对接机构缓冲系统性能对对接过程的影响研究

缓冲系统的性能是决定对接过程的动力学特性、对接机构的性能以至对接成败的重要因素。在尚不具备试验条件的情况下,利用计算机对对接过程做动力学仿真是检验和校正所设计的缓冲系统性能参数、评定所设计的缓冲系统性能的有效方法。文章以具有机电混合缓冲系统的内翻式异体同构周边对接机构为研究对象,通过对对接过程的动力学仿真,着重研究了缓冲系统的性能对对接过程的影响。所得结论为缓冲系统的工程设计提供了依据。     

微重力环境下大叶片板式贮箱内流体行为的数值仿真与试验验证

大叶片板式贮箱是当前最为先进的一种新型贮箱,大叶片板式结构是该贮箱推进剂管理的核心部件.对微重力条件下大叶片板式贮箱内流体行为进行了数值仿真和微重力试验验证.采用液体体积分数法(VOF,volume of fluid)两相流动模型数值模拟板式贮箱内流体流动特性,得到了流体分布规律.搭建了大叶片板式贮箱缩比模型试验系统,对板式贮箱内流体行为进行微重力落塔试验,得到微重力环境下流体特性.数值仿真和试验结果表明,大叶片板式贮箱在微重力环境下管理流体性能良好,大叶片板式结构为空间流体(包括低温流体)管理提供一种良好的途径.同时本文仿真和试验为国内板式贮箱设计提供了必要的支撑数据.     

分离式飞机应急数据记录跟踪系统设计与试验

分离式飞机应急数据记录跟踪系统具备智能弹射与分离、拖曳式跟踪拍摄、缓降与应急漂浮和数据传输等功能，针对弹射和缓降等过程进行了系统设计和无人机试验验证。同时，针对伞-囊组合体的特点，分析了气囊尾流区中伞衣阻力系数的变化规律。结果表明:气囊半径和伞衣名义直径是影响伞衣阻力系数的主要因素；伞衣阻力系数随气囊半径增大而下降，随伞衣名义直径增大而上升；在气动力分析和数值模拟的基础上，确定了伞衣阻力系数的计算公式。无人机试验完成各项设计功能，系统整体方案合理可行，为后续工程应用提供了重要参考。      

一种通用红外成像跟踪实验装置的设计

介绍了一种先进的红外成像跟踪实验装置的研究与设计实现,给出了系统结构、主要性能参数、跟踪算法设计以及试验结果.在成功设计含双微处理机的并行图像识别跟踪器基础上,针对不同类型的目标开发了不同的跟踪算法以及噪声生成算法程序.该实验装置能模拟多种红外跟踪系统,可安装在直升机上对多种目标进行搜索、捕获和跟踪试验,试验恶劣天气、烟雾以及改变空间分辨率等系统参数对图像识别与跟踪的影响,也可进行各种干扰试验,以检查干扰效果.经试验验证,该系统有很好的应用效果.这些试验为模拟实验的研究提供大量原始素材,将为红外图像跟踪系统的设计和使用提供重要数据.      

微波能量传输系统设计及试验

面向空间太阳能电站应用,进行了固态体制微波能量传输技术研究。针对能量传输波束扩散导致收集效率低的问题,研究了基于人工媒质理论设计的完美匹配层的能量接收整流表面,通过调节人工媒质单元的结构参数实现天线输出阻抗与整流电路输入阻抗的共轭匹配,同时抑制整流电路高次谐波,省去原有匹配及低通滤波器,简化电路结构、实现高效微波能量吸收与转换。以空间太阳能电站规定的波束中心传输微波功率密度限制作为能量接收整流表面设计的约束条件,设计能量接收整流表面,结合固态体制微波能量发射端,搭建5.8GHz小规模微波能量传输系统开展了地面试验验证,实测结果显示整流表面能量转换效率最高为57.7%。此次试验验证了先进的固态能量传输试验系统,为空间太阳能地面缩比试验及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。     

微波能量传输系统设计及试验

面向空间太阳能电站应用,进行了固态体制微波能量传输技术研究。针对能量传输波束扩散导致收集效率低的问题,研究了基于人工媒质理论设计的完美匹配层的能量接收整流表面,通过调节人工媒质单元的结构参数实现天线输出阻抗与整流电路输入阻抗的共轭匹配,同时抑制整流电路高次谐波,省去原有匹配及低通滤波器,简化电路结构、实现高效微波能量吸收与转换。以空间太阳能电站规定的波束中心传输微波功率密度限制作为能量接收整流表面设计的约束条件,设计能量接收整流表面,结合固态体制微波能量发射端,搭建5.8GHz小规模微波能量传输系统开展了地面试验验证,实测结果显示整流表面能量转换效率最高为57.7%。此次试验验证了先进的固态能量传输试验系统,为空间太阳能地面缩比试验及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。     

