增材制造技术在载人航天工程中的应用与展望

近年来,增材制造技术在载人航天工程中的应用迅速发展。对熔融沉积成型技术、激光选区熔化技术、线材电弧增材制造技术、热喷涂增材技术、月壤增材制造技术等用于载人航天工程的增材制造技术及这些技术的应用领域进行了总结。对增材制造技术在在轨制造飞行器替换件、制造大型桁架等难以在地面制造或发射的部件、制造飞行器复杂部件等应用领域进行了总结。提出未来载人航天工程技术的增材制造中应发展适合载人航天工程的材料体系,应研究微重力环境下的增材制造技术,同时未来还应发展相关工艺。

基于模型的载人航天工程需求分析方法

基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)能够提升复杂工程的总体设计能力和设计效率,在工程领域得到了广泛应用,但在载人航天工程领域尚处于起步阶段。在载人航天任务方案论证与方案设计阶段,为了规范基于模型的需求分析与系统设计工作,提出了任务需求分析的初步工作方法和流程。基于MBSE方法论和载人航天工程特点,提出了开展任务需求分析、能力需求分析、系统架构设计、系统需求分析、仿真验证、需求发布6个步骤,并以美国阿尔特弥斯计划为案例,详述了需求分析的流程。为后续开发覆盖载人航天全任务周期的数字化设计和技术管理流程奠定了基础。

载人航天工程数据管理现状研究与启示

当前中国载人航天工程已全面进入空间站阶段,工程各大系统间的数据共享共用、科学与应用数据的推广利用、航天新技术试验与验证,以及重大科技与科学成果转化等现实需求,要求实现载人航天工程数据的长期、安全、可靠、有序、高效的存储与管理,面向工程各大系统用户、科学用户及公众用户提供便捷、安全的数据共享与服务。分析了国际空间站项目和NASA及ESA的数据管理现状,研究了中国载人航天工程数据管理的需求、目标和对象、现状、标准规范制定等内容,并开展了国内外比较与分析,提出了载人航天工程数据管理的启示和方案建议,助力推动工程数据管理工作创新发展。

载人航天工程的后续目标与航天医学工程的研究方向

以载人航天为任务背景的航天医学工程学科在中国载人航天工程中发挥了重要的作用并得到了迅速发展。在此基础上 ,根据工程后续的 3个目标 :1 )突破航天员出舱活动技术 ,验证航天员的舱外作业能力 ;2 )突破飞船与空间目标飞行器的交会对接技术 ;3)建立一定规模的空间实验室 ,著者提出了航天医学工程研究在航天员选拔训练 ,工程设计的医学、工效学要求与评价 ,航天员医监医保与航天医学研究 ,航天器环境控制与生命保障技术研究 ,出舱活动与交会对接的相关技术研究和训练与试验模拟技术研究等领域的研究方向和重点。

载人航天能力保障体系建设的主要做法、经验和启示

载人航天工程实施以来,以研制任务为牵引,积极开展能力体系建设,形成了系统总体设计集成能力、关键分系统及有效载荷研制能力、先进制造能力以及基础保障能力等核心能力建设,构建了载人航天能力保障体系。通过梳理载人航天能力保障体系在管理体制、对接需求、资源统筹、综合论证等方面,探讨其自身特色及不足,进一步总结工作经验,完善体系建设,以便针对新任务、新形势、新要求,保障好工程后续研制任务。

载人航天工程软件工程化技术标准若干技术探讨

根据载人航天软件系统的新要求、新特点,针对载人航天工程软件工程化技术标准,从工程应用角度探讨软件系统设计、软件系统验证、软件安全性等技术问题,为标准的执行和进一步完善提供参考。

中国空间站入选“2023全球十大工程成就”

由中国工程院院刊Engineering评选的“2023全球十大工程成就”在京发布,中国空间站入选。中国空间站已于2022年底全面建成,工程随即转入应用与发展阶段,全面实现了载人航天工程“三步走”发展战略目标。目前,国家太空实验室已正式运行,空间应用有序展开、成果频现。“2023全球十大工程成就”包括:ChatGPT、中国空间站、百亿亿次超级计算机、白鹤滩水电站.

为实现中华民族伟大复兴的中国梦谱写载人航天新篇章

2013年6月11日至26日,我国成功组织实施天宫一号与神舟十号载人飞行任务,圆满实现了“准确进入轨道,精准操控对接,稳定组合运行,健康在轨驻留,安全顺利返回”的任务目标,标志着我国载人航天工程第二步战略目标取得了重大阶段性胜利. 航天梦是中国梦的重要组成部分.我国载人航天工程的历史发展和成功业绩,是沿着中国特色社会主义道路正确前进的又一光辉印证.党中央、国务院和中央军委始终高度重视、十分关心载人航天工程,对工程建设给予了亲切关怀、倾注了大量心血.

