考虑航天员肢体干扰的载人机动装置虚拟样机系统

叙述了虚拟现实环境下载人机动装置(MMU)虚拟样机系统的组成.在装备MMU的航天员动力学/运动学模型的基础上,建立了失重状态下航天员上肢运动的干扰模型.设计3组预设姿势测量后,进行操作者位姿跟踪设备的实时校正与标定,将跟踪得到的操作者上肢运动轨迹作为航天员肢体扰动的输入,在仿真环境下进行了加载和未加载干扰模型的仿真试验,从仿真数据对比看,肢体的运动对航天员的空间机动过程有很大的影响.

载人机动装置的姿态与轨迹控制

论述了载人机动装置（MMU）在载人航天中的作用，介绍了MMU控制系统的配置，MMU姿控发动机与轨迹控制发动机的协调控制，MMU的姿态测量以及姿态控制逻辑，分析了MMU姿态控制与轨迹控制的相互影响，最后给出MMU舱外活动的姿态控制以及姿态和轨迹连锁控制的数学仿真结果。

载人机动装置救援轨迹优化设计

本文研究宇航员携带舱外机动装置 (MMU)进行舱外飞行 ,营救脱离空间站的目标 ,随后返回空间站的Hill制导方法。根据最小燃料指标 ,精度要求和时间约束 ,优化设计MMU出舱营救脱离空间站的宇航员或其它装置的飞行轨迹。求出 17种典型情况下的最小燃料解 ,提出了救援轨迹设计准则。本文分析了MMU交会目标过程中 ,导航和控制误差对Hill制导瞄准点误差的影响 ,提出了用多脉冲Hill制导按标称最优轨迹飞行的设计方案 ,从而既可以实现与目标和空间站的高精度交会 。

利用改进遗传算法优化载人机动装置飞行轨迹

为保障航天员的生命安全,载人机动装置(MMU)必须实现安全飞行。利用改进遗传算法,对载人机动装置执行救援任务的飞行轨迹进行分析研究和优化设计,得到了能够避开障碍物安全返回舱内的救援轨迹,并进行了仿真验证。结果表明,该算法可以实现载人机动装置飞行轨迹安全。

虚拟现实环境下载人机动装置仿真系统

系统地介绍了载人机动装置(MMU,Manned maneuvering unit)的虚拟现实仿真环境,建立了MMU动力学／运动学模型、推力系统模型。根据航天员太空行走的特点,建立了航天员多体模型,利用位姿跟踪设备记录操作者的肢体运动信息,并将该信息正确地映射为虚拟环境下航天员的肢体运动。所得到的运动信息实时参与航天员动力学／运动学计算,更加真实地反映出航天员太空行走过程。从虚拟样机控制系统的快速设计和仿真的目的出发, 建立了虚拟现实环境下MMU的分布式仿真系统。控制系统的设计和仿真在MATLAB/Simulink环境下完成,利用网络通信手段实现控制系统与MMU仿真主程序之间的协同仿真。

一种改进的空间载人机动装置参数辨识鲁棒投影算法

空间载人机动装置(MMU)在进行救援过程中,其动力学参数存在很大的不确定性。为解决这一辨识问题,本文首先推导系统关于各动力学参数的线性化模型,然后结合该线性模型的特点,提出了一种用于估计动力学参数的改进鲁棒投影算法,并在理论上分析了该算法的收敛性质,数字仿真验证了方法的有效性。

俄、美载人机动装置的发展历程

历史上有许多研制由于这样或那样的原因被搁浅，舱外航天服载人机动装置的发展也经历了这样的过程，其前身就是我们熟悉的火箭式（或喷气式）背包。背包是固定在肩部的独立系统，该系统可以用于飞行，人独立飞行时，既不需要飞机也不需要气球和其它工具。然而背包一开始并不被人们看好，起初该背包只是在地面条件下的电影竞技场使用过，当然这不是发明者的初衷。

苏联研制载人机动装置

苏联目前正研制一种载人机动装置(MMU),其结构与几年前美国马丁·马丽埃塔公司的MMU相仿,也是配置在宇航员舱外活动(EVA)航天服的背部,长度也是从航天帽到宇航员的腿中部。另外相似的就是MMU的仪表板同样是装在从主结构沿人的两臂伸出的分结构的顶端,仪表板上有宇航员使用的各种控制器和开关。仪表板上控制器和开关的排列如下: 左臂仪表板上有6排:第1排有一模拟读出器;第2排是一行搬钮开关,带有突出的开关保护器/分离器;第3排为一红色长方形罩,上面标有“旁路”或“循环”的俄文字,其旁边还有一搬钮开关;

载人机动装置技术及展望

目的 介绍国外载人机动装置 A(MMU)的技术性能指标作为我国 MMU的研制的参考。 资料来源 已发表过的外文和中文文献。 资料选择 与本文有一定参考价值的资料。资料引用 作者独立引用以及相互引用的资料。 资料综合 载人机动装置是航天员舱外活动系统的一个组成部分 ,美国和前苏联在此领域的研究可以追溯到 2 0世纪 6 0年代。载人机动装置的主要特征是 :自持式推力航天器、采用 N2 作为冷气推进剂以及可实现六个自由度飞行。 结论 在国外 ,载人机动装置技术发展成熟 ,都生产有各自的型号产品 ,且有的已通过航天飞行试验验证。而我国在此领域尚属空白 ,为了尽快缩短我国与发达国家的差距 ,必须开展此项技术研究。

