基于GPS对地球同步轨道自动转移飞行器进行导航的可行性分析

研究利用GPS对地球同步轨道自动转移飞行器进行导航的方法,分析了飞行器在转移过程中可用的GPS卫星数目,在地心惯性坐标系下建立了惯导误差和GPS的伪距、伪距变率模型,采用渐消因子的自适应卡尔曼滤波对飞行器进行组合导航.仿真结果表明,可用GPS卫星的数目随着飞行器高度的增高而减少,因此无法利用单一历元观测信息直接对飞行器导航.但采用多历元观测信息和动力学模型相结合的滤波方法可对飞行器进行组合导航,当飞行器初始位置偏差为1 km,初始速度偏差为1 m/s,伪距及伪距变率观测均方差分别为10 m和0.05 m/s时,地球同步轨道自动转移飞行器的最终位置偏差小于50 m,速度偏差小于0.02 m/s.      

未来飞行器设计大赛让“梦想”遇见“导师”——“飞航杯”第二届全国未来飞行器设计大赛侧记

<正>"黑金刚"空天快车、"苍穹"临近空间悬浮平台、"暮光之眼"仿生蜻蜓、"火刃"高性能单人陆空两用飞行器、"海空卫士"碟形飞行器、"呼吸翼"微型飞行器、"引擎1号"垂直起降家用飞行器等一幅幅精彩的飞行器设计渲染图在大屏幕上飞速滚动,现场的人们屏住呼吸,目不转睛地盯着大屏幕。随着"梦想导师"铿锵有力的一声口令,画面定格在了某一副绚丽的飞行器设计图上。这是"飞航杯"第二届全国未来飞行器设计大赛"梦想导师"见     

乘光束飞行

1997年在美国新墨西哥州白沙导弹靶场进行的试验,证实了"光飞行器"的可行性。 　　这种飞行器依靠设在地面上或布置在轨道上的激光源产生的激光束提供动力。其后半部做成一个细长的抛物面反光镜,以便把激光束集中到飞行器的边缘上。被聚集在一起的能量产生一种蓝白色的高温等离子体物质,推动飞行器向前运动。 　　美国伦斯勒综合技术学院的莱克·迈拉博和美国空军推进技术研究实验室主任富兰克林·米德声称, 5年之内只需用 250美元的费用就可以把 1千克重的光飞行器发射到太空轨道上去。飞行器上的反光镜既可用做发射机,也可用做望远镜…     

空间飞行器总体设计的电磁兼容性问题

结合空间飞行器总体设计的特点,介绍了电磁兼容性概念及其发展过程;分析了空间飞行器所处的电磁环境,指出总体设计中的若干电磁兼容性问题;提出了空间飞行器研制各阶段中开展电磁兼容性工作的流程图,强调必须在目前和今后各种型号的空间飞行器研制中引起充分的重视。     

苏“维加”飞行器传回哈雷彗星数据

苏联的“维加-2”飞行器于3月9日以高速飞越哈雷彗星,并且提供了可能是不规则形状的彗核的照片,传回了大量的科学数据,从而扩充了几天前从“维加-1”飞行器接收到的初步信息。与“维加-1”同类型的“维加-2”飞行器在飞行期间可能是由于尘埃的碰撞或受到电荷集结效应的影响而受到了损坏。在飞行器与彗星相遇期间,飞行器上有几个仪器失灵,其中有些是飞行器飞越彗星过程中的恶     

无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术研究

针对航天飞行器电气设备间连接电缆网复杂沉重的问题,提出了一种面向无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术方案,该方案能够实现飞行器舱内仪器设备间无线互联和器地间的无线互联;分析了其在飞行器型号工程应用所面临的关键技术,并阐述了其应用前景,为未来航天飞行器电气系统的快速集成设计提供了新的思路和解决途径。     

可重复使用空间飞行器的飞行控制

分析了空间飞行器飞行控制系统要解决的问题,空间飞行器的发展过程,各类空间飞行器飞行控制系统设计目的和主要特点,可重复使用的发射飞行器飞控系统的主要设计要求,在设计要求的确定,飞行控制律设计和飞行控制系统设计中要解决的关键技术.      

碟形飞行器纵向飞行品质

碟形飞行器是一种新颖的,采用翼身融合布局的飞行器.应用经典飞行动力学理论的线性化小扰动方法对碟形飞行器在低速条件下的纵向稳定特性进行了仿真计算,采用时域分析的方法对其纵向模态进行了分析,得到了碟形飞行器的纵向飞行品质状况,并进行了试飞验证.同时将碟形飞行器同常规布局飞机和飞翼飞机的特性做了简要的对比,分析了碟形飞行器同二者的异同之处和产生的原因.研究结果表明,碟形飞行器纵向模态稳定,具有良好的纵向飞行品质和综合性能.      

