空间天气事件对空间站的工程影响分析

基于历史统计数据,采用最坏情况分析方法,分析空间天气事件引发的带电粒子环境及大气密度变化对空间站的工程影响,结果显示:(1)发生强太阳质子事件并伴随强地磁扰动(Kp＞5)时,部分太阳质子可以到达空间站,但其对空间站元器件及材料在整个任务期内遭受的累积电离总剂量贡献不大;若航天员出舱活动持续8h,将遭受来自高能太阳质子的剂量当量为4mSv,大约相当于航天员驻留180d的1/80;(2)太阳耀斑和地磁暴均能引发大气密度变化,而地磁暴对空间站轨道影响较大,最恶劣情况多出现在太阳活动周下降期.即最坏情况下,在350km和400km高度,空间站轨道衰减率可分别增加652m/d和316m/d.     

中短期任务的太阳质子事件通量预报研究

太阳质子事件通量的预测对航天器的抗辐射加固设计和宇航员的出舱活动具有重要意义。针对1年以下的中短期航天任务,对太阳活跃年和太阳平静年分别统计了太阳质子事件和大于10 Me V质子事件通量的发生概率,分析得到太阳质子事件通量分布基本符合对数正态分布。在此基础上,计算出了一定置信度下1年以下不同航天任务期内的质子事件通量分布,为执行中短期航天任务提供了太阳质子事件通量预测的依据。     

月壤对太阳粒子事件防护性能研究

针对载人登月活动中航天员可能遭遇太阳粒子事件,研究了月壤作为防护材料的屏蔽性能。选取了1956和1989年2个典型的太阳粒子事件,计算了在屏蔽不同质子通量的情况下月壤所需的质量厚度,与铝和水进行了比较,并计算了屏蔽后的皮肤剂量;进一步利用蒙特卡洛方法计算了不同截止能量对应质子被屏蔽后的中子和次级质子产额,对质量厚度和次级粒子产额的关系进行了讨论。结果表明:13.43 g/cm~2的月壤可以阻挡1956年和1989年太阳粒子事件中99%的质子,此时皮肤剂量已在剂量限值内;在屏蔽相同数量的质子时,月壤所需的质量厚度小于铝,但大于水;月壤屏蔽后产生的中子产额小于铝。从工程实现的角度考虑,月壤可实现对太阳粒子事件的防护。     

四种典型空间环境下LEO预报精度分析

针对复杂变化的空间环境,依据地磁指数Ap和射电辐射流量指数F10.7对空间环境简要分为4类。统计近4个太阳活动周各类型事件,发现扰动型(01、10和11型)事件比例有下降趋势。选取高度约350 km的载人航天轨道(天宫一号),以星载GPS数据作为"测量数据"和"参考轨道"分析其在四种典型空间环境事件前后轨道预报精度和解算阻力系数C_d的变化情况。解算的C_d在00型和10型空间环境下没有明显变化,而在01型和11型空间环境下变化明显,表现为磁扰前1 d下降,磁扰当天及扰后1 d急剧增加。该方法对精细化分析预报误差具有一定的参考意义。     

载人航天废弃物的空间辐射防护性能研究

针对载人深空探索中的空间辐射,特别是大规模太阳粒子事件对航天员的威胁,需要在载人航天器内建立空间辐射应急防护区,为航天员在遭遇太阳粒子事件的时候提供必要的保护。考虑热融化压实技术在降低废弃物的空间占用率、高温杀菌和回收水分的同时能在不增加额外载荷的情况下为航天员空间辐射应急防护区的建设提供材料,在载人航天废弃物模型的基础上,利用Monte Carlo方法对其热融化压实产物的质子防护能力进行了计算,结合太阳粒子事件能谱和组织器官剂量计算转换因子,对不同屏蔽条件下太阳粒子事件造成航天员组织器官剂量的变化进行了研究。结果表明,在10 g/cm~2屏蔽厚度下,皮肤、脑、心脏以及红骨髓的辐射剂量都大大降低,均在剂量限值之下;除了需要对眼采取额外的局部防护措施以外,5 g/cm~2铝屏蔽+5 g/cm~2载人航天废弃物热融化压实产物基本上可以满足对太阳粒子事件的防护需求。     

太阳活动长期预报方法与第23周太阳活动预报评估

在载人航天前期的空间环境预报保障中,已经开展了太阳活动长期预报研究,并在工程中得到了初步的应用。第24太阳活动周即将开始,随之开展太阳活动长期预报工作的主要内容是:一方面,调研总结多种太阳活动长期预报方法的特点,比较不同预报方法对23周的预报结果;另一方面,比较"相似周"预报方法与国际空间环境权威预报机构对第23周太阳活动的预报。通过从整体形态、误差分析、置信区间和预报准确率等方面的综合评估得出,利用"相似周"预报方法的预报结果更接近实测结果。     

