航天功能复合材料发展现状及趋势

文章综述了航天功能复合材料的发展现状及趋势,内容包括各种类型的功能复合材料及主要应用领域。对当前用于航天领域的热防护功能复合材料分别作了重点介绍,包括航天器热防护系统及材料、抗烧蚀热防护复合材料、梯度功能复合材料以及它们的组成、作用机理和主要应用。最后探讨得出功能复合材料的发展趋势是高性能化、多功能化和低成本化。     

航天器多功能结构传热特性的实验研究

针对航天器结构高性能、轻质化和集成化的发展要求,设计了集电路控制,热管理功能和结构承载功能于一体的多功能结构。此种结构分别采用柔性电路板控制热仿真多芯片模块,作为多功能结构的热源;碳碳材料作为热倍增器;复合材料蒙皮和金属泡沫芯子的夹层结构作为承载结构,实现了结构和功能的集成。同时,为了研究多功能结构的传热特性,进行了热真空实验,实验测量了热流密度和温度梯度。结果表明这种新型的结构可以消散飞行器多芯片模块产生的热量,碳碳热倍增提供了一种减小温度梯度的新方法,同时这种多功能结构减少了结构的体积,降低了结构的质量。     

航天器结构用材料应用现状与未来需求

航天器结构是所有航天器的重要组成部分和基础,影响航天器结构性能的最主要的因素是结构用材料。文章着重对航天器结构中广泛使用的复合材料、金属材料、防热材料的应用现状进行了分析,同时提出了未来发展需求。     

美国航空航天局碳纳米管研究取得重要进展

正2017年5月,美国航空航天局(NASA)研制的碳纳米管复合材料压力容器(COPV)搭乘探空火箭进行试验以测试力学性能。同年,NASA研发的多功能碳纳米管复合材料结构制造工艺开始迈入商业应用阶段。这些进展标志着碳纳米管复合材料航天产品力学结构部件和多功能结构制造技术研究取得重要进展。碳纳米管及其复合材料有望推动航天材料甚至航天器设计、制造和任务能力的变革。     

全复合材料航天器结构探讨

质轻，价优是选择航天器结构材料的主要条件，用复合材料作航天器结构材料显然比金属材料优越。文中将通过美国海军研究所空间技术中心研制的全复合材料克莱站汀航天器，详细介绍采用复合材料作航天器结构件的利与弊。     

航天器复合材料胶接连接工艺分析

文章叙述了航天器复合材料胶接工艺应具备的条件，航天器产品常用胶粘剂及其特性，研制航天器复合材料耐久型胶接结构基本要素及复合材料胶接连接工艺特性和品质控制等内容。     

结构的模糊可靠性分析与应用

简述了模糊可靠性理论、有关定义并探讨了理论在结构强度设计中的应用方法，最后以航天器复合材料舱段结构为例，把蒙特卡罗法和模糊可靠性理论结合起来，进行模糊随机可靠性分析和计算。     

纳米材料在航天器上的应用前景

文章综述了国内外纳米材料(如碳纳米管，SiO2，TiO2)在航天器上的潜在应用。首先介绍了在航天器领域具有应用潜力的纳米材料及其复合材料，然后从结构和功能材料等方面对在航天光学遥感器上的应用前景做了分析。     

模糊可靠性理论在结构强度设计中的应用

简要阐述了模糊可靠性理论、有关定义并探讨了该理论在结构强度设计中的应用方法，最后以航天器复合材料舱段结构为例，把蒙特卡罗法和模糊可靠性理论结合起来，进行模糊随机可靠性分析和计算。     

美国小型航天器综合利用模块的技术状态和发展途径

1995年2月8～10日,在美国加利福尼亚美国空间局举行了未来小型航天器技术专题研讨会。在这次会议上,第一次提出了综合利用模块(IUM)的慨念。 1 综合利用模块的技术状态 1.1 多功能(综合)结构按照以往惯例,航天器结构的功能一直是为了系统及其元器件提供支承和保护的,以便航天器在外部载荷及其压力作用下仍为一个紧密连接的整体和完好的功能系统。航天器的结构     

航天器质量特性测试信息系统设计与实现

文章通过对现有航天器质量特性测试工作流程的研究,对测试过程数据分析归纳,给出了信息系统的数据库模型,提出了系统架构设计思路,并在此基础上开发了原型系统,对设计思路进行验证。质量特性测试信息系统的建立将整个测试周期中的所有独立、分散的信息有机地统一起来。     

纳米孔材料中辐射热传递的改进——扩散近似法计算

用可燃的烧蚀材料作为主动的承热层,用不可燃的多孔材料作为被动的隔热层,是当今一次性使用航天器最普通的一种热防护形式,然而对可重复使用的航天器来说,这种防热结构显然不适用.但是如果把烧蚀层改为金属薄壁或多层金属热防护系统,在不增加很多质量的情况下,能保证航天器主结构在允许的温度范围,则可能是一种很好的设计.在此情况下,隔...     

