航天前沿技术发展的新跨越——访“脉冲星试验卫星”工程科学任务系统总设计师帅平

2016年11月10日,中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院研制的首颗"脉冲星试验卫星"(XPNAV-1)在酒泉发射升空,开展脉冲星导航技术空间飞行试验研究。脉冲星为什么可以用于航天器自主导航?脉冲星导航将会给航天前沿技术发展带来哪些颠覆性变革?XPNAV-1卫星工程的实施对航天技术创新发展又有哪些启示呢?带着这些问题,本刊特约记者采访了XPNAV-1卫星工程科学任务系统总设计师、中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室帅平研究员。     

环火星自主导航系统设计及参数优化研究

当前火星探测器环绕段的导航信息主要依赖地面深空探测网提供,基于光学成像的导航方式尚不能提供较高的导航精度。因此提出一种应用相对测量的探测器实现火星环绕段的自主导航。两颗编队飞行的探测器进行相对测量,观测信息为探测器之间的相对视线矢量(LOS)。同时利用主星的星敏感器确定星体在惯性空间的姿态,将观测信息转换至惯性系下获得简化的观测方程,使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对卫星的轨道进行确定。介绍了具体导航方案的实现方法和技术细节,使用粒子群优化方法(PSO)对模型设计的相关参数进行优化,导航精度得到明显提高。实现位置确定精度10 m,速度确定精度0.01 m/s。为设计最优的编队导航系统参数提供了有效思路。     

同位素热源高温-冲击复合环境试验

为了考察深空探测器同位素热源模拟样品在高温–冲击复合环境下的环境可靠性,研制了一套高温–冲击复合环境试验装置。该装置由温度加载系统、冲击试验系统、带有热防护功能的夹具和控制系统等组成。该装置可完成室温约500℃热载荷加载。利用该试验装置对同位素热源模拟样品进行了500℃、5 000次的高温–冲击复合环境试验考核,获得了产品温升响应曲线、冲击波形图等相关试验信息。试验结果表明该试验装置能够进行高温–冲击复合环境试验。     

等矩形截面S弯管道中三元可压紊流的半抛物型控制方程及数值计算

本文对等矩形截面S形弯管中的高亚音速三元紊流流场进行了数值分析,对瞬态N—S方程进行了质量加权平均处理。并认为所研究的气流流动具有半抛物型气流的性质。本研究还把文[1]使用的不可压流的k—ε二方程紊流模型发展成可压缩流的紊流模型。数值计算得到的沿程壁面静压分布、出口总压恢复系数分布及三元速度场分布均与实验数据相当吻合。结果表明,本文提出的考虑压缩性的数学模型和计算方法适用于处理高亚音速流动,具有一定的应用价值。这预示着,数值方法可发展为研究S形复杂管道中高亚音速三元流动的一个手段。     

在分离流中使用热线探头的一些问题

本文讨论在分离流中使用热线探头的有关问题,着重探讨用平行线探头和 X 型探头测量分离流的可能性,对于使用热线风速仪的一些共同性问题也做了讨论。     

GBM-04模型在法国S2风洞的试验

本文描述了 GBM-04模型在法国 S2风洞的实验情况,对 GBM-04模型在FL-24和 S2两风洞的结果进行了初步的比较。本文还介绍了 S2风洞数据的精度及为了提高数据精度所采取的值得借鉴的措施。     

太阳能无人机应用

满足高空长航时无人机长达数月续航要求的关键之一是解决其飞行动力源问题,许多国家把太阳能无人机列为重要的研究方向。我国大部分地区,都处在太阳辐射资源的丰富带和较丰富带,从而为太阳能无人机的应用提供了很好的条件和优势,但要真正实现太阳能无人机的使用,还需解决很多关键技术。包括独特的飞行器设计和太阳能动力系统设计等。     

旋翼-机身动力分析的耦合技术

本文提出了铰接式直升机旋转平面内旋翼与机身耦合的一种动力分析方法,并以玻璃钢旋翼的Y-2小型直升机为例,作了理论与实验的综合分析,还特别指出了机身旋翼轴端各向异性的动刚度对旋翼旋转平面内固有动力特性的影响。     

飞行器质心偏差极限值计算方法研究

针对飞行器的质心偏差极限值问题,首先经推导给出了质心偏差的理论计算公式,通过对理论公式的分析指出了其不足,随后分析了质心偏差极限值分析的穷举法、蒙特卡洛方法和最优化方法,最后针对一种典型飞行器,对各种方法进行了实例分析.通过对计算结果的讨论,说明蒙特卡洛方法对偏差的分布较为有效,而穷举法和最优化方法对偏差极限值分析效果...     

从民歌看民族“文化上的共同心理素质”

川南汉族民歌《槐花几时开》和鄂西土家族民歌《高高山上一树槐》极度相似,或者本就是同一首民歌,应该是川南、鄂西两地所属的武陵地区各民族,因相同的自然环境、相同或相似的社会生产、生活方式,各民族长期较为稳定的杂居聚集、交流融合而产生的相同或相似的审美观,进而形成"文化上的共同心理素质"。