航天器屏蔽电缆的电磁兼容性设计

文章首先给出了航天器电缆的电磁兼容性(EMC)设计准则,分析了屏蔽电缆的屏蔽皮接地原则和原理;讨论了多根屏蔽电缆束外加整体屏蔽的作用及注意事项,给出了几种常用的屏蔽皮接地设计方式以及屏蔽性能优劣对比,指出目前国内航天器电缆常用屏蔽皮接地方式的不足;最后通过某微波遥感卫星上电缆屏蔽设计的应用案例,阐述了如何通过电缆屏蔽设计解决航天型号研制中的电磁兼容问题,为航天器电缆网电磁兼容设计提供了经验参考。     

飞行器多学科设计优化概述

针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义，介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点，并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合评估、数据流管理等。阐述了可用于多学科设计优化的各种方法及其优缺点。并提出了多学科设计优化的研究重点。     

振动试验夹具共振频率设计要求研究

为了使振动试验夹具的频率设计要求更加符合工程实际,文章对传统设计要求进行了总结,根据随机振动理论研究了传统设计要求与试验实际情况的差异。研究表明传统设计要满足一阶固有频率最大化的要求,而该要求存在不足：一是建立试验系统动力学模型时未考虑试件的质量及刚度,二是未考虑夹具与振动台连接的边界条件,三是未考虑载荷激励方向与模态关系。针对这些不足,文章提出了夹具共振频率最大化设计要求。分别采用传统的一阶固有频率最大化设计要求和共振频率最大化设计要求对某导弹夹具进行了设计,对比研究结果表明采用共振频率最大化设计要求所设计的夹具共振频率更高、质量更小。     

固体火箭发动机装药不确定性优化设计

介绍了不确定性优化设计思想和方法,考虑装药优化设计过程中推进剂性能参数不确定性,开展了固体火箭发动机装药不确定性优化设计研究。采用Powell方法和并行遗传算法组成的混合优化方法,提高了优化问题求解的效率和质量;采用Taylor级数一阶展开近似计算性能参数的均值和均方差,通过可靠性指数计算满足约束条件成功的概率。与确定性优化设计结果相比,不确定性优化设计结果更可靠、更稳健,为固体火箭发动机总体方案设计提供了更好的方法和手段。     

卫星真空热试验用红外加热笼工艺设计

文章主要介绍了红外加热笼在结构设计中如何防止加热带热变形问题,阐述了加热带喷涂黑漆过程采用的防污染工艺以及为了防止相邻加热区间热流相互干扰所采取的措施。试验证明其工艺设计效果明显,这些工艺措施的实行,不仅提高了外热流模拟的精度和可靠性,而且保证了型号试验的顺利完成。     

悬挂发射装置的总体设计方法研究

以高压气体作为弹射能源为思路，研究了悬挂发射装置的动作过程和运动规律，提出了一套新型悬挂发射装置的设计方法。对近年来逐步发展的现代设计方法如何在悬挂发射装置设计中推广应用，指导新型悬挂发射装置研制的全过程作了阐述。本文考虑多种因素的影响，应用变质量系统的能量方程和牛顿第二定律建立气压传动装置的数学模型；将拉氏方法和机构动力学引入弹射机构装置的数学建模中，在求解考虑管壁摩擦和截面积变化的准一维非定常流守恒型方程组时采用算子分裂技巧来构造差分格式，本文将小波分析中奇异性检测理论应用到结构优化，对基于系统仿真技术的动力学参数，结构尺寸，气源参数和导弹重量等进行多目标全面优化，将小波分析中非线笥浮动阈值去噪理论应用到含噪试验的数据处理中，取得比传统降噪滤波及一般的小波和小波包逆变换重建信号更好的效果；将模糊数学理论应用到系统的可靠性分析和综合评判中，可以更好地完善系统的设计方案，运用弹射投放性能测试技术对悬挂发射装置的设计方案进行了试验验证。     

Aeroshell design techniques for aerocapture entry vehicles

A major goal of NASA's In-Space Propulsion Program is to shorten trip times for scientific planetary missions. To meet this challenge arrival speeds will increase, requiring significant braking for orbit insertion, and thus increased deceleration propellant mass that may exceed launch lift capabilities. A technology called aerocapture has been developed to expand the mission potential of exploratory probes destined for planets with suitable atmospheres. Aerocapture inserts a probe into planetary orbit via a single pass through the atmosphere using the probe's aeroshell drag to reduce velocity. The benefit of an aerocapture maneuver is a large reduction in propellant mass that may result in smaller, less costly missions and reduced mission cruise times. The methodology used to design rigid aerocapture aeroshells will be presented with an emphasis on a new systems tool under development. Current methods for fast, efficient evaluations of structural systems for exploratory vehicles to planets and moons within our solar system have been under development within NASA having limited success. Many systems tools that have been attempted applied structural mass estimation techniques based on historical data and curve fitting techniques that are difficult and cumbersome to apply to new vehicle concepts and missions. The resulting vehicle aeroshell mass may be incorrectly estimated or have high margins included to account for uncertainty. This new tool will reduce the guesswork previously found in conceptual aeroshell mass estimations.     

