航天器快捷交会技术分析

快捷交会对航天乘员与飞行任务都是非常有利的。快捷交会的基本原理是减少调相段飞行圈数;为此,需设计可完成一系列交会程序的较短的飞行时间,并获得与飞行时间相匹配的较小的初相角。快捷交会的关键技术包括提高入轨精度,增强追踪飞行器的自主计算与轨道控制能力,扩大地面站覆盖范围,以及对目标飞行器轨道的精准调整。

载人航天器与伴随卫星间射频系统电磁兼容性分析方法

对载人航天器与伴随卫星间射频设备的电磁干扰问题进行了研究,根据射频系统的收发参数建立了电磁干扰安全裕度模型,分析了伴随卫星发射天线对载人航天器接收天线的等效干扰。从保证载人航天器与伴随卫星在轨电磁兼容的角度,得到了航天器间能够兼容工作的最小相对距离计算方法。研究结果表明,所提出的分析方法能够对伴飞任务航天器间的电磁干扰风险进行预测,可为飞行任务的顺利完成提供技术支持。

多舱段载人航天器CO_2去除系统性能仿真分析

多舱段载人航天器通常由主控舱段利用舱间通风对组合体空气环境参数进行集中控制.利用Ecosimpro建立了一种多舱段载人航天器CO2去除系统性能仿真分析模型,包括舱体模块、乘员模块、CO2净化模块、舱间通风模块,并对三舱段载人航天器CO2去除系统性能进行了计算分析.结果表明,当净化装置进风量为0.0072kg/s,非主控舱段驻留人数达到6人时,会造成非主控舱段CO2分压超出700 Pa的指标上限.此时增大舱间通风量对降低非主控舱段CO2分压的效果并不明显,有效的控制方式是增大净化装置进风量.当净化装置进风量增加至0.0113kg/s时,非主控舱段CO2分压可降至700Pa以下.该工作有助于加快载人航天器空气环境控制系统的设计和改进流程.

基于模糊因素的载人航天器乘员舱内人-机界面工效学评价研究

载人航天器乘员舱内人 -机界面的工效学评价是决定能否进行载人空间飞行的重要依据之一 ,由于人 -机界面本身的复杂性 ,使得对其评价有一定的难度。本文在模糊理论的基础上 ,首先对舱内人 -机界面工效学评价各参数进行随机模糊分析 ,据此建立工效学模糊综合评价模型 ,最后进行了实例研究。结果表明 ,对于同一个评价对象 ,应用该方法更能接近实际。

国外可重复使用载人飞船发展现状与关键技术研究

载人航天未来的发展面临着能力和效益的挑战,发展可重复使用载人飞船技术是降低载人航天任务成本的重要手段之一。文章对可重复使用载人飞船概念进行了探讨,给出了系统级可重复使用和部件级可重复使用载人飞船的含义。研究了全生命任务周期中载人飞船成本与可重复使用次数的关系,结果表明:可重复使用载人飞船在经济性上较一次性使用载人飞船有明显优势,且可重复使用次数达到10次以上时,能够使成本趋近于最低。对国外可重复使用载人飞船发展现状和主要技术指标进行了分析,并对发展可重复使用载人飞船所须攻关的关键技术进行了梳理。以上研究内容可为我国发展可重复使用载人飞船技术提供参考。

中外交会对接技术比较研究

目前,掌握航天器交会对接技术的国家或联合体有美国,俄罗斯,欧洲航天局,日本和中国。文章对上述五方的交会对接技术进行分析、比较与评述,包括发展过程与现在的技术水平以及未来的发展趋势,涉及交会敏感器、连接机构、交会对接控制等关键技术。在交会对接领域内,美国与苏/俄基本沿不同的技术途径发展,一直处于世界领先地位;欧洲、日本与中国也各有特色与技术优势,中国取得了世界瞩目的成就,但欧洲与日本的潜在实力也不容低估。

中国载人航天技术的历史性跨越

论述了发展载人航天工程对于增强综合国力和民族凝聚力、充分利用空间环境资源、明显降低空间飞行器的成本和风险、促进科技进步和高技术产业发展的重要意义;还论述了飞船研制返回再入升力控制技术、环境控制与生命保障技术、仪表与照明技术、人工运动控制技术、着陆缓冲技术、应急救生技术、回收着陆技术、再入防热技术取得的重大科技创新成果。

基于系统工程的载人航天器人机界面总体设计方法

针对目前载人航天器人机界面任务需求分析不全面、总体设计不充分的问题,提出了一种基于系统工程的载人航天器人机界面总体设计方法。以一个载人航天器人机界面设计为例证明了该方法的合理性和有效性。应用结果表明:使用该方法能提高设计效率,减少设计过程反复,使人机界面设计更加合理、更趋于完善。

长期空间站驻留后航天员返回地面时着陆冲击耐力分析

在长期空间站驻留期间,人体生理机能会发生一系列的改变,机体最终会适应这种失重环境。但是流体静压消失使机体的有效循环血量减少,并且心血管系统处于一种低动力状态,重力消失导致的骨丢失和肌肉萎缩将持续进行。在航天任务结束后返回地面的过程中,航天员会再次受到着陆冲击过载的作用,此时机体尚未完成对重力的再适应过程,因此其耐受性会比航天飞行前有所降低。但到目前为止,其降低的程度还不完全清楚。本文在总结飞船着陆冲击特点的基础上,综合分析人体着陆冲击耐力及其影响因素,以及长期空间站驻留机体的变化对着陆冲击耐力的影响,并借鉴NASA3001标准,分析了长期空间站驻留后航天员着陆冲击耐力下降的程度。