基于切换系统的变体飞行器鲁棒自适应控制

针对变体飞行器变形过程的控制问题,将切换系统理论与多变量自适应控制理论相结合,提出了一种基于切换系统的鲁棒自适应控制器设计方法。首先,建立了变体飞行器纵向短周期线性切换模型,描述了飞行器的整个变形过程;然后,设计了一种改进的鲁棒自适应控制律,抑制了各类干扰和不确定性对系统的影响,实现了切换系统对参考模型的良好跟踪;最后,提出了一种基于模型依赖驻留时间（MDDT）的切换控制律,保证了变体飞行器在变形切换过程中的稳定性,利用Lyapunov函数方法证明了本文方法最终一致有界。仿真验证表明,在存在外部干扰和各类不确定性的情况下,本文方法能保证飞行器在变形过程中精确跟踪参考模型,且具有较好的抗干扰能力。      

控制飞行器磁特性的方法

由于飞行器结构和功能的需要,任何飞行器都会有一定的磁性。飞行器的磁性会干扰飞行器的姿态和影响磁敏感仪器的性能,因此在飞行器的设计和研制过程中,必须控制飞行器的磁特性。本文简单的介绍了空间环境磁场和飞行器的磁源,着重阐述了控制飞行器磁性的设计原则和试验方法。     

水平起降两级入轨系统的质量估算方法及应用

针对近地轨道运输任务,考虑不同飞行阶段的推阻特性差异和不同发动机模态的比冲变化,提出了适用于水平起降两级入轨（TSTO,Two Stage To Orbit）天地往返运输系统的质量估算方法.以8 t有效载荷为任务需求,对比研究了涡轮基组合循环动力-可重复使用火箭（TBCC-RR,Turbine Based Combined Cycle-Reusable Rocket）、火箭基组合循环动力-可重复使用火箭（RBCC-RR,Rocket Based Combined Cycle-Reusable Rocket）和可重复使用火箭-可重复使用火箭（RR-RR,Reusable Rocket-Reusable Rocket）方案,分析了级间分离点、一级飞行器推阻比和一级飞行器结构质量分数等参数对设计结果的影响.研究结果表明,级间分离点设计对TSTO总体方案影响很大,若使用RBCC型飞行器作为第1级,建议在超燃冲压模态后即进行两级分离;TBCC-RR方案比RBCC-RR方案起飞总质量更小,但RBCC-RR方案一级飞行器结构质量更小;减小TSTO系统起飞总质量的最有效途径是减小飞行器的结构质量分数,其次是提高飞行器的推阻比.      

污染的预测和测试

<正> 一、前言污染在任何物体表面都存在,污染对那些物体表面预期达到的功能是有害的。空间飞行器表面若出现污染,就有可能引起它的性能下降,影响它的精度、寿命与飞行效果。在飞行器上出现的污染,虽然与总的飞行任务失败不是同一概念;但是,它却是飞行器系统性能下降或产生故障的一个根源之一。当飞行器变得更灵敏、更复杂,要求的工作时间更长时,对飞行器表面的污染进行测试并且控制其污染,就显得非常重要。为了提高飞行器的飞行效能,保证完成飞行任务及延长飞行寿命,美国有关单位对飞行器的污染问题进行了一系列研究,并采取了一些措施。本文主要介绍伽利略木星轨道飞行器的污染预测以及为了确定飞行器污染及其影响而进行的测试,另外还介绍了减少飞行器污染而采取的措施。     

吸气式高超声速飞行器热气动弹性研究进展

吸气式高超声速飞行器是当前航空航天领域研究的热点,该类飞行器通常使用超燃冲压发动机作为推进系统,并采用一体化设计方案,带来了一系列的气动弹性问题。首先阐述了吸气式高超声速飞行器机体/发动机一体化建模研究进展;随后介绍了热气动弹性/推进耦合、控制系统耦合以及不确定性分析等方面的热气动弹性动力学研究进展,并对相关热气动弹性试验研究进行了分析;最后对吸气式高超声速飞行器的热气动弹性问题提出了若干研究建议。      

