊断系统发展趋势的基础上,提出了基于天地一体化设计思想的空间运输航天器故障诊断系统架构,阐明了设计原则,以及具体功能需求;介绍了在轨故障诊断系统和地面故障诊断系统,提出了地面故障诊断系统软件的组件模型构成;地面系统对航天器在轨故障诊断有较强的辅助作用,能有效补充故障分析、诊断、预测、处理能力;给出的系统架构对航天器故障诊断系统研制具有一定的参考价值。

人工智能气动特性预测技术在火箭子级落区控制项目的应用

发展了一种基于人工智能算法的气动特性预测技术,在开展部分工况风洞试验基础上,结合少量数值仿真结果,通过机器学习模型预测全部工况气动特性。该方法能够降低研制成本,缩短周期。先后解决了相关函数选择、模型超参数训练、数据检验和“人在回路”应用等关键算法与技术问题,应用于运载火箭子级栅格舵落区控制项目气动研制,获得了设计所需完整的气动特性数据。2019年7月26日火箭飞行搭载试验验证了预测方法的正确性。最后,提出了人工智能技术在气动设计应用的分级概念和标准,划分和识别人工智能的能力,确定阶段性功能,为人工智能与气动设计结合与应用提供参考。

基于粒子群优化的网络动态可靠性分析

时变性是节点和网络的典型特征;针对时变可靠性问题主要是基于上穿率法进行分析,传统的上穿率法分析方法通过时间离散,然后采用FORM法计算其瞬时可靠度,进而计算上穿率;对于功能函数非线性程度较高时,FORM求解精度降低;文章采用pso算法改进上穿率法,首先在离散时间之后,通过PSO算法求解瞬时可靠度指标,然后计算上穿率进行时变可靠性分析,并通过实例与上穿率法及Monte-Carlo方法进行对比,文章提出的方法可以提高计算精度。

基于强度退化的机构模糊动态可靠性分析方法

在实际工况中,机构广义强度退化包括疲劳、磨损、腐蚀等,是机构的主要故障机理。本文在机构综合法分析的基础上,同时考虑机构运动可靠性分析中强度退化(主要是机构运动误差和磨损)的时变性和模糊性,提出基于广义强度退化的机构模糊时变可靠性建模方法,结合时变可靠度分析方法,如PHI2、MCS和机构可靠度计算方法如FORM、SORM,同时考虑状态(误差和磨损量)的模糊性,来仿真计算模糊时变失效概率,最后利用曲柄滑块机构和谐波减速器来验证该方法的实用性和可行性。

分导飞行器试验运载火箭分导策略研究

分导策略即研究一发火箭发射多个分别沿不同轨道瞄准不同目标或同一目标飞行器的方法,首先分析弹道特点,然后分别对纵向距离分导、横向距离分导、纵横向距离同时分导、对同一落点的分时分导、两次以上的分导等5种不同分导策略,利用卫星轨道力学理论逐一开展分析并推导速度增量的计算方法,最后给出基于速度增量在参考坐标系上的偏导数投影得出最优的分导策略控制方法。

航天运输系统先进总线技术发展研究

1前言 计算机技术、电子技术的高速发展，为航空航天飞行器电气系统设计提供了新的技术和思路，电气系统一体化的设计思想最早出现在航空电子综合化系统中，而总线技术的发展和应用为航空航天电气系统一体化设计提供了可行性。

运载火箭助推器再入姿态稳定性研究

研究运载火箭助推器在分离之后返回地面过程中的姿态稳定性。助推器气动稳定性分析表明,助推器在超声速飞行时存在一个稳定攻角,在亚声速飞行时存在两个稳定攻角,存在的稳定攻角表明:助推器的稳定飞行状态为尾部冲前飞行状态。按照助推器的飞行特点建立返回过程姿态动力学模型,编写MATLAB程序开展飞行仿真。仿真结果表明:助推器分离后翻转角速度较大,助推器在过顶点之后,飞行速度经历从加速到减速、直至平衡的过程,翻转角速度逐步减小,姿态逐步稳定为尾部冲前的飞行状态。