空气舵抖振载荷地面模拟试验技术研究

固体火箭的空气舵在挂机飞行中受到抖振载荷作用,出现了异常偏转现象,需要通过地面试验排查原因,并开展抖振载荷适应性考核。由于传统的试验方法未能复现故障,本文提出了一种新的抖振载荷地面模拟试验新技术,通过挂机飞行舵面实测数据计算舵面抖振载荷,并基于优化算法完成地面模拟试验条件制定,通过多激振器联合激励方法来完成抖振载荷加载。该试验技术在地面试验中成功实现了产品故障复现,大幅提高试验考核的真实性,该研究结果可以推广应用到其它舵产品气动载荷地面考核中。

航天飞行相关的神经-眼综合征及地面模拟实验及对策研究进展

航天飞行相关的神经-眼综合征(spaceflight associated neuro-ocular syndrome,SANS)是指宇航员在长时间航天飞行期间和之后观察到的包括视盘水肿、后极部眼球扁平、脉络膜视网膜皱褶和远视飘移等在内的一系列眼部、神经和神经影像学表现,可能会对飞行员造成短期或长期的视力改变、认知影响或其他有害的健康影响,因此,明确SANS的发病机制,进行有效的地面模拟实验及制定对应的缓解对策对未来更远、更久的航天飞行具有重要的意义。目前SANS的发病机制主要有颅内压升高、脑血容量波动与血管重塑、脑和视交叉向上移位、眼淋巴系统流动失衡、细胞毒性水肿、眼眶脂肪肿胀等。国际上研究较多的地面模拟实验为6°头朝下倾斜卧床休息,能够重现SANS的各种表现,包括视神经鞘扩张、视网膜神经层增厚、脉络膜厚度增加和视盘水肿;此外,干浸浴、抛物线飞行等地面模拟实验也观察到了SANS的部分表现。下体负压作为缓解对策能减轻脉络膜增厚和视神经鞘直径增加,正压力护目镜也有望成为应对SANS的有效对策。该文就国内外相关进展进行综述。

六相交流放电再入飞行器热环境地面模拟研究

再入飞行器高速飞行过程中,其表面受到强烈的气动加热作用,所产生的复杂高温气体环境会破坏飞行器材料,影响飞行器结构的可靠性.因此,基于地面装置实现高速飞行器再入过程中表面热环境的模拟,对于再入飞行器的热防护测试具有十分重要的意义.文章基于数值模拟,分析了工作气压的变化对等离子体中非平衡能量输运过程以及等离子体气体温度等参数的影响规律,提出了通过改变工作气压来调节等离子体冲击壁面的热流密度的方法.基于此,首先以表面热流密度和加热时间与真实飞行条件下一致为原则,基于六相交流电弧放电等离子体实验平台,产生了大体积、高气体温度,且壁面热流密度可调的等离子体电弧射流.然后,对采用酚醛浸渍基碳热防护材料的烧蚀体进行了地面烧蚀实验,在壁面热流密度为1.07~3.95 MW/m2范围内获得了与文献报道吻合较好的实验结果,初步验证了该方法的可行性.对高速再入飞行器典型部件进行了烧蚀实验,在壁面最高热流密度为5 MW/m2的实验条件下,获得了与空间飞行实验吻合良好的地面模拟实验结果.这表明在不采用高成本风洞的前提下,本论文所提出的地面模拟实验方法可在一定程度上模拟飞行器再入过程中的表面热环境.

基于视觉的无人机自主着舰地面模拟系统

为了研究无人机运用视觉信息完成自主着舰,设计了用于验证视觉着舰算法效果的模拟系统。视觉模拟系统、视觉采集与分析系统、飞行控制模拟系统共同构成无人机自主着舰地面模拟系统。具体地,定义了无人机视觉球面坐标系,借助视觉坐标系与同原点的平移大地坐标系之间的坐标变换关系,设计了视景模拟方法。很好地实现了无人机飞行过程的视景模拟,为无人机视觉处理系统提供实时视觉信息,使地面模拟系统能够获取着舰过程中视觉图像,从而使得通过低成本的图像拼接与摄像相结合的方法进行无人机自主着舰过程模拟成为可能。为无人机自主着舰技术的发展起到很大的促进作用。

澳门地区地面模拟电视正式停播

近期,电视行业“动态”不断。6月初,香港地区有线收费频道停播,卫星信号准时“掐断”。6月中旬,卫视中文台等传来年底关停消息。澳门地区于6月30日凌晨零时起,正式关闭了模拟电视发射系统,全面实施数字电视广播,以提供观众高画质的电视节目。