美国航天基金会向中国神舟七号载人航天飞行任务团队颁发航天成就奖

应美国航天基金会邀请，载人航天工程总设计师周建平率神七任务航天员翟志刚等5人代表团，于2009年3月底至4月初，赴美国科罗拉多斯普林斯市参加了美航天基金会第25届国家航天研讨会，接受了该基金会向“中国神舟七号载人航天飞行任务团队”颁发的“2009年航天成就奖”。

航天人因工程研究进展

航天人因工程是人因工程学在载人航天领域中的应用,秉承"为航天员使用而设计"的理念,系统研究解决航天员、航天器、航天环境之间的关系问题,确保航天员在轨安全、舒适、高效工作。从航天人因工程概念和作用出发,通过系统梳理国际国内航天人因工程研究的发展现状,重点分析了其研究特点及未来发展趋势。结合我国载人航天后续发展对航天人因工程的迫切实际需求,系统梳理了航天人因工程研究技术体系,并从管理与技术研究两个方面,系统论述了我国航天人因工程的研究应迫切开展的工作及后续发展的思路。

中国空间站工程总体方案构想

中国载人航天工程办公室主任王兆耀在第64届国际宇航大会上表示，中国航天人将坚持着眼国家整体发展需要，坚定不移地走创新驱动发展道路，持续推进中国载人航天工程的发展，为探索太空、造福人类，作出中国人应有的贡献。以神舟十号载人飞行任务圆满成功为标志，中国载人航天工程全面进人载人空间站工程建设阶段。针对读者关心的下一步，本刊特摘编中国载人航天工程总设计师周建平的论文，以飨读者。

第三届载人航天学术大会征文通知

为进一步推动载人航天工程学术建设，促进载人航天领域学术技术交流，中国载人航天工程办公室拟于2014年10月召开第3届载人航天学术大会。本次会议围绕载人航天发展战略、载人航天工程技术、载人航天空间科学研究与应用、载人航天基础研究、载人航天成果应用及世界载人航天发展前沿技术等专题组织研讨交流。现将研讨会征文有关事项通知如下：

第三届载人航天学术大会征文通知

为进一步推动载人航天工程学术建设，促进载人航天领域学术技术交流，中国载人航天工程办公室拟于2014年10月召开第3届载人航天学术大会。本次会议围绕载人航天发展战略、载人航天工程技术、载人航天空间科学研究与应用、载人航天基础研究、载人航天成果应用及世界载人航天发展前沿技术等专题组织研讨交流。现将研讨会征文有关事项通知如下：

航天医学工程学主要研究进展与未来展望

航天医学工程学是随着我国载人航天工程发展而发展起来的综合性应用基础学科,为我国载人航天实现里程碑跨越提供了重要的理论和技术支撑,做出了突出贡献。本文概述了航天医学工程学的发展历程、学科特点,平台体系和近10年来的重要成果,提出了后续发展展望。

基于模型的载人登月全寿命周期故障管理方法

故障管理是管控复杂系统风险的重要途径,需要在系统研制、应用各个阶段开展相应的工作。随着基于模型的系统工程(MBSE)在航天领域的应用,也必须将基于模型的故障管理纳入到系统发展的全寿命周期之中。以载人登月任务为背景,结合MBSE方法论和传统的故障管理方法,从技术层面提出了贯穿于载人登月任务全寿命周期的任务级故障管理方法,包括基于模型的故障管理概念设计、架构设计、需求分析与捕获、需求验证与确认、故障评估与分析、操作和维护。并详述了在MBSE背景下上述内容的实现方式。最后从载人登月任务层的视角,给出了全寿命周期下基于模型的故障管理过程,为未来载人登月任务的故障管理提供了一套可行的实施框架。

航天器入轨状态与偏差传播分析

本文研究了航天器入轨状态和入轨偏差传播问题。推导了火箭熄火时的入轨速度平方比率及速度仰角与主要轨道参数之间的关系,从而分析航天器的入轨状态。建立了航天器转移轨道的偏差传播矩阵,得到入轨偏差对转移轨道的影响。将本文的偏差传播分析方法与传统轨道误差分析方法进行对比以验证本文方法的正确性。最后,通过仿真算例分析了航天器入轨状态和入轨偏差对转移轨道的影响。

航天任务分析与设计工业软件发展战略分析

航天工业设计软件是我国航天事业当前亟需重点攻克的“卡脖子”技术领域。航天任务分析与设计软件是航天任务全寿命周期的关键软件,是航天工业设计软件体系中主根系软件。本文首先对其中最具代表性的软件产品——美国STK的发展历程、主要功能特点进行总结剖析;在此基础上从模型算法创新、软件协作开发和数字化发展趋势等方面概括STK的发展启示;进一步通过该类软件的特点分析,结合探索实践历程,对国产软件替代的可行性进行分析研判;最后提出了我国自主软件的发展思考和对策建议,包含软件研发模式、软件推广与应用、国家政策支持等方面。

基于SysML的载人航天故障模式分析及建模方法

为实现故障模式的高效管理、开展基于模型的可靠性和安全性分析,以载人航天顶层任务设计为背景,对基于SysML的故障模式分析及建模方法进行了研究。首先,基于对象管理组织发布的风险分析与评估建模语言和SysML扩展机制,建立了故障模式分析的基础模型,便于对故障模式及其相关要素、属性定义;然后,将完成载人航天任务视为系统的顶层功能,使用基于活动或功能分解来识别故障模式的方法,实现系统设计与故障模式分析并行;最后,开展故障模式及其影响分析(FMEA),得到全任务剖面的FMEA条目模型和初步风险分析结果,并将相应的逃逸与应急救生对策纳入到FMEA模型中,实现故障模式相关要素的模型化。