基于WDPR-8支撑与弯刀尾支撑的风洞对比试验研究

对国内近年设计的具有典型先进战斗机布局的动态试验标模，采用8绳牵引的绳牵引并联机器人（WDPR-8）支撑和传统弯刀尾支撑在FL-5风洞中进行对比吹风试验。根据风洞试验环境及仿真计算系统的刚度与工作空间，设计了满足要求的WDPR-8绳系结构和支撑机构，并建造了样机；在阻塞比及两心距足够小的前提下，保证了模型在两支撑系统中的通用性，以此设计内置六分量杆式天平的试验模型；利用绳拉力信号并联WDPR-8视觉采集系统与风洞VSS采集系统，实现气动力、机器视觉和绳拉力3个采集系统同步工作；在除支撑系统以外其他试验条件保持一致的条件下，进行重复性试验、纵向试验和横向试验。数据处理时，弯刀尾支撑进行了尾支架修正，WDPR-8支撑未修正。比较对照试验结果可得:两者在纵向试验的重复性试验所得升力系数最大均方差差别很小，2种支撑得到的升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数的最大均方差不超过3.6%；横向试验在试验攻角范围内，2种支撑得到的侧向力系数对侧滑角的导数变化规律基本相同。用WDPR-8支撑进行的单自由度俯仰振荡试验得到的升力系数迟滞环曲线各环首尾连续，与静态升力系数曲线走势一致，且非定常迟滞环面积随减缩频率增大而增大，符合物理意义。试验研究结果反映出WDPR-8支撑的可行性及结果的有效性。      

微重力环境下导流叶片流体传输速度的试验研究

导流叶片是板式表面张力贮箱的关键部件之一,微重力条件下,它的流体传输性能决定了表面张力贮箱的推进剂管理能力.搭建导流叶片模型试验系统,针对不同截面形状的导流叶片模型的流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下导流叶片流体传输规律.试验结果表明,不同截面形状的导流叶片对流体传输性能有较大影响,合理设计导流叶片截面形状可有效地控制液体传输速度,并且为推力器提供不夹气的推进剂.该试验成果不仅为新型板式流体管理部件优化设计提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新的方法.     

吸气式高超声速飞行器多参数灵敏度分析

为实现吸气式高超声速飞行器多参数情况下的灵敏度分析及参数分类,降低设计的复杂度,在吸气式高超声速飞行器参数化建模的基础上,首先采用正交试验设计生成样本,再通过计算流体力学(CFD)进行高精度气动力性能计算,最后运用方差分析法进行气动性能的参数灵敏度分析,在运用较少的试验样本点的情况下,即可完成多参数、复杂构型条件下气动性能的参数灵敏度分析。结果表明,该方法可以正确地分析出参数对飞行器气动性能的敏感程度,得到参数对气动性能的影响规律。同时,通过灵敏度分析的计算样本,还可以初步选出气动性能较优的飞行器构型,为地面试验和优化设计提供参考。     

基于微波光子学的光电式高功率微波测试技术研究

针对传统高功率微波测试方法的固有缺陷，介绍了一种基于微波光子学的高功率微波测试方法。基于这种方法设计了一套光电式高功率微波测试系统，这套测试系统具备低扰动、瞬时动态范围大、抗干扰能力强且能同时采集高功率微波时/频域信号特征等优点。使用高功率微波脉冲信号对这套系统进行了试验验证，测得的数据完整的表现了高微波脉冲时/频域的信号特征，验证了这套测试系统和方法的可行性和有效性。     

KM4空间模拟器的清洁真空改造

试验证实油扩散泵抽气系统的返油污染对被试卫星造成非常有害的影响。介绍利用3台ZDB-1300制冷机低温泵代替4台扩散泵的清洁真空技术改造,给出新旧系统的性能比较,并介绍了新系统在返回式卫星整星热平衡试验中的成功应用。     

An alternative approach to solar system exploration providing safety of human mission to Mars.

For systematic human Mars exploration, meeting crew safety requirements, it seems perspective to assemble into a spacecraft: an electrical rocket, a well-shielded long-term life support system, and a manipulator-robots operating in combined "presence effect" and "master-slave" mode. The electrical spacecraft would carry humans to the orbit of Mars, providing short distance (and low signal time delay) between operator and robot-manipulators, which are landed on the surface of the planet. Long-term hybrid biological and physical/chemical LSS could provide environment supporting human health and well being. Robot-manipulators operating in "presence effect" and "master-slave" mode exclude necessity of human landing on Martian surface decreasing the level of risk for crew. Since crewmen would not have direct contact with the Martian environment then the problem of mutual biological protection is essentially reduced. Lightweight robot-manipulators, without heavy life support systems and without the necessity of returning to the mother vessel, could be sent as scouts to different places on the planet surface, scanning the most interesting for exobiological research site. Some approximate estimations of electric spacecraft, long-term hybrid LSS, radiation protection and mission parameters are conducted and discussed.     

