航天飞行中失重对人作用的生理效应

在航天飞行微重力的作用下，地面重力引起的人体形变和结构应力消失，它改变了输入，降低了重量负荷和血液流体静压。由于调节过程改变和急性、慢性适应反应的结果，发生感觉系统、血液循环系统、水盐代谢系统的状态和机能改变，人在地面所具有的属性和性质局部的消失。微重力的条件下，人的机体内发生的改变启动自我调节和适应机制，预防了继续发生异常和减轻异常发生的程度。本文论证了机体调节的特点和主要生理系统对微重力适应的     

贮箱内推进剂微重力下晃动的有限元模拟及试验

采用有限体积(VOF)法 任意拉格朗日．欧拉(ALE)法，建立分析液体火箭贮箱内推进剂大幅晃动的数学模型，给出了计算的基本方程。对常重力和低重力下不同形状贮箱内推进剂的非线性晃动进行了数值模拟，并用落塔法进行了微重力下贮箱内液体晃动试验。结果表明，数值模拟法与落体试验的结果相近，在工程上有一定的实用价值。     

太空苔藓奇妙的生长方式

我们都知道，在地球上，植物由于受重力作用基本上都是上下竖直生长，即使人为地将植物横放，它们的茎仍会向上弯曲、根向下弯曲生长。而在太空微重力或失重环境下，植物失去了重力方向的引导，如果再没有其他因素，     

表面张力贮箱的微重力实验验证--静平衡与重定位

新研制的表面张力贮箱保证在微重力或无重力环境下、在任何时候都能向系统提供不含气的推进剂，因而需要确定液体的空间分布以及在给定微重力加速度下的重定位过程，以便为贮箱的设计提供依据。为此，按照相似理论用缩比模型进行了一系列微重力落塔实验，然后根据测定的重定位时间计算出原型表面张力贮箱的重定位时间。     

航天员微重力作业训练系统重力补偿控制策略

针对航天员微重力作业训练系统的重力场补偿控制这一关键技术,进行了理论和实验研究。分析了模拟微重力环境的机理,确定了微重力作业训练系统的总体结构方案,提出了一种基于电流反馈的重力补偿控制及多干扰力补偿控制策略。通过虚拟重力补偿控制实验,验证了在地面环境、动态作业过程中,模拟物体在不同空间重力加速度环境下的运动规律,实现了在重力方向模拟空间环境下物体移动的作业训练效果。研究成果为在地面实现三维作业训练系统的控制奠定了基础。     

微重力条件下上面级贮箱液体推进剂自由界面变形数值模拟研究

上面级在滑行期间经历微重力环境,其贮箱内的液体推进剂若管理失当,将影响主发动机的再次启动。文章采用流体体积法对微重力条件下某上面级液氧贮箱内自由界面变形问题进行数值模拟,并与理论分析值进行对比。研究结果表明,数值模拟计算得到的液体爬升高度和表面张力波传播速度与流体力学理论符合较好,证明该方法能够预示微重力条件下上面级液氧贮箱内的流体运动特性,可为后续上面级推进剂管理技术方案的制定及相关试验验证提供参考。     

卫星内部微重力水平如何估算

卫星沿太空轨道作惯性飞行时,其内部为微重力环境。如何估算卫星内部的微重力水平,是卫星工程设计需要解决的一个问题。 卫星内部微重力环境指卫星沿太空轨道作惯性飞行时,其内部物体在固连于卫星的参考系中所量度的视重力(表观重力)很小。 如同一个在升降机内随升降机以加速度a_o相对地面作垂直运动的质量为m_o的物体(可视作质点)的视重力(在升降机中量度出的重力)W_(os)等于物体的重力W_o(W_o=mog_o,g_o为地面处的重力加速度)与该物体随升降机运动而受到的牵连惯性力(为虚拟力,等于-m_oa_o)之     

