火箭对接面爆炸螺栓直径对螺栓截面载荷的影响

爆炸螺栓是箭体结构对接面承载最主要的薄弱环节之一。进行舱段静力试验时考虑到传感器安装空间等原因,通常采用直径较小的螺栓替代爆炸螺栓测量螺栓截面载荷。为得到螺栓直径对螺栓截面载荷的影响,推导了相同加载条件下爆炸螺栓截面载荷与螺栓直径的理论公式。建立不同直径螺栓连接的舱段对接有限元模型,完成舱段对接下不同直径螺栓截面载荷测量试验,将有限元分析结果、试验结果和理论计算结果进行了对比。分析结果表明:爆炸螺栓截面轴力与螺栓直径关系较小,螺栓截面弯矩与直径的平方近似成正比。

小行星撞击防御任务分析与设计

针对高危近地小行星撞击地球的风险,对撞击防御进行了详细的任务分析,在此基础上提出了“伴飞观测+撞击+伴飞评估”的小行星撞击防御任务方案,解决了已有方案依赖地基观测、难以精确评估的问题,通过一次任务即可实现动能撞击和全面精确的效能评估。可为小行星探测任务提供支持。

轻型空间相机调焦机构的优化设计与精度试验

根据轻型空间相机光学系统的特点以及相机的焦深,优化设计了一种适用于该类相机的调焦机构。为了满足相机总体要求,综合考虑重量、外型尺寸、刚度、误差等各方面的因素,选择丝杠和连杆配合使用的双滑块机构,将丝杠的转动通过连杆机构转换成调焦镜沿光轴方向的直线运动,实现了通过调整像面移动来解决离焦的问题。对该调焦机构在调焦范围内的调焦精度进行了分析,介绍了该调焦机构的误差来源和计算方法。最后,对该调焦机构进行了振动试验和精度试验。优化设计后的调焦机构总重量为2.5 kg,外型尺寸为186 mm×144 mm×60 mm。振动试验和精度试验的结果表明,该调焦机构的基频为505 Hz,单向定位精度为0.008 mm,重复定位精度为0.002 5 mm,满足相机总体提出的刚度和精度要求。该调焦机构具有刚度高、结构紧凑、定位精度高等特点,能够满足空间调焦的设计要求。

我国卫星导航系统相关技术发展分析

卫星导航系统应用广泛,有利于促进国民经济的快速发展。本文在介绍国内卫星导航系统及其国内市场状况基础上,结合北斗卫星导航相关产业发展趋势,从组合导航、增强系统、时钟同步和定向解算等方面分析了北斗卫星导航系统的技术成果,并讨论了有助于提高北斗卫星导航系统精度的相关辅助技术的发展情况。最后结合我国国情和国内卫星导航系统相关技术特点,给出我国第二代卫星导航定位系统发展的若干建议。

真实气体效应对高超声速轨道器气动特性的影响

基于一个7组元6反应动力学模型,采用NND差分格式求解化学反应Navier-Stokes方程,数值研究高超声速轨道器的绕流特性。重点讨论了轨道器气动特性在真实气体效应作用下对不同来流状态和不同舵偏角的敏感性。研究表明:真实气体效应主要发生在物面附近很薄的激波层内,缩短了激波的脱体距离,使激波层变薄,流动变量的梯度变大;空气的离解和电离导致轨道器的阻力系数比完全气体计算值低,压心位置前移。小攻角下,升力系数和俯仰力矩系数的真实气体计算值高于完全气体计算值,大攻角情形则相反。此外,小攻角时真实气体效应产生小低头力矩,而大攻角时产生小抬头力矩。单就舵面而言,真实气体效应使其阻力系数增大,使其升力系数和俯仰力矩系数在小攻角且非负舵偏角时变小,在大攻角且负舵偏角时变大。特别地,真实气体效应仅在零攻角且零舵偏角时对舵面的压心位置产生较大影响。

从“哥伦比亚”号悲剧看多尺度力学问题

航空航天安全蕴含着大量的涉及多个物理层次的多尺度力学问题.多尺度力学问题对现有的力学概念和理论是一个巨大的挑战.以铝合金层裂和岩石脆性破坏为典型案例,讨论了多尺度力学问题的特点、难点以及可能的处理方法,说明合理表征和处理多尺度问题的跨尺度耦合及跨尺度敏感性是解决多尺度问题的关键.