航天器动力学数据采集分析系统

针对航天器动力学环境试验测试的特点,自主研制了以VXI总线为基础的128通道航天器动力学数据采集处理系统.文章介绍了系统的构成和特点,在硬件上采用块传输和同步时钟等技术,在软件上应用面向对象技术及功能模块分层管理的思想.该系统突破了高速同步采样、大容量数据实时传输、并行任务实现等关键技术,并具备一定的扩充空间,可以投入型号研制中使用.     

How we will go to Mars

This article studies the efficiency of ejecting waste generated by the life support system (LSS) of a manned spacecraft to reduce initial mass on low earth orbit. The spacecraft is used for a long-duration interplanetary mission and is equipped with either a chemical or a nuclear-thermal propulsion system. For this study we simulate an optimal control problem for a given spacecraft maneuver. An impulsive approximation of the optimal interplanetary spacecraft trajectory is assumed, which allows us to reduce the general optimal control problem to hierarchic structure of 'outer' and 'inner' subproblems. This structure is analyzed using the Pontryagin's Maximum principle. Numerical results, illustrating the efficiency of waste ejection are shown for typical Earth-Mars transfer trajectories. This results confirm in theory that using a waste ejection system makes an early manned Mars mission possible without having to design and build new, advanced biological LSS.     

航天器质量特性测试技术新进展

航天器质量特性测试提供航天器轨道控制和姿态控制所需的质量特性参数,同时验证航天器结构和布局设计的合理性,为持续改进提供依据,在航天器的研制中占有重要地位.文章在对国内和欧美等航天发达国家航天器质量特性测试技术深入调研的基础上,阐述了国内外航天器质量特性技术的进展情况,重点分析了NASA哥达德空间飞行中心和欧空局下属法国...     

航天器热设计中的系统性和鲁棒性

从航天器系统设计最优的角度,讨论了热设计应关注的几个问题:系统最优而非分系统指标最优的热设计原则,合理并充分利用航天器资源的热管理思路,解决航天器研制问题的热设计最小重构手段,适应航天器在轨意外故障的鲁棒性热设计方法。提出了现阶段航天器热设计应适当增加主动热控比例的设计原则;结合卫星应用实例,给出了充分利用电加热这种简单可靠的主动热控手段,来提高热设计鲁棒性,从而提升热设计系统性的方案和流程。     

Design of optimal earth pole-sitter transfers using low-thrust propulsion

Recent studies have shown the feasibility of an Earth pole-sitter mission using low-thrust propulsion. This mission concept involves a spacecraft following the Earth's polar axis to have a continuous, hemispherical view of one of the Earth's poles. Such a view will enhance future Earth observation and telecommunications for high latitude and polar regions. To assess the accessibility of the pole-sitter orbit, this paper investigates optimum Earth pole-sitter transfers employing low-thrust propulsion. A launch from low Earth orbit (LEO) by a Soyuz Fregat upper stage is assumed after which solar electric propulsion is used to transfer the spacecraft to the pole-sitter orbit. The objective is to minimize the mass in LEO for a given spacecraft mass to be inserted into the pole-sitter orbit. The results are compared with a ballistic transfer that exploits manifold-like trajectories that wind onto the pole-sitter orbit. It is shown that, with respect to the ballistic case, low-thrust propulsion can achieve significant mass savings in excess of 200 kg for a pole-sitter spacecraft of 1000 kg upon insertion. To finally obtain a full low-thrust transfer from LEO up to the pole-sitter orbit, the Fregat launch is replaced by a low-thrust, minimum time spiral, which provides further mass savings, but at the cost of an increased time of flight.     

载人航天器初样试验总体规划

载人航天器初样研制阶段的系统级地面试验是为了充分验证系统总体设计的正确性以及技术要求和指标要求的满足情况,以此完善和修正系统总体方案。文章给出载人航天器初样的试验规划、试验方案、试验流程等,为后续载人航天器的研制提供参考。     

Resonance Effects when Moving a Small Spacecraft around the Center of Mass in a Deployable Tether System

Cosmic Research - The resonance motions of a small spacecraft relative to the center of mass when deploying a tether system are analyzed. The tether system is deployed from a base spacecraft moving...     

“天宫一号”目标飞行器信息管理策略

“天宫一号”目标飞行器信息系统作为目标飞行器的重要功能系统,主要完成目标飞行器内部信息管理以及与地面和载人飞船的通信管理,确保目标飞行器的健康和稳定运行,支持目标飞行器各项任务的完成。文章对"天宫一号"目标飞行器信息系统的信息管理策略进行了概述,包括信息管理需求、设计原则、系统组成、主要技术特点以及可靠性安全性设计。“天宫一号”目标飞行器信息系统的信息管理策略经过首次无人和有人交会对接任务验证,满足任务要求,为后续空间站信息系统详细设计奠定了基础。