洁净真空与失重和超重环境滚动轴承的设计与试验

基于磁性流体不能旋转密封其它液体,但应能够旋转密封磁性流体本身的构思,研制磁性流体润滑和密封的滚动轴承。利用含10%纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油（PAO）基磁性流体的优良润滑性能,在实验测试的基础上,选择高粘度的25w/50聚α-烯烃合成油基磁性流体代替滚动轴承的润滑脂。利用磁性流体离心式转动密封具有零泄漏和极低磨损微粒排放的优异密封性能,在计算分析和结构优化设计的基础上,选择低粘度的5w/30聚α-烯烃合成油基磁性流体作为离心式密封介质,用磁性流体离心式转动密封代替滚动轴承的橡胶密封。试验表明：这种离心式磁性流体转动密封的滚动轴承有效地减少了润滑剂的散失和磨损微粒的排放,适用于洁净、真空、失重和超重的特殊环境。     

卫星液体晃动气浮台仿真试验系统的运动分析

本文通过边界元数值法求解了部分充液自旋球腔内的液体晃动问题。以流体运动的基本方程和系统运动的Ｅｕｌｅｒ动力学方程为基础，考虑了贮箱偏置、涡旋、重力及Ｃｏｒｉｏｌｉｓ力等因素对流体晃动和系统运动状态的影响，求解出液体的速度场，并在此基础上估算液体的能量耗散率和系统的章动时间常数     

微重力环境中重力梯度加速度引起的流体晃动力和力矩的模拟

本文研究了关于旋转轴在贮箱的非对称轴上且远离贮箱的几何中心情况下，流体在微重力环境中由重力梯度加速度诱发的晃动特性。我们以精密Ｘ光光谱天文物理实验卫星（简称ＡＸＡＦ－Ｓ）作为研究对象，获得了由于旋转运动引起的重力梯度加速度的数学表达式。关于晃动问题的数值计算是用与卫星固连的非惯性坐标系为基础，目的是寻求一种较为易处理且适合于流体力学方程的边界和初始条件。通过数值计算获得了流体作用于卫星贮箱上的力和力矩。     

微重力条件下摩擦副摩擦学特性数值模拟研究

与一般机械设备中的摩擦副不同，航天器摩擦副往往处于微重力下的独特工作环境。现对航天器摩擦副进行微重力条件下的摩擦学理论分析，建立了一个二维模型并求解了雷诺方程，以研究微重力状态对摩擦副摩擦学特性的影响。研究结果显示，由于微重力的影响，摩擦副的油膜压力分布有较大幅度的变化，并严重影响了油膜承载能力。     

细胞重力生物力学

1995－1997年使用不同的微观试验对象（个体细胞、细胞集合体），从0．0001－5G重力的范围内进行了理论和试验研究。试验研究使用模拟低重力和超重等重力因素的慢旋转仪和离心机及航天飞行器上（微重力）进行的。研究的对象为单细胞生物及在固体培养基上生长的纤维母细胞、成骨细胞。研究确认重力数值和方向导致了细胞形态生理特点的改变：结构的组成（细胞内成分的空间再分配、细胞形态、体积和数量的改变）以及功能的改变（细胞能量消耗和细胞内代谢强度的改变）。上述的结果是作为在细胞水平上推测生命体对重力敏感的机制的基础。研究结果证明，单细胞浮游生物对重力的敏感性主要取决于由代谢水平所决定的细胞的运动性。形态、体积和质量占有次要的地位。进行的理论研究和分析可以纠正重力生理学上的基本假设，即以前认为机体的体积（质量）和机体重力敏感性之间存在着直接的联系。     

集成化断流装置研究

该集成化断流装置是利用气动原理实现截流，由电爆活门和断流活门组成。当爆活门的电爆管接通电源信号起爆后，将处于常闭状态的电爆活门打开。气流通过电爆活门作用于断流活门活塞大端上，活塞动作，实现关机。     