国外宇航员舱外机动装置发展综述

综述了“双子星座”和航天飞机等空间飞行器上的宇航员舱外机动装置( MMU) 的发展历程、技术特点及主要技术参数,并对其优缺点进行了分析。

空间舱外机动装置发展综述

介绍了国外几种主要空间舱外机动装置的特点和性能 ,比较分析了系绳、机械、喷气机动等舱外机动装置的特点。认为小型的喷气机动装置 (SAFER)

“飞天”航天服:微型载人航天器

众所周知，太空的高真空、高洁净、强辐射等自然条件对人体来说是一个致命的环境，人一旦暴露在太空中，就将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤四大危险，所以，人要离开航天器进入开放的太空，必须使用复杂的出舱活动系统硬件和软件来克服空间环境的影响。出舱活动系统的硬件主要包括气闸舱、舱外航天服及其生命保障系统、固定航天员身体的设备以及安全带、载人机动装置、出舱活动用的特制工具等；

交互式宇航员太空行走仿真系统的研究与开发

以载人机动装置(MMU)的设计与开发为背景,基于PowerWall虚拟现实硬件平台,运用了虚拟现实技术(VR),为带上肢干扰的宇航员舱外太空行走活动的模拟,开发了一个进行预测、训练的虚拟样机仿真实验环境。该交互式仿真系统包括四个模块,即输入模块、MMU控制仿真模块、虚拟场景管理模块和输出模块。文中详细叙述了系统的设计、构成及关键技术。

对航天员出舱活动问题的几点初步认识

航天员出舱活动是载人航天持续发展与开展空间科学研究不可缺少的基础技术之一。航天员出舱活动首先必须保证人在宇宙空间生存和工作的能力,能够完成空间设施组装、在轨维修、有效载荷布设等任务。在脐带式出舱活动、机械臂辅助式出舱活动,以及采用载人机动装置出舱活动等三种方式之中,采用载人机动装置的出舱活动显现了许多优点,已成为当今世界载人航天技术研究与发展的一个重方面。

MMU推进器布置的冗余设计和分配算法

美国和苏联现有的舱外载人机动装置(Manned Maneuvering Unit,MMU)推进系统设计均采用两套独立系统互为备份的方式,主系统故障后可以启动备用系统,但备用系统故障则无应对方案,因此制约航天员的安全性和舱外活动能力。文章在常规主备份推进模式基础上提出了应急推进模式,备份推进器发生故障后,根据失效发动机组相对位置关系采用不同应急策略,剩余有效推进器通过联合控制的方式保证航天员六自由度控制。经过可行性分析和仿真计算,证明了应急模式下MMU推进能力有一定降低,但能够为航天员返回提供动力,应急推进模式具有可行性。

微小冷气推进技术的应用现状和发展

冷气推进系统是我国卫星推进系统最早选用的推进系统,也是我国卫星推进系统起步和发展的基础,有着17颗卫星使用成功的业绩。本文分析了国内外冷气推进系统的现状和各个重要部件的发展趋势,并对航天员离开空间试验室或航天飞机进行太空机动飞行的单元航天器进行了初步的分析。

MMU月面起飞燃耗最省轨迹和推力设计研究

载人机动装置(MMU)携载航天员在月面机动飞行包括上升转弯段、巡飞段、转弯下降段,本文研究上升转弯段燃耗最省轨迹和主发动机推力优化问题.首先采用Pontryagin极小值原理,推导出MMU发动机推力大小和方向的最优函数形式.结果表明,推力大小是开关形式,且最多切换一次,故只需用"开"和"关"持续时间两个参数描述;推力方向角的余切是时间的仿射函数,只需用该函数的斜率和截距两个参数描述.上升转弯段和巡飞段交接,故上升转弯段的末状态受飞行高度、速度大小和方向三个条件约束,这样就将燃耗最省最优控制问题转化为三等式约束下的四参数非线性规划问题,设计自由度仅为一,只需用单自由度搜索即可快速求解.数值仿真验证了本文所提方法的有效性.

太空漫步

人类一直渴望象小鸟一样飞行,象动画片中的阿童木一样自由自在地在茫茫宇宙中穿行。如今,这个梦想已经实现,现代航天技术使人类插上了理想的翅膀。 目前,许多航天任务需要航天员出舱活动,例如,进行太空“摘星”,把“生病”的卫星回收到航天飞机中修理,组装日益庞大的空间站,紧急救援,使遇险战友转危为安…… 为此,航天专家们一直在研究航天员的出舱技术。现在,已有3种出舱方式可供选择:一种是身系安全带(以免飘走)走出载人飞船、空间站或航天飞机到舱外,此法活动范围小,且易被缠绕,是早期出舱采用的方式;第二种是航天员站在受控机机臂顶端去进行空中作业,它有点像拍电影,修理“哈勃”

与酸甜苦辣同行

飞往太空，探索宇宙无穷的奥秘，从古至今一直是整个人类的梦想。自从人类首次进入太空以来，太空飞行虽然变得不那么稀罕了，但有机会进入太空的人并不多。在太空中，人类如何生活，不仅科学家，就连普通人都会很感兴趣。当人处在太空中时，会有许多物理变化。由于失重的...

历史上的今天(10月5日)

1984年10月5日，美国航天飞机“挑战者”号从肯尼迪航天中心发射上天。飞行8天后安全返回地面。机组人员共7人，其中有两名女性，成为世界航天史上新的纪录。这是1984年6月7日，美国航天飞机“挑战者”号上一名宇航员使用喷气推进背包（载人机动装置），离开航天飞机320英尺，进行无安全索太空行走。