美国研制新型载人航天器

美国宇航局目前正在研制一种新型的载人航天器,这种航天器将于1999年投入使用,届时将代替航天飞机向空间站运送乘员,并用于乘员返回地面,该航天器已花费了数百万美元的研制费。这种新型航天器将容纳2名驾驶员和8名乘客,经过改进后,该航天器还可用于卫星服务和空间救生。     

应急救生系统逃逸动力装置的性能分析

载人航天中，应急救生分系统是火箭一飞船系统的重要组成部分，以联盟号应急救生系统为例介绍了其组成、工作程序并研究分析了逃逸动力装置──主逃逸发动机和控制发动机的性能参数与逃逸飞行弹道特性之间的相互关系；从逃逸弹道设计技术指标出发来选取动力装置的主要性能参数（推力大小及工作时间）。仿真计算得出了有益的结论。     

美国新一代载人飞船--"乘员探索飞行器"

"乘员探索飞行器"(CEV)是美国航空航天局(NASA)用来替代即将退役的航天飞机的一系列载人航天器,它替代了原来的"轨道空间飞机"(OSP)计划.     

漫话航天器命名

运行，具有一定功能并执行一定任务的飞行器，称为航天器。航天器包括人造卫星、载人航天器(载人飞船、空间站和航天飞机)和空间探测器(月球探测器、行星探测器等)。航天器的名字通常由二、三个字组成，却往往包含丰富的文化蕴涵，可从一个侧面映射出某种民族传统和特色。     

载人航天器深空飞行返回再入轨迹优化

分析了载人航天器深空飞行返回再入的飞行特点,指出其轨迹优化研究的必要性;给出了基于遗传算法的轨迹优化方法;利用自主编制的仿真软件程序,采用与Apollo和Soyuz飞船类似的返回舱的参数进行了仿真。仿真结果表明,优化后加速度过载峰值被严格控制在满足载人飞行要求的范围内,同时其他过程载荷峰值也在满足约束的前提下明显降低,总吸热量和再入航程也大幅缩减,优化后再入轨迹满足工程实施的初步要求。     

载人航天器轨道运行段的救生问题

本文讨论了载人航天器轨道运行阶段的救生技术的发展、栽人航天器轨道运行段救生的方法及特点、并将各种方法的优缺点进行了比较。本文指出:用停靠在空间站上的轨道救生艇直接救生是最佳的空间站轨道救生方式。     

异彩纷呈的EVA

EVA是英语extravehicular activity(舱外活动)的缩写,也就是人们常说的“太空行走”。它与载人航天器发射入轨、在轨运行和安全返回,载人航天器变轨控制、交会对接和安全分离一起,被我国航天专家称之为载人航天的三大基本技术。当神舟六号取得圆满成功,我国载人航天专家透露,我     

载人航天器系统防操作失误设计分析

载人航天中任何人为操作错误都会对载人航天器系统和航天员的安全构成威胁。文章对载人航天器系统中人的操作特点进行了论述,并对保证载人航天器安全而进行的防操作失误设计问题进行了探讨。在此基础上,提出了进行载人航天器系统防操作失误设计的方法以及提高航天员操作可靠性的措施。     

火星载人飞船系统

一般的载人飞船由三部分组成：轨道舱、返回舱和服务舱。美国的阿波罗飞船除了这三个舱以外还多了个登月舱。未来的火星载人飞船由七大件组成，因此它不能简单地称为飞船，而应该称为飞船系统。火星载人飞船的七大件是：飞向火星射人级、双圆锥空气壳层、飞船居住舱、火星表面着陆器、火星上升飞行器、返回地球飞行器和飞行系统的电力供应。     

载人航天器在轨维修性系统设计

针对载人航天器在轨维修的特殊性,提出了适用于载人航天器系统设计的维修性设计思想。根据维修性设计理论和工程设计的实际需求,建立了载人航天器维修性系统设计流程,给出了维修性系统指标的确定方法、在轨可更换设备的选择方法、以及维修性分配和预计方法。为载人航天器系统维修性设计提供了一个技术途径。     

Automated guidance algorithms for a space station-based crew escape vehicle.

An escape vehicle was designed to provide an emergency evacuation for crew members living on a space station. For maximum escape capability, the escape vehicle needs to have the ability to safely evacuate a station in a contingency scenario such as an uncontrolled (e.g., tumbling) station. This emergency escape sequence will typically be divided into three events: The first separation event (SEP1), the navigation reconstruction event, and the second separation event (SEP2). SEP1 is responsible for taking the spacecraft from its docking port to a distance greater than the maximum radius of the rotating station. The navigation reconstruction event takes place prior to the SEP2 event and establishes the orbital state to within the tolerance limits necessary for SEP2. The SEP2 event calculates and performs an avoidance burn to prevent station recontact during the next several orbits. This paper presents the tools and results for the whole separation sequence with an emphasis on the two separation events. The first challenge includes collision avoidance during the escape sequence while the station is in an uncontrolled rotational state, with rotation rates of up to 2 degrees per second. The task of avoiding a collision may require the use of the Vehicle's de-orbit propulsion system for maximum thrust and minimum dwell time within the vicinity of the station vicinity. The thrust of the propulsion system is in a single direction, and can be controlled only by the attitude of the spacecraft. Escape algorithms based on a look-up table or analytical guidance can be implemented since the rotation rate and the angular momentum vector can be sensed onboard and a-priori knowledge of the position and relative orientation are available. In addition, crew intervention has been provided for in the event of unforeseen obstacles in the escape path. The purpose of the SEP2 burn is to avoid re-contact with the station over an extended period of time. Performing this maneuver requires knowledge of the orbital state, which is obtained during the navigation state reconstruction event. Since the direction of the delta-v of the SEP1 maneuver is a random variable with respect to the Local Vertical Local Horizontal (LVLH) coordinate system, calculating the required SEP2 burn is a challenge. This problem was solved using elements of neural network theory for model-free function approximation and decision making.     