作物空间诱变效应及其地面模拟研究进展

本文简要分析了国外空间植物学研究概况 ,评述了我国利用返回式卫星等搭载作物种子开展空间诱变效应研究及其在种质创新和新品种培育方面的现状。从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度介绍了地面模拟空间环境因素的方法途径和研究进展。

灯丝放电磁场约束型原子氧效应地面模拟试验设备

介绍了用于原子氧剥蚀效应研究的灯丝放电磁场约束型地面模拟设备 ( IFM)的构成及工作原理 ,简单阐述了装置的运行测量结果 ,分析了等离子体参数随试验条件的变化趋势。并用 IFM设备对 Kapton空间用材料进行了地面模拟试验 。

月尘环境效应及地面模拟技术

介绍了月球尘的特点及其对探月活动的影响。在分析月球尘环境及其对月面探测器污染、磨损、阻塞、静电效应的基础上,对月球尘环境模拟技术、月球尘扬尘及其运动学和动力学规律、月球尘效应防护及试验评价方法等研究方向和重点提出了一些初步看法。针对研究内容的需求,梳理出一台完整的月球尘地面模拟试验设备应具备真空、温度、太阳风、太阳紫外、月球尘、月面电场、月面磁场等环境因素。在此基础上,设计了一种月球尘地面模拟试验装置方案,并对月球尘环境效应试验方法进行了初步讨论。为月球探测后期任务条件保障建设及相关研究工作提供参考。

地面模拟设备中原子氧通量测量方法的比较研究

原子氧是低地球轨道中对航天器影响最为严重的环境因素之一。原子氧通量的测量,是原子氧效应研究工作的基础,是量化航天器材料和部件的原子氧暴露程度、评估其空间原子氧使用寿命的重要参数。介绍了地面模拟设备中常用的几种原子氧通量测量方法的测量原理,包括Kapton质量损失法、NO2滴定法、银表面催化法、光谱法、质谱分析法、银膜和半导体膜电阻法等等,对各种测量方法的特点进行了概括。另外,选择了Kapton质量损失法、银表面催化法和光谱法测量了原子氧效应模拟设备中的原子氧通量,并对测量结果进行了对比,分析了这几种方法的准确性。

空间站太阳能吸热器蓄热性能地面模拟试验

利用相变材料 (PCM)的熔化潜热来蓄热可以保证空间站太阳能热动力系统在轨道的阴影期内仍能连续发电。针对这一核心技术 ,建立了空间太阳能吸热 -储热器单元换热器地面模拟实验台。在模拟轨道条件下 ,对不同入射热流、不同工质进口温度及不同工质流量进行了多种组合测试。结果表明 ,单管工质气体的出口温升在轨道的日照期和阴影期都达到了预期的要求 ,相变材料容器的最高温度和平均温度都处于材料的安全范围内。

变轨发动机组辐射传热地面模拟试验

采用电加热器和水冷真空舱近似模拟发动机内外的高温燃气和低温真空环境 ,以敷辐射涂层的不锈钢代替铌合金 ,在地面进行了飞船变轨发动机组缩比试验件的高温辐射模拟试验。结果表明 :在喉部温度为 90 0℃ ,喷口温度为 2 5 0℃的试验工况下 ,四机并联工作引起的最大周向温差在喉部和喷口分别约为 2 1℃和 15 0℃ ,两机工况时周向温度不均匀性不及四机严重 ,喉部温差基本可忽略。

微重力场中导热-对流-辐射系统的地面模拟技术

通过理论分析，提出了补偿热流技术，实现了微重力条件下导热－对流－辐射稳态系统的地面相似模拟，通过调整壁面热流密度分布，保持了原型与尺寸适当缩小后的模型的Ｎｕ数、材料和温度不变，从而实现模型与原型流动和换热相似。并用数值方法对均匀进风条件下的流动和换热的相似性进行了验证。

空间微重力地面模拟试验系统智能控制器设计

为解决做复杂运动的大中型空间飞行器地面微重力模拟试验问题,提出一种新的三维空间微重力地面模拟系统.该系统采用机械传动、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现三维空间复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重力.考虑到非线性驱动影响及机械传动部件的摩擦干扰,采用神经网络智能控制策略来自适应学习并补偿不确定影响.实验结果表明,所设计的试验系统具有重量轻、使用方便及模拟精度高等优点.