咸阳机场气候与影响飞行的天气分析

本文普查了咸阳机场1992年-2003年的天气资料，分析了气温、湿度、降水、能见度、沙尘暴等主要要素的年分布特征和月分布特征，对成阳机场出现的极端气候事件进行了讨论，并提出预报着眼点。     

可穿戴太阳质子应急辐射防护服的仿真设计

针对载人月球探测任务中偶发太阳质子事件对航天员造成的突出辐射剂量危害与防护问题,采用蒙特卡洛方法仿真研究了常用屏蔽材料在舱内与舱外航天服应用中的防护效能,分析了不同高密度聚乙烯和氮化硼配比组成下单层富氢复合材料的屏蔽效果,并结合NASA航天服特征参数仿真分析了聚乙烯材料对航天服不同部位的屏蔽效率.结果表明:在相同质量密...     

近地空间辐射和航天员辐射风险

近地空间辐射主要包括银河系宇宙线(GCR)、太阳高能粒子(SEP)、南大西洋异常区辐射带粒子(SAA)和由地球大气层散射引起的反照质子和中子.空间辐射造成的航天员辐射风险是载人航天重要关注对象.讨论了空间辐射和辐射对航天员的危害,报道了近地轨道辐射测量结果、基于辐射传能线密度(LET)观测谱和辐射风险截面的辐射风险评估LET谱方法、载人火星飞行的辐射风险以及辐射危害的应对措施.并用辐射风险计算的LET谱方法获得了地面环境辐射和火星之旅辐射风险,结果与其它方法获得的辐射风险吻合.     

近地轨道卫星太阳电池阵功率衰减估计

针对LEO(Low Earth Orbit,近地轨道)卫星的太阳电池阵输出功率衰减问题,在分析卫星轨道半长轴、太阳入射角、日地距离等参数变化与影响的基础上,提出按照轨道衰减快慢来区分太阳活动高年与低年,进而通过区分高年与低年,再根据不同季节分别进行太阳电池阵输出功率的衰减估计,而无须做功率归一化。同时,重点关注了夏至前后的最低输出功率的衰减情况,以此作为在轨卫星长期管理中的能源参考,建立平均电流和功率衰减因子估计模型,并结合实际工程数据进行了衰减估计。结果表明,太阳电池阵输出功率的年衰减因子约为-0.012,年衰减率约为1.2%。该结果可应用于在轨卫星长期管理的遥测诊断辅助。     

SR107-ZK在空间辐照下的物性变化

研究了SR107-ZK在紫外辐照、质子辐照和综合辐照环境下太阳吸收率αs的退化情况,利用XPS和SEM对样品表面的成分和形貌进行了分析.结果表明：SR107-ZK的αs受紫外辐照影响较小,但是在质子和综合辐照条件下,αs退化明显.紫外辐照会对SR107-ZK的硅橡胶黏合剂产生裂解作用,这种作用在带电粒子的协同辐照下更加明显.     

强磁对空间带电粒子环境影响研究

为避免空间带电粒子在强磁作用下发生偏转,造成局部区域内粒子通量增加,导致卫星设备损坏的情况,针对太空中辐射带、太阳耀斑以及宇宙射线中的典型粒子能谱特征和在强磁作用下的运动特性开展研究。建立数学模型,以典型卫星重要单机设备布局位置作为测试区,对粒子通量变化率进行仿真。仿真结果表明:卫星强磁场环境对穿透本体的质子通量几乎无影响,对低能段电子产生较为显著影响,可能导致部分单机设备区域电子通量增加,需相应采取屏蔽防护以及静电放电防护措施,为整星电磁防护设计提供依据。     

新型无机热控涂层的性能及应用

采用自制新型无机白色填料、无机黏结剂制备了高稳定无机热控涂层。对热控涂层的厚度、面密度、热辐射性能、真空挥发性、热循环性能、空间环境稳定性(真空-紫外、真空-质子、真空-电子、原子氧)及多种基材的适应性进行了测试与验证。结果表明:新型无机热控涂层的太阳吸收比≤0.07、半球发射率≥0.90、面密度200～360 g/m~2,经过地面模拟空间环境试验后涂层的太阳吸收比退化量较小,具有优异的空间环境稳定性,适用于多种基材表面。     