微重力环境中重力梯度加速度引起的流体晃动运动

本文研究了关于旋转轴在贮箱的非对称轴上且远离贮箱的几何中心情况下，流体在微重力环境中由重力梯度加速度诱发的晃动特性，建立了问题的数学模型并对模型进行了数值模拟。以高级Ｘ射线天文物理实验卫星（简称ＡＸＡＦ─Ｓ）作为研究对象，获得了由旋转运动引起的重力梯度加速度的数学表达式。晃动问题的数值计算以与卫星固连的非惯性坐标系为基础，目的是寻求一种较为易处理且适合于流体力学方程的边界和初始条件。通过数值计算获得了流体作用于卫星贮箱上的力和力矩。     

微重力下球形贮箱内液体晃动有限元模拟

以卫星球形贮箱为研究对象,用任意拉格朗日-欧拉(ALE)法建立了数学模型,给出了计算的基本方程,并基于MSC-Dytran有限元程序,对常重力和微重力环境中贮箱内推进剂的晃动进行了数值模拟。结果表明,微重力环境中液体更易发生大幅晃动,甚至产生飞溅,工程中常用的等效力学模型已不再适用,而有限元数值模拟方法可较好地解决该问题,为卫星及大充液复杂结构航天器控制系统的设计和分析提供理论参考。     

太空系统贮液箱内液体量的测量

众所周知,太空系统受微重力作用。在这种特殊环境中,贮液箱内液体量的测量方法应与受重力作用的地球上的方法不同。例如,通常的液位计,在微重力环境中就不能正常工作。要在这种环境中测量贮液箱内液量,就得寻找别的方法。理论研究与实验测试证明,空气压力法是可行的。其步骤如下:①令箱体的气体体积作周期性的微小变化,并测出相应的周期性压力变化量;     

长期失重条件下机体形成内环境稳定的机理

研究长期失重的目的是为了研究微重力多方面的影响，以及取得可以详细分析内环境状态的资料。研究证明长期停留在微重力的条件下人的机体主要系统的机能水平、许多代谢指标和内环境发生改变；某些组织和器官产生结构的重建（首先是骨骼肌肉人器官）；能量和消耗性代谢（蛋白质）达到新的水平；分解过程增强和神经内分泌调节机理改变。在微重力的条件下，各系统的机能负荷重新分析，它影响机体内环境稳定的调节机能重新组建。本文中讨     

国外微重力火箭的发展及其特点

一、前言 微重力火箭是近20年来从探空火箭系列中发展出来的一种用于微重力科学研究的技术实验火箭。微重力科学的研究范围包括微重力材料科学和微重力流体科学,并涉及到空间生命科学。1971年10月美国航宇局发射了空蜂170A,首次利用探空火箭进行空间材料加工实验尝试,1972年1月在发射黑雁5C火箭时,再次进行了金属熔炼实验。这两枚火箭的发射,证实了用探空火箭进行微重力科学实验是一条可行的技术途径,从而揭开了微重力火箭研制和应用的序幕。     

低重力环境下三维液体非线性晃动的数值模拟

本文讨论低重力环境下三维液体非线性晃动问题。采用ＡＬＥ（任意的拉格朗日－欧拉）运动学描述跟踪自由液面；对于ＡＬＥ描述的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，在时间域上采用分步离散方法中的速度修正格式进行数值离散，在空间域上利用有限元方法进行了数值离散；推导了考虑表面引力效应时有限元边界条件的弱积分形式；给出了表面张力的数值计算公式。模拟了考虑表面张力情况下圆筒型贮腔中液体的非线性晃动，并得到了贮腔壁面处     

小行星星壤低速侵入过程力学响应的实验研究

为研究小行星星壤在低速侵入过程中的力学响应,利用落塔实验舱构建微重力环境,制备典型的无黏性星壤模拟物,利用恒速加载方式模拟采样器等装置侵入星壤的过程,测量了模拟物的承载强度和边界应力随沉降深度的变化,并记录了模拟物表面形貌的变化过程。实验结果表明,微重力下星壤的承载能力较地球重力环境下大大降低,其响应特性更接近于流体,且与侵入速度、星壤孔隙率、颗粒粒径级配、侵入体尺寸等因素相关联。实验结果可为小行星表面着陆和采样装置的设计与验证提供重要数据支撑。