Night side lunar surface potential in the Earth’s magnetosphere

In the Earth’s magnetotail, Japanese Moon orbiter Kaguya repeatedly encountered the plasmoid or plasma sheet. The encounters were characterized by the low energy ion signatures including lobe cold ions, cold ion acceleration in the plasma sheet-lobe boundaries, and hot plasma sheet ions or fast flowing ions associated with plasmoids. Different from the previous observations made in the magnetotail by the GEOTAIL spacecraft, the ions were affected by the existence of the Moon. On the dayside of the Moon, tailward flowing cold ions and their acceleration were observed. However, on the night side, tailward flowing cold ions could not be observed since the Moon blocked them. In stead, ion acceleration by the spacecraft potential and the electron beam accelerated by the potential difference between lunar surface and spacecraft were simultaneously observed. These electron and ion data enabled us to determine the night side lunar surface potential and spacecraft potential only from the observed data for the first time.     

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。     

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段     

Modern aspects of planetary protection and requirements to sterilization of space hardware.

The viewpoint of working group of Russian experts on the problem of planetary protection for future manned and unmanned Mars mission is presented. Recent data of Martian environment and on survival of terrestrial microorganisms in extreme conditions were used for detailed analysis and overview of planetary protection measures in regard to all possible flight situations including accidental landing. The special emphasis on "Mars-94" mission was done. This analysis resulted in revised formulation of spacecraft sterilization requirements and possible measures for their best implementation. New general combined approach to spacecraft sterilization was proposed. It includes penetrating radiation and heat treatment of spacecraft parts and components which is to be carried out before the final assembly of spacecraft and gaseous radiation sterilization of the whole spacecraft during the flight to Mars (or from Mars for return missions).     

长寿命通信卫星的可靠性研究

通信（广播）卫星是典型的有长寿命要求的卫星。在广泛调查国内外通信卫星工程资料的基础上，考察了它们的轨道性能与寿命情况，并分析了影响卫星寿命和可靠性的因素，空间环境是影响卫星性能和寿命的一个重要因素。对为了避免和减少环境效应影响的工程方法进行了探究。结合工程实际问题研究了长寿命卫星的设计策略，并对需进一步研究的课题作了探索。     

Direct observation of charge state abundances of energetic He,C, O,and Fe emitted in solar flares

The ionic charge states of helium, carbon, oxygen, and iron have been determined for three solar particle enhancements by an electrostatic deflection analyzer, which is combined with a thin window proportional counter dE/dX vs. E system. The observations are obtained during the periods September 23 to 29, 1978, June 6 to 8, 1979, and September 15 to 26, 1979, with an instrument onboard the ISEE-3 spacecraft. The mean ionic charge states for He, C, and oxygen exhibit a high degree of ionization with values of Q = 2, 6, and 7.2, respectively. The charge state of iron is near 13 charge units. Variations from flare to flare and within the September 23, 1978 flare are small. The most surprising feature of the charge state measurement is the observation of a small (～10%) but finite contribution of singly ionized helium.     

空间飞行器碎片防护结构的简化设计

给出一种基于实验和理论分析的航天器碎片防护结构简化设计方法 ,该方法可用于进行大型空间飞行器碎片防护结构的方案选择和初步结构设计。利用空间碎片的工程环境模型和防护结构几何经验公式 ,采用“设计碎片”的概念 ,对防护结构进行几何结构设计和质量估算 ,并采用改进的防护性能验证算法进行空间碎片的风险评估。通过对惠式防护结构的计算 ,得到的计算结果基本符合实际要求。     

FIRST — Far Infrared and Submillimetre Space Telescope

The present status of the ESA cornerstone mission FIRST is presented. A recent industrial study has generated a spacecraft concept employing a 4.5 m passively cooled telescope with focal plane instrument cooling provided by a superfluid helium cryostat. The model payload complement includes two direct detection instruments as well as two heterodyne instruments. After a shared launch by Ariane 5 into GTO, FIRST propels itself into the 24-hour highly eccentric operational orbit, where observations can be conducted up to 17 hours per day with an expected approximate mission duration of 3 years. An additional complementary study of a non-cryostat spacecraft option will also be performed.