数字人体在载人航天器方案设计模型仿真中的应用研究

将基于人体测量参数的数字人体模型应用于载人航天器设计方案的仿真评价对发现设计缺陷,提高整个系统的安全可靠性具有重要意义。本文在追踪相关文献的基础上,首先针对人体建模方法及其应用方向进行分析,详细论述国内外在此领域的发展概况和须着力解决的关键技术问题。最后,提出几点看法以供讨论。

航天器乘员舱人机界面人因可靠性模型

人因事故是工业系统最常见的事故,对系统安全性有一定的影响,特别航天员所处环境复杂,加上失重,很容易引起人因失误。为此,以航天器乘员舱内人机界面为对象,在文献阅读、问卷调研基础上,构建了航天器乘员舱内人机界面人因可靠性影响因子体系及人因可靠性分析框架,提出了人因可靠性计算方法,通过层次分析法获得了人因可靠性影响因子体系的权重。通过对仿真数据及仿真曲线变化趋势的分析,结果表明人因可靠性方法有一定合理性、收敛性。之后,给出一个实例,实例分析说明该模型对航天器乘员舱人机界面人因可靠性提供了分析方法。研究成果为改善航天器乘员舱人机界面人因失误根源分析提供了理论指导,为优化人机交互设计提供帮助,为人机交互过程中人因可靠性分析提供了方法依据。

载人航天某装置人机交互式结构优化设计

为了解决复杂结构在动力学响应约束下优化的难题,综合人工以及计算机在复杂结构优化中的优点,提出一种人机交互式优化方法用于载人航天某复杂装置的优化设计。经过结构优化后的装置,在质量保持基本不变的情况下一阶振动频率提升41.1%,正弦试验条件下关心节点的最大加速度响应值减小24.3%,优化效果明显,满足优化设计要求,验证了该优化设计方法的可行、有效。

载人航天器人-机界面宜人设计方法的研究

根据载人航天器人 机界面宜人设计的必要性 ,详细论述了人 机界面的发展趋势和未来的研究方向 ,在此基础上 ,提出宜人设计的具体措施 ,最后 。

中国首次交会对接任务的技术成就和展望

首次交会对接任务的成功实施,使中国突破和基本掌握了航天器交会对接及其组合体的控制与管理技术,标志着中国载人航天工程二期任务取得重大突破,为空间实验室及后期空间站的建设奠定了坚实基础。文章对国内外交会对接技术进行了对比,对所取得的技术成就进行了综述,指出任务成功具有提升国家威望、产生广泛社会效益、带动基础学科发展、推动航天技术持续发展、为后续载人航天任务奠定坚实基础的重要意义,最后展望了中国载人航天领域的发展前景。

基于人体模型的航天器操作性仿真软件分析与思考

载人航天器在发射、运行、维护等过程中,需要航天员执行大量的操作任务。为保证各项操作任务能顺利完成,航天器必须具有良好的可操作性。基于航天员人体模型和航天器数字样机进行航天操作性分析的基本功能需求,分析国外波音人体建模系统、JACK等先进仿真软件的人体模型特点和操作性分析功能,提出我国航天器操作性分析仿真软件体系结构设想和研制策略等方面的若干思考。

ATM交换技术在载人航天器音视频通信中的应用研究

文章结合ATM技术在地面网及通信卫星领域的应用,对载人航天器的音视频通信交换进行需求分析,提出基于ATM交换技术的载人航天器音视频通信组网方案及其实现所需的关键技术。

星载高分辨率红外触摸屏的设计与实现

针对航天电子产品特殊的应用环境,为优化航天仪表产品人机交互方式,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)+数字信号处理(DSP)架构的星载高分辨率红外触摸屏的设计与实现方法。在介绍了星载红外触摸屏系统整体架构的基础上,详细阐述了星载红外触摸屏的硬件设计、FPGA设计、图形用户界面(GUI)设计以及基于拉格朗日插值的DSP算法设计。针对星载红外触摸屏的特殊用途,分析了星载红外触摸屏的可靠性设计;对装配完成后的星载红外触摸屏进行了系统性能测试。测试结果表明,该系统简单可靠、工作稳定、屏幕分辨率高,可以满足航天仪表产品的特殊需求。

载人小行星着陆探测模式设想

基于目前小行星探测技术特点,综述了当前国内外空间活动中两种典型探测模式,针对未来载人小行星着陆探测需求,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船的两种探测模式,并对两种模式进行评价比较,基于小型机动操作载人飞船的探测模式具有机动性强、探测范围广、安全性高及对航天员操作能力要求低等特点,可为我国未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考。

级间设计人机联合探月方案

利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一种思路,根据飞行器级间的不同组合方式对登月飞行器的质量规模进行了初步估算,并对比了不同飞行方案对运载火箭能力的需求,研究可为我国首次载人登月任务方案提供参考。

新一代载人飞船卫生区功能性空间优化设计研究

目的开展中国新一代载人飞船卫生区的空间优化研究,探索功能性空间优化设计方法,提高载人飞船空间利用效率,同时提升航天员的舒适性体验。方法以中国空间站卫生区的功能和结构为依据,探讨中国新一代载人飞船卫生区功能组件的构成;依据航天员在微重力状态下使用卫生区的动作与姿态,建立卫生区空间布置的初步概念;根据卫生区的舱壁布局、微重力下航天员视野区域及最佳操作空间分析,开展相关功能组件建模,基于卫生区的人机交互节点,利用JACK软件进行仿真分析与评估,结合评估结果改进设计方案,并通过追踪航天员活动轨迹产生的包络体完成卫生区的空间优化。结论通过对比中国新一代载人飞船卫生区优化前后设计方案的舒适性、可操作性和空间尺寸,验证了功能性空间优化设计方法的有效性和可靠性,为载人航天器舒适性与集成化设计提供了参考。