虚拟仿真技术在载人航天器总装工艺设计中的应用

文章基于载人航天器总装工艺设计中虚拟仿真原理及应用体系,以“天宫一号”目标飞行器总装工艺设计为背景,对载人航天器虚拟总装环境的建立过程和方法进行了具体描述。对基于仿真的总装工艺规划以及总装工艺方案仿真分析的概念、目的、方法、工具和应用对象进行了阐释,对虚拟仿真技术在总装操作现场和在总装工装优化设计中的应用方法进行了论述并给出了具体实例。实际应用表明,虚拟仿真技术可以降低工艺设计人员对个人经验的依赖,提高工艺设计的效率和优化程度。     

空间太阳望远镜高速数据传输系统设计

空间太阳望远镜(SST)是中国未来重要的太阳观测卫星，中国科学院国家天文台和航天部五院目前正在开展该卫星的研制工作。本文介绍高数据传输速率(60Mbps)的科学数据传输系统(DTS)，该系统将SST每天采集的超大容量科学数据传送到卫星地面站，其协议与国内卫星地面站现有协议兼容。文中分析SST对DTS的系统需求；计算DTS系统星地传输链路的系统余量；侧重描述DTS的信道编码卡(CEC)的详细设计，包括设计原理、方法和实验室基带测试系统，CEC格式化海量存储器中的科学数据，插入伪随机编码(PN)及帧同步信号，生成的数据流适应四相相移键控(QPSK)射频调制及地面数据恢复系统的需求。本文最后讨论DLS检错和纠错编、解码(EDEC)的实现方法，以及如何分别利用软件、硬件或可编程器件实现系统功能优化分配。我们已研制出CEC地面样机及其测试设备，并成功验证了CEC的全新设计方法，如使用较低的工作频率完成高数据速率的传送等。     

Aeroshell design techniques for aerocapture entry vehicles

A major goal of NASA's In-Space Propulsion Program is to shorten trip times for scientific planetary missions. To meet this challenge arrival speeds will increase, requiring significant braking for orbit insertion, and thus increased deceleration propellant mass that may exceed launch lift capabilities. A technology called aerocapture has been developed to expand the mission potential of exploratory probes destined for planets with suitable atmospheres. Aerocapture inserts a probe into planetary orbit via a single pass through the atmosphere using the probe's aeroshell drag to reduce velocity. The benefit of an aerocapture maneuver is a large reduction in propellant mass that may result in smaller, less costly missions and reduced mission cruise times. The methodology used to design rigid aerocapture aeroshells will be presented with an emphasis on a new systems tool under development. Current methods for fast, efficient evaluations of structural systems for exploratory vehicles to planets and moons within our solar system have been under development within NASA having limited success. Many systems tools that have been attempted applied structural mass estimation techniques based on historical data and curve fitting techniques that are difficult and cumbersome to apply to new vehicle concepts and missions. The resulting vehicle aeroshell mass may be incorrectly estimated or have high margins included to account for uncertainty. This new tool will reduce the guesswork previously found in conceptual aeroshell mass estimations.     

平飞固体火箭助推器设计

介绍平飞固体火箭助推器的设计，重点是固体助推器主要参数的确定和助推器壳体的传热分析，给出具体算例，并与试验进行比较，结果表明设计是正确的。     

提高红外灯阵热流模拟均匀性的优化设计方法

真空热试验中通常使用红外灯阵作为整星试验和太阳电池板试验的外热流模拟装置。文章从平面灯阵的研究出发,建立了使用红外灯阵作为外热流模拟装置时到达被加热面热流密度的计算模型,对影响热流密度均匀性的因素进行了分析,提出了红外灯阵优化设计方法,以提高热流模拟时卫星表面的热流密度均匀性。研究结论可以用于指导真空热试验所用红外灯阵的工装设计。     

吸尘器弯管连接头模具的设计

分析了吸尘器弯管连接头的结构特点,着重阐述了应用于本模具中的一种新颖的专用来解决大角度,长距离抽芯的连杆机构的工作原理。对模具设计过程中遇到的困难,如:小嵌件如何固定,很小的侧型芯如何固定于侧滑块上,及三个液压缸按顺序抽芯,圆弧型芯如何插入圆柱型芯2中等都作了详细的叙述与探讨。另外本论文还涉及到了主要成型零部件的加工问题。     