美国几架航天飞机所发生的SEU研究

本文对1991年美国发射的5架不同倾角不同高度的低地球轨道航天飞机所遇到的单粒子翻转事件进行了考查和研究．结果证实在极光区和南大西洋异常区仍可能发生大量单粒子事件，大大地影响到航天器的安全，对此文中给出了一些结论和建议．

大型离轴三反相机桁架式主支撑结构的设计与优化

为了提高空间相机主支撑结构的刚度,减轻结构质量,根据大型离轴三反空间相机的特点,研究了其主支撑结构的形式。应用Rayleigh法推导了桁架式主支撑结构的基频计算公式,分析了桁架杆间夹角对其基频的影响,并以此为基础研究了其优化方法和优化过程。优化设计了某预研空间相机的桁架式主支撑结构并对其结构特性进行了分析。分析结果表明,设计的主支撑机构的质量减轻了22kg,基频可达146Hz,表明本研究对大型离轴三反空间相机主支撑结构的设计具有参考价值。该研究结果已成功应用于某预研相机的样机研制中。

类X-38升力体运载器气动布局概念设计

开展升力体运载器的气动布局概念设计研究,利用二次曲线横截面及模线设计方法,提出一种类X-38升力体运载器气动外形,进行机体的优化和控制舵的匹配设计,研究飞行器的气动特性和操纵效率问题。研究表明,该方案可以获得较高的配平升阻比及配平攻角,有较高的容积效率和机动控制效率,可以作为未来航天运载器的潜在可行方案。

Clipper“快船”概念气动特性初探

设计新型高效低廉的运输工具,把有效载荷送入近地轨道是人们不断追求的目标。已成功实现载人天地往返的运输工具包括研制周期长、造价昂贵的可重复使用航天飞机和结构简单、一次性使用的载人飞船两类。为进一步降低发射成本,设计介于航天飞船和航天飞机之间的新型飞行器,集飞船和航天飞机特点于一体的升力再入飞船返回舱也许更为切实可行。俄罗斯联邦空间局提出的可多次使用"快船"概念值得关注,其升阻比高、机动性强、稳定性好、过载低、空间大、成本低,而且可以部分重复使用,代表了未来低成本天地往返运输系统的重要发展方向。

空天飞行器质量特性设计方法研究

详细阐述了空天飞行器质量特性设计所面临的"五化"难点,质量特性作为空天飞行器总体设计的关键控制参数,与飞行器总体性能和技术指标密切相关,其设计与控制贯穿空天飞行器研制全过程。提出了质量特性设计"五确定"方法+基于全飞行器数字样机的质量特性管理系统的组合方案。工程实践结果表明,文章提出的系统方案,解决了飞行器质量特性设计的系统优化难题,实现了飞行器质量特性全生命周期的动态可控、可见和可追溯。该方法可应用于空天飞行器各研制阶段质量特性优化设计,对其他航天器质量特性优化设计亦具有借鉴意义。

航天飞机末端能量管理段在线轨迹设计方法

研究了航天飞机末端能量管理段飞行轨迹的一种在线设计新方法。根据飞行器当前的能量状态及相对于机场的位置,选取合适的动压变化规律,并以纵、横航向耦合的质心运动方程为基础,采用蛇形机动原理和轨迹推演技术优化横向机动方案,设计生成飞行轨迹,保证飞行器安全、精确进入自动着陆窗口。仿真显示,该方法具有在线生成、快速、精确、鲁棒性强等特点,可用于异常情况下返回轨迹的设计。

