服务型航天器共轨式轨道机动方式研究

随着航天器应用领域的不断扩大,在轨服务将有广阔的发展空间。当高价值的有人或无人航天器出现故障时,需要在最短的时间内获得在轨应急服务。本文首先根据未来服务型航天器提供应急服务面临的实际问题,分析研究了服务类型及其对响应时间的要求,其次建立了漂移式、组合式、直接弹道式3种共轨式机动模型,并给出了机动时间、能量、相位的关系式与仿真曲线。最后在此基础上,划分响应时间区间,根据该区间提出了选择机动方式的建议。     

一种针对分离模块航天器系统的分层优化方法

针对分离模块航天器系统优化中存在计算量大、算法复杂度高的问题,提出了一种基于分层的分离模块航天器系统优化方法。该方法将系统优化问题分解为三个层次进行,顶层规划模块数和轨道高度,中间层优化组件配置,底层优化运载发射方案。其中顶层嵌套调用中间层,中间层嵌套调用底层,底层直接计算求解最优运载发射方案,避免了直接基于分离模块航天器全寿命周期仿真来优化运载发射方案。应用该方法对虚拟对地遥感分离模块航天器进行优化,结果表明,优化过程简单,计算量小,算法复杂度低,优化效果显著。     

航天器再对接撤退策略

在航天器交会对接最终逼近段、相对导航系统或其它系统出现故障、不得不中止逼近过程的情况下,若机动发动机仍能正常工作,应撤退至最终逼近段进入点,排除故障后,进行再对接。撤退方式的选择应全面考虑转移时间、速度增量、轨迹视界角以及可能产生的羽烟污染等因素。将相对运动方程设计的机动方案,代入绝对运动的轨道摄动方程中,验证了计算结果的正确性。     

液体大幅晃动类等效力学模型研究

基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型（MPBM）,结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试验结果的对比证明了以上改进工作的有效性。然后,基于MPBM建立了携带多个充液储箱的航天器动力学模型,针对携带四个储箱的充液航天器进行姿态机动控制研究。研究结果表明,四个充液储箱的三种可能的空间布局对航天器姿态机动过程中的角速度、液体晃动力矩和控制力矩将产生不同的影响;此外,还研究了液体大幅晃动等效力学模型中液体晃动阻尼因素对航天器姿态机动控制的影响。     

轮控航天器的IMM自适应反步变结构容错控制

针对存在飞轮故障、转动惯量不确定性和干扰力矩的轮控航天器姿态机动问题,提出了一种基于交互多模型算法(IMM)的自适应反步变结构容错控制方法。该方法可以有效提高系统控制精度,保证航天器姿态机动误差收敛到系统平衡点的较小邻域;同时有效减小飞轮抖振,降低诊断不确定性对系统的影响。最后在Matlab/Simulink环境下对航天器姿态机动进行了仿真研究,结果表明了提出的控制算法在处理航天器姿态机动问题方面的有效性和可行性。     

美研究核动力航天器事故

美国战略防御计划局(SDIO)正在研究从轨道上取回有故障的核反应器的各种方法,以防止在部署数百个SDI的核动力航天器之后引起大灾难。 虽然SDI还未下决心部署空间核动力航天器,但最近几个月,它已经开始实施一项称作“空间搜索/核救援”(Siren)的计划。 SDIO最近已经与科学应用国际公司等三家企业签订了三项总价值为15万美元的合同。按合同规定,到1988年年底,这些公司将要提出方案报告。 一种可行的方案是用NASA的轨道机动器将出故障的核动力卫星送入更高、更安全的轨     

挠性航天器大角度机动的全系数自适应控制

本文研究全系数自适应控制方法在挠性航天器大角度机动控制中的应用，针对中心刚体带挠性板的航天器，设计了包括黄金分割控制、逻辑微分控制和逻辑积分控制的全系数自适应控制方案，并进行了挠性结构卫星单轴气浮台全物理仿真实验。实验结果表明，所设计的控制方案具有机动速度快、超调小，在机动过程中能抑制挠性板振动等优点。     

美可能发展新型载人航天器

图１　欧洲前些年曾提出过用阿里安５发射的使神号航天飞机方案。美国的机组／货物转运飞行器有可能采用这种用一次性运载火箭发射的有翼航天器方案美可能发展新型载人航天器子　力　　美国的４架航天飞机按每架可重复使用１００次来计算，还可飞行很长一段时间，但终将被更为先进的载人航天器所取代。为了确定航天飞机的“接班人”，美国航宇局正在组织有关公司开展一项称为“航天运输结构”的研究计划，对各式各样的接班方案进行论证。正是在这项研究计划的实施过程中，美国航宇局产生了研制一种新式ＣＣＴＶ载人航天器的想法。这种航天器…     

刚体航天器的最小能量姿态机动最优控制研究

针对航天器姿态机动最优控制问题.研究了初始条件和目标状态给定,以三个正交安装的动量轮为控制执行机构且机动控制时间不定的最小能量姿态机动控制方案.首先,采用与传统打靶法不同的非线性规划NLP方法来描述带约束的姿态控制问题,将控制次数设为固定值,将采样周期看作变量,通过迭代方法进行求解;然后,提出NLP初始可行解的构造方法,以不同初始可行解为初值,多次寻优,最终找到刚体航天器最小能量姿态机动的相对最优控制方案;最后,通过仿真试验验证了该方法的可行性和优越性.     

从预备航天员到航天员[2] 野外生存训练:生存高于一切

载人航天是一项高风险的工作,从发射到返回,各个环节都可能出现故障,对航天员的生命安全构成威胁。例如,当载人航天器在飞行过程中出现意外情况需要紧急返回时,航天员就很难降落到原定的着陆场,而可能飘落于各种难以预料的恶劣地点。在救援人员到达之前,航天员必须依靠自身的力量生存下来,因此,航天员必须掌握各种恶劣自然条件下的生存技能。于是,野外生存训练也成为了航天员训练课程中的重要组成部分,NASA2004批航天员在他们的工作记录中讲述了他们野外生存训练中的酸甜苦辣。