基于并联协作混合遗传算法的高超声速巡航飞行器一体化优化设计研究

遗传算法能以很高的概率找到全局最优解，不需要目标函数和约束条件的梯度信息。适合于工程优化设计。为增强遗传算法的局部搜索能力，提出了一种新的融合模式搜索方法和Powell方法的并联协作混合遗传算法。研究超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航飞行器的一体化优化设计。系统分析了机身和超燃冲压发动机设计参数对飞行器总体性能的影响。通过建立高超声速巡航飞行器质量模型、气动力估算模型、气动热估算模型、超燃冲压发动机性能分析模型、控制模型和弹道分析模型，在满足参考任务要求的前题下，以飞行器起飞质量为目标函数，将并联协作混合遗传算法应用于最优总体方案和超燃冲压发动机方案一体化设计。完成了6设计变量的全局优化计算。算例表明，本文建立的一体化设计模型基本正确，并联协作混合遗传算法是用于高超声速巡航飞行器一体化优化设计的较好的优化算法。     

Mining Spatial Associations with Limited Sensory Information

Abstract

Human navigation in an unknown environment requires an understanding of the spatial relationships of the terrain. For example, a soldier who is on a reconnaissance mission in a new city needs to “know” the spatial layout of the surroundings with high confidence. Oftentimes, this understanding must be acquired within a very short amount of time and with limited sensory inputs. The soldier would benefit from a digital avatar that draws inferences about the spatial layout of the city based on an initial set of observations and guides the soldier either in further exploring the environment or in making decisions based on these inferences. In this paper, we present and evaluate an inductive approach to learning spatial associations using sensory data that is available from the simulation environment of a computer game, Unreal Tournament. We study two kinds of spatial relationships between nodes on a level of a game map: nodes that are placed near each other to satisfy some spatial requirement and nodes that are placed near each other to satisfy the design preferences of a level architect. We show that we can infer both kinds of relationships using an association rule mining algorithm. Furthermore, we show how to use an ontology to distinguish between these relationships in order to discover different types of spatial arrangements on a specific map. We discuss how the inferred associations can be used to control an avatar that makes recommendations for navigating unexplored areas on a map. We conclude with some thoughts on the applicability of our methods to scenarios in the real world, beyond the simulation environment of a game, and on how the learned associations can be represented and queried by a simple question-answer type system.     

固体发动机可靠性设计面临的问题及其解决方法

针对可靠性设计没有数据导致可靠度无法计算的困难,提出放弃可靠度而使用事件流分析来控制产品可靠性的方法,该方法将产品主事件分解为一系列的事件,任何一个事件都可以分为应力(L)、应构(G)、应变(B)和传递(D)4个要素,每个要素都可以提出一些可测量的工作控制指标,只要能够确保每个工作控制指标符合设计意图,就能控制产品不出现故障。根据这种观点,提出了发动机可靠性设计的事件流分析技术,先按照事件发生顺序一步步地分析产品工作中会发生的各种事件,每个事件都用LGBD的结构展开,然后分析监测每个要素需要的测量参数,以及控制每个要素需要的设计参数,从而确定完备的工作控制指标体系,并确定可靠性试验方案。该方法放弃了可靠性模型,代之以事件流模型,为可靠性设计提供一种全新方法。     

吸尘器弯管连接头模具的设计

分析了吸尘器弯管连接头的结构特点,着重阐述了应用于本模具中的一种新颖的专用来解决大角度,长距离抽芯的连杆机构的工作原理.对模具设计过程中遇到的困难,如:小嵌件如何固定,很小的侧型芯如何固定于侧滑块上,及三个液压缸按顺序抽芯,圆弧型芯如何插入圆柱型芯2中等都作了详细的叙述与探讨.另外本论文还涉及到了主要成型零部件的加工问题.     

某雷达模拟系统宽带频综的电磁兼容设计

介绍了某型号雷达模拟系统宽带数字频综设备的电磁兼容设计.通过分析宽带频综设备中可能出现的各种电磁干扰环境,介绍了几种电磁兼容设计方法,最后给出应用结果.     

飞行器多学科不确定性设计理论概述

设计是充分利用设计知识做出智能决策得到最优解的过程，在基于建模与仿真的飞行器设计过程中，由于客观存在的不确定性，产生基于模型预估结果与真实结果的不一致。飞行器传统设计采用基于串行的确定性设计方法，无法得到性能、可支付性、可靠性、鲁棒性等综合平衡的设计。本文旨在建立飞行器多学科不确定性设计理论，介绍解决飞行器多学科不确定性设计相关计算、组织和不确定性科学处理复杂性问题的方法和基本思想。