基于条件随机场的遥感图像语义标注

遥感图像包含的信息丰富,纹理复杂,而遥感图像语义标注又为后续的目标识别、检测、场景分析及高层语义的提取提供了重要信息和线索,这使其成为遥感图像理解领域中一个关键且极具挑战性的任务。首先针对遥感图像语义标注问题,提出采用条件随机场(CRF)框架对遥感图像的底层特征和上下文信息建模的方法,将Texton纹理特征与CRF中的自相关势能结合来捕捉遥感图像中的纹理信息及其上下文分布,采用组合Boosting算法进行Texton纹理特征选择和参数学习;然后将Lab空间中的颜色信息与CRF中的互相关势能结合来描述颜色上下文;最后用Graph Cut算法对CRF进行推导求解,得到图像自动语义标注结果。同时,建立了可见光遥感图像数据库Google-4,并对全部图像进行了人工标注。Google-4上的实验结果表明:采用CRF框架与Texton纹理特征和颜色特征相结合对遥感图像建模的方法与基于支持向量机(SVM)的方法相比较,能够取得更准确的语义标注结果。     

老龄飞机的定期基地维修

定期基地维修(PDM)对保持军用飞机的飞行状态非常重要,它类似于民用航空中的飞机D检。军用飞机每隔3～5年进行一次PDM,每架飞机的费用大约为万200万～300万美元。它包括对飞机进行分解,查找并增强结构件上的低强度处,安装改进改型部件,且PDM的周期较长。美国空军计划对其94架B-52H轰炸机每4 年进行一次PDM。每架飞机的总维修费用是310万美元。通过PDM,使     

基于决策树的涡轴发动机气路健康评估方法

为解决涡轴发动机退化模式多、故障样本大、分类困难的问题,将梯度提升决策树(GB?DT)算法应用于涡轴发动机气路健康评估.首先对涡轴发动机故障标签进行了拆解,针对每一类标签设计了一个分类器.通过特征重要度排序筛选了6个分类标签的输入特征,有效降低模型复杂度.通过遍历确定树的最优数量和深度,确保了分类的准确性.仿真结果表明...     

质子辐照Kapton/Al的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法(MC方法),模拟了质子辐照时质子的能量损失、射程、射程偏离及其产生的空位缺陷和电离能损分布。模拟结果表明:入射能量在10~300keV区间,Kapton/Al对入射质子的阻止本领主要取决于电子阻止本领,在80keV出现峰值,可作为地面模拟试验能量选取的参考;质子在Kapton/Al中的射程分布可近似看作高斯分布,质子射程及其偏离随能量增加而增加;位移缺陷和电离作用是两个相对的过程,低能时主要表现为位移缺陷,高能时表现为电离作用。     

防静电白色热控涂层的耐空间环境及工艺性能

研究了防静电白色热控涂层（ACR-1）的耐空间环境性能及工艺性能。在模拟空间环境设施中研究了紫外辐照、电子辐照和质子辐照对涂层太阳吸收率（αs）的影响。结果表明ACR-1在地球静止轨道环境中具有较高的稳定性；经过3000当量太阳小时（ESH）的紫外光辐照后，△αs为0．02；质子辐照效应对涂层仅。的变化影响较大。另外，研究了涂层厚度对αs和其与基材结合力的影响，以及基材表面处理工艺对涂层在-196—150℃冷热交变循环试验中可靠性的影响。     

基于浴盆曲线故障率函数的FFOP预计方法

与传统可靠性指标中假设产品的随机失效不可避免不同,无故障工作期(FFOP)内产品不会发生任何故障(即零故障)。首先阐述了FFOP的概念内涵、与平均故障间隔时间(MTBF)的区别和联系,提出了一种FFOP的预计方法。该方法假设产品的故障率函数具有浴盆曲线特征、故障发生过程为泊松过程、产品具有固定的免维修工作期。然后以一种改进的Weibull分布函数描述具有浴盆曲线函数特征产品的故障率。基于泊松过程理论,给出了FFOP的预计算法、流程和仿真验证手段。最后以某型无人机舵机为案例对研究方法的可用性进行了验证。结果表明:FFOP与免维修工作期(MFOP)、置信度水平密切相关,及时维修的产品能够保证较长的FFOP。在工程应用时,FFOP的确定应综合考虑运行维护费用进行权衡。     

基于BP神经网络的飞机装配车间异常事件预警

在飞机装配现场工作中,因为车间人员流动、设备故障、物料短缺或者工艺等因素影响,常常造成工作未能按计划进行,甚至造成工作等待等异常事件。在综合分析飞机装配车间异常事件的原因后,基于4M1E方法(人、机、料、法、环)分析异常事件影响特征因素,并利用BP神经网络建立飞机装配车间异常事件预警模型,实现对车间异常事件的分类预警,支持企业及时、快速地对异常事件做出响应。最后利用上海飞机制造有限公司装配车间异常事件数据对本模型的应用进行验证,结果显示该模型有很高的检测正确性,可用于飞机装配车间实际应用。