伪多源采样复域FastICA冲击定位算法

使用传感器阵列对材料结构冲击损伤进行定位,有助于及时发现损伤及潜在威胁,保障结构安全性。采用盲源分离(BSS)对传感器阵列信号进行预处理,提出单通道伪多源采样方法,利用每个传感器的分时段信息构建该传感器多源观测信号作为复域FastICA算法的输入,分离出每个传感器观测到的带有相位信息的冲击信号;结合阈值时延定位方法求解平面冲击事件的坐标。理论推导和数值仿真验证了本文设计的联合冲击定位算法的有效性。冲击定位平台上的实验结果表明,联合冲击定位算法可以从冲击-振动混合信号中分离出冲击信号,提高阵列传感器冲击定位的时延分析准确性。同时对传感器数量少于源信号的欠定BSS问题提供了一种解决方案。      

地空导弹微分对策最优制导律研究

运用微分对策理论研究具有一阶延迟环节的战术导弹和机动目标之间的三维追踪－逃逸问题，在多重时间尺度分解的假设下，采用强迫奇异摄动方法，得出了仅依赖于可测量状态变量及导弹，目标性能参数的近似解析形式扶组合次优控制策略，从而对于二人零和，非线性微分对策问题给出了一个近似反馈解，避免了求解动态最优化问题中经常出现的两点边值问题，使数值计算工作量大为减少。     

一种求解函数全局优化问题的正交方向法

提出了一种求解函数全局优化问题的正交方向法.该方法通过前三轮大范围的正交设计寻找全局最优解的大体位置,然后通过若干轮小范围的正交设计进行最优解的精确逼近.每一轮正交设计中,探索设计空间的试验点依据正交表围绕一个中心点产生,设计变量的取值范围逐渐减小.而在每一轮正交设计后,采用一维搜索提高搜索精度.一维搜索的方向由每轮正交设计的中心点和最好(或最坏)点决定. 该算法计算量较小且易于编程.采用两个数学优化问题和一个火箭动力、水平发射的单级入轨飞行器的弹道优化问题对算法进行了测试.这些算例表明,当目标函数的极值数少于正交表提供的试验方案数时,正交方向法常常能以较小的计算量获得全局最优解.     

卫星相对运动的新解法

卫星相对运动的研究在航天飞行中有着较为广泛的应用价值。Ｃ－ Ｗ的解对于计算两星近距离的相对运动是很有效的, 但是, 当两星距离变大时其误差就不断地放大。文章采用一种新解法： 首先建立相对运动的解析关系; 然后利用椭圆运动的结果导出三维的近似分析解。它可以精确到偏心率和倾角差的一阶项, 而且不再包括长期误差。理论分析和数值检验的结果表明, 整个新的解的精度大大高于Ｃ－ Ｗ 解的精度。     

连续常值推力机动分析与应用

连续常值推力机动是空间飞行常用的轨道机动方式。其中,小推力适合于地球轨道航天器交会机动,而切向或周向推力以及较大的正径向推力可用于脱离地球引力场的逃逸飞行,执行星际交会使命。应用常推力作用下的质心运动方程,对机动推力的量值没有限制;在航天器交会应用中,对相对距离也无要求。这种方法可直接获得向径、轨道速度等参数随时间或极角(绕地心的转动角)的变化,便于分析轨道转移与逃逸运动,有助于飞行使命与运动轨迹的设计。特别是,若机动转移的初轨为圆轨道,在推力较小、飞行时间不长的情况下,应用量纲1形式的运动方程,可获得具有工程应用价值的近似解。     

基于混合人工鱼群算法的传感器网络优化

针对传感器网络节点优化的问题,提出一种混合人工鱼群算法.该算法在人工鱼群算法优化的末段引入模式搜索法,以人工鱼搜索到的最优解作为模式搜索法的初始解,利用模式搜索法的单调搜索特性,将解引向全局极值.新算法保留了人工鱼群算法全局搜索能力强、寻优速度快的特点,使寻优精度得到了提高.仿真实验表明:混合人工鱼群算法能够有效地优化传感器网络节点部署,提高覆盖率.     

结构动力学中具有重特征值的灵敏度分析

为了计算重特征值情形的特征向量导数,推广Nelson's方法被广泛采用,其中有些已被认为在某些情形下是错误的.本文利用数学定理和新的灵敏度定义给出特征值和特征向量导数的精确解.该方法数学上严格,无论是否存在重特征值均适用.为了实际应用,还讨论了用低阶特征值确定近似解的可能性,算例验证了本文方法.     

基于近似动态规划的目标追踪控制算法

在目标跟踪问题中,针对飞行器控制算法难以适应目标大机动飞行甚至与我方博弈等难度较大任务的问题,提出了基于近似动态规划的目标追踪控制算法。该算法通过使用博弈策略对我方无人机进行训练形成经验,将双方位置等状态作为已知量,滚转方向作为控制量,利用两物体的相对位置得出其特征,并形成近似值函数;最终利用rollout算法进行最优跟踪决策求解,实现对跟踪目标甚至是博弈目标的灵活有效精确跟踪。仿真结果验证了近似动态规划用于控制算法的有效性。      

太阳电池阵瞬态非线性温度场的精细算法

利用精细时程积分法和状态空间转移法 ,提出了计算空间飞行器太阳电池阵瞬态非线性温度场的非线性补偿法 ,它能够计算太阳电池阵在轨飞行时的温度场 ,具有收敛性好、稳定性好、计算精度逼近精确解、可以取较大的时间步长等特点