日本的空间计划与政策

日本空间开发委员会已完成了到本世纪末的空间规划提案。将研制成大型运载工具 H-2代替现在的 H-1;拟发射通信、广播、导航、海洋及陆地遥感、气象及环境观察卫星、天文卫星与行星际飞行器等78颗飞行器。其中有14颗重2200磅的卫星,2颗重2650磅的卫星,一个重3080磅的飞船.9个重4410磅的空间飞行器。     

高超声速变外形飞行器建模与有限时间控制

针对高超声速变外形飞行器变形带来的参数摄动大、变形过程建模难、外界干扰复杂等大不确定问题,研究了一类可变后掠飞行器建模与姿态控制问题,设计了一种有限时间控制方案。针对变外形飞行器建立了带有变形量的面向姿态控制的三自由度模型,该模型能够反映出变外形飞行器的内在影响。分析了变外形飞行器在典型状态下的气动特征,并给出了连续变形关键气动数据可行处理方案。针对可连续变形的飞行器设计了一套有限时间控制方案,并证明了系统稳定性。进一步考虑控制律中用到的指令微分项,设计了有限时间指令收敛滤波器。利用扩张状态观测器,估计不易测量状态和“综合扰动”。以考虑复杂干扰下的高超声速变外形飞行器为对象进行仿真,结果表明:所设计的控制方案可解决不同变形速率下、存在复合干扰的飞行器姿态控制问题。      

世界各国发射成功的宇宙飞行器统计 (1990年10～12月)

1990年世界各国共进行了116次发射,发射成功的宇宙飞行器共166个,其中苏联发射75次,发射宇宙飞行器96个,占全年各国发射总数的57.83％;美国发射27次,发射成功宇宙飞行器41个,占全年发射总数的24.70％;其他国家和组织发射和拥有的宇宙飞行器共29个,占全年总数的17.47％。现将1990年10～12月发射宇宙飞行器列表于下:     

基于FE-SEA混合法的飞行器结构声振响应分析与试验验证

以美国X-43A飞行器为研究对象,基于有限元与统计能量分析混合法FE-SEA,建立飞行器结构声振耦合动力学模型. 着重研究飞行器噪声致振的性质及规律,得到飞行器空腔结构在宽频外噪声场激励下的结构振动响应及舱内噪声场响应,并对FE-SEA在宽频区间中段的计算结果进行分析. 通过噪声试验验证了理论与数值计算的可靠性.      

一种多机协同打击的快速航迹规划方法

针对多架自杀式无人机对重要目标进行协同打击的问题,在飞行器运动学、飞行器碰撞、时空协同等约束条件下,提出了一种空间分层分布的协同打击策略,在满足飞行器碰撞约束的前提下,有效提高了对重要目标防御系统的抵抗能力与飞行器自身的生存率。在此基础上,进一步提出了一种空间协同的多机打击快速航迹规划方法,结合Dubins曲线,将飞行器数目增加带来的计算量指数增长的问题,转化为多项式乘积形式的计算量,实时生成满足时空协同要求的次优航迹。通过仿真实验与实际飞行试验验证了所提方法的有效性,无人机可以在生成航迹的引导下,有效到达打击目标。      

基于模型迁移方法的高超声速飞行器建模

高超声速飞行器的研发是一个小批量多批次的过程。为了降低实验成本缩短建模周期,引入了模型迁移方法计算具有相似外形的高超声速飞行器的气动参数。首先研究了一种评价飞行器气动外形间仿射相似度的方法,当相似度满足要求时,可使用模型迁移方法计算新飞行器的气动参数。接着基于高超声速相似律,使用基飞行器的气动参数对新飞行器气动参数初次迁移。当初次迁移结果不能满足建模精度要求时,应用偏差校正的方法对迁移过程修正。最后为了消除飞行高度对高超声速流黏性的影响,引入高超声速边界层理论迁移飞行器不同高度上的气动参数。通过对仿真结果的分析,验证了模型迁移方法对具有相似外形的高超声速飞行器建模的有效性。      

面向总体性能的高速飞行器布局优化

飞行器气动布局的选型和优化技术在总体设计中处于关键地位,在临近空间飞行的飞行器对升阻比和操控性能都提出了更高的要求。翼身组合的升力体外形由于兼顾内部装填以及升阻特性成为了目前高速飞行器主要的设计方向。以一类具有普适性的面对称升力体外形为基础,采用相关性分析手段提取出飞行器的关键几何参数,挖掘出几何参数对所关心的总体性能指标的影响度大小,并建立起基于CFD方法的气动布局优化平台,以总体性能指标为约束,优化出高升阻比外形,通过风洞试验验证了优化设计方法的有效性,为高速飞行器的气动布局工程化设计提供了有效的技术手段。