再入航天飞机表面热流密度辨识

本文给出了求解表面热流密度辨识这一热传导逆问题的顺序函数法。然后以某模型航天飞机迎风中心线上的某特征点为例 ,将航天飞机再入时的表面热流密度辨识问题简化为一维模型问题 ,用顺序函数法来对该特征点上的对流加热热流密度进行了仿真辨识 ,得到了较理想的辨识结果。

卫星导航系统相关技术发展动态

介绍了世界主要几种卫星导航系统的现状和发展情况。结合卫星相关技术和接收机相关技术介绍了卫星和接收机技术的发展趋势。有助于人们及时了解现代卫星导航系统相关技术发展动态,为我国北斗导航卫星系统的良性发展提供参考。

高超声速飞行器激波控制减阻技术

针对高超声速飞行器巨大的激波阻力,采用数值方法研究了由钝头体、气动杆和侧向喷流构成的组合模型的减阻性能。侧向喷流将弓形激波推离气动杆,组合模型的再附激波明显弱于传统气动杆模型,其阻力系数比气动杆模型低了33.52%,从而验证了本文组合模型优异的减阻效率。进行了组合模型的影响因素分析,随侧向喷流总压比和气动杆的长度的增加,再附激波强度减弱,减阻效率升高,但减阻效率的变化速率逐渐减小。随喷口位置向下游移动,再附激波逐渐增强,减阻效率降低,且减阻效率的变化速率逐渐增加。此外本文还研究了以上参数对流场结构及钝头体压力峰值位置的影响。

纤维隔热毡有效热导率测试方法研究

文摘纤维隔热材料热导率的测试是高马赫数可重复使用飞行器（RLV）金属热防护系统（TPS）研究中的一个难点。本文以NASALangley研究中心一维稳态有效热导率测试装置为依据,设计了测试温度达1 600℃、压力在1×10^-3-1×10^5Pa的高温石墨平板炉,并对该设备的设计原理、装置构造、测试方法以及数据采集等方面进行了讨论,对三种国内不同厂家生产的高温纤维隔热毡的有效热导率进行了测试。结果表明,该设备在经历一定时间的稳态处理后,获得了稳定的热流密度,进而得到不同温度下的一维稳态有效热导率。测试结果表明纤维隔热毡的有效热导率随温度的增加而增加,在高温下,辐射成为影响材料导热能力的主要因素。

线性不确定系统输出反馈滑模控制器设计

针对线性不确定系统出现的稳定不变零点和模型匹配不确定性 ,首先给出了满足Kimura Davison条件[3] 的滑动超平面和输出反馈滑模控制器[4 ,5] 的设计 ,然后 ,详细讨论了当系统不满足Kimura Davison条件时 ,需要引入补偿器 ,并且给出了补偿器、滑动超平面和控制器的设计方法。经过仿真 ,证明此方法能有效的抑制系统的模型匹配不确定性 。

空天飞行器质量特性管理系统设计与实现

质量特性作为空天飞行器总体设计的关键控制参数,与飞行器总体性能和技术指标密切相关,其设计与控制贯穿空天飞行器研制全过程;基于数字化设计环境和飞行器数字样机,提出了全飞行器质量特性管理系统方案,并在此基础上开发了原型系统,对设计思路进行了验证;相比于传统质量特性的计算及管理方法,该系统可有效提高设计效率,实现飞行器质量特性全寿命周期的动态可控、可见和可追溯;该成果后续还可推广应用于其他航天器研制。

RLV热防护系统健康监测研究进展

分析了热防护系统健康监测技术的现状和特点,比较分析了基于压电陶瓷的几种典型的健康监测技术。指出了对于嵌入式的压电传感器,基于能量和波的衰减建立的分析方法有效可行;针对贴片式压电陶瓷检测系统,介绍了基于模态分析的方法,指出了不足。总结了今后的发展方向。

国外卫星导航定位技术发展现状与趋势

本报告对目前国外三大卫星导航定位系统GPS ,GLONASS和伽利略系统的技术性能进行了对比研究 ,分析了卫星导航定位技术的未来发展趋势 ,对我国发展卫星导航定位系统提出了建议。