空间微重力地面模拟装置基于神经滑模的自适应补偿控制

针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,提出了新颖的模拟装置,并设计了基于神经滑模的自适应补偿控制方法。该装置采用机械传动、电动机驱动和气悬浮的组合方式来实现做复杂运动的三维模拟。采用气悬浮来被动实现平面二维随动,采用力反馈的主动控制补偿技术来实现竖直方向升降。在考虑到精确模型无法获得及存在摩擦干扰的情况下,神经滑模控制策略能够保证控制系统的鲁棒性,设计的自适应神经网络控制器能够在线学习未知不确定上界,降低滑模'抖振'。仿真表明了所设计的试验系统能够满足三维运动要求,达到了较高模拟精度,对于复杂空间运动的飞行器微重力模拟具有重要工程价值。

航天材料紫外辐射效应地面模拟试验方法

空间紫外辐射环境可造成航天器材料的光学性能、电学性能或力学性能退化甚至失效。在地面模拟试验过程中较难真实模拟空间紫外辐射环境,因此,通常采用基于效应等效原理的加速模拟试验方法。文章首先对国内外紫外辐射效应试验方法和标准现状进行梳理,进而从紫外曝辐量的计算方法、紫外波长的选择、模拟光源选用、温度选择与控制以及总曝辐量和加速因子的选择等角度对紫外辐射效应地面模拟试验方法进行分析研究,并给出应进一步开展工作的建议。

飞机地面模拟试验反推力电液加载系统的实现

介绍了一种专用于飞机地面模拟气动加载试验的电液伺服系统;详细分析了该电液伺服加载系统的结构与特点;重点叙述了系统的具体控制策略;分别给出了在终止反推状态、正常着落状态和收回状态下的试验结果。试验结果表明,所研究的反推力电液伺服加载系统的动态力跟踪误差不大于15%,达到了工程实际应用的目的。

空间零重力地面模拟系统的滑模变结构控制

针对做复杂运动的飞行器地面微重力试验环境模拟困难的问题,设计了一种新的空间微重力地面模拟系统。该系统采用剪式传动、轴承导向、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重力。首先建立系统动力学模型,考虑到试验目标本体等非线性驱动及模型本身的不确定及摩擦干扰,该控制策略采用滑模变结构控制来补偿非线性因素的影响,滑模面采用积分型切换函数从而降低了抖振,保证了系统的鲁棒性。实验结果表明,该地面试验装置对于三维空间微重力模拟能达到较高精度,且控制方法简单,易于实现,具有很高的工程应用价值。

空间紫外辐射高加速地面模拟技术

目的实现空间紫外辐射地面高加速模拟。方法分别利用氙灯和氘灯作为近紫外和远紫外的模拟源,利用反射滤光技术实现对可见红外波段光谱的过滤,利用准直和发散技术实现不同的辐照面积,利用热沉和浴油温控实现温度控制,搭建光学性能原位测试系统,对辐照腔和试验腔进行分离设计。结果实现了Φ300 mm面积上1~15 SC和Φ180 mm面积上5~24 SC的近紫外的加速模拟,以及Φ150 mm面积上辐照度为10.5SC的远紫外加速模拟,具有–70℃~+110℃的样品快速温度控制,具备光谱反射率原位测试,以及辐照腔与测试腔分离操作的功能。结论建立了具有高加速倍率的近紫外和远紫外的地面辐照加速模拟装置,具备较宽范围的温度快速控制和光谱反射率的原位测试功能。

CCD空间环境辐射效应地面模拟试验方法

针对星用电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)在空间环境中遭受的辐射损伤效应,建立了CCD空间环境辐射效应地面模拟试验方法。从辐射模拟源、试验流程、最劣辐照偏置条件、不同能量质子位移损伤等效、质子和中子位移损伤等效等方面,研究了CCD空间总剂量效应、位移效应和单粒子瞬态效应地面模拟试验方法,为开展CCD空间辐射损伤效应研究和加固性能考核提供了试验技术支持。

北斗全球系统自主导航地面模拟测试系统设计与实现

针对北斗高精度自主导航性能指标的测试验证,设计了支持北斗全球系统星座的自主导航地面模拟测试系统。利用标准航天器链路通信终端接入星载自主导航计算机,实现以远程仿真测试服务器为核心的模拟测试系统架构,从通信机制、时间同步策略、结果评估方法等方面阐述系统设计原理。工程实践结果表明:文章设计的自主导航地面模拟测试系统,支持在模拟建链场景及误差源的条件下对卫星自主导航进行"跑合"验证,可应用于北斗全球组网卫星设计、测试及在轨运行阶段。其设计方法对其它卫星自主智能任务的测试系统构建亦具有借鉴意义。