NASA航天员医学保障系统评估

行为健康是长期载人飞行任务中突出的薄弱环节,能影响任务的成败。NASA首席健康医疗官（CHMO）根据相关领域专家的专业分布、实践经验以及是否有充足的时间,组成了7人评估委员会,对NASA航天员的医疗和行为健康服务工作进行了评估,确定是否存在潜在的系统漏洞。评估内容主要有：航天员选拔时,医学评价是否包括心理测试;航天员年度医学体检和飞行任务鉴定;航天员定期医学和心理学评估与测试;从医学和行为健康的角度对任务航天员进行鉴定：医保人员的专业资质;医保标准相关的医疗实践的质量／充分性;医保服务的管理考虑,包括从业人员的资质和权利、档案保管、沟通与报告、航空医学的处置、隐私方面的考虑;行为健康的考虑。本报告得出了很多结论并提出了系列建议。有些建议很容易落实,如用书面的操作程序（SOP）来记录已经存在的各种程序与步骤,但是有些建议则需要花费时间与精力落实,如重组航天员管理关系或者让心理医生更注重航天员工作能力提高。有些建议需要进行深层次的改变,如航天员、飞行医生、有关饮酒的文化、行为规范、人的工作能力问题,选拔、训练、评价与职业发展、沟通、隐私等。这些问题都不能单独进行分析或者单独进行改正,它们需要NASA进一步地研究与评价。解决方案要求采用系统的方法,需要花费一定的时间、必须跟踪和评估、需要高层领导的注意。这类涉及文化的改变必须改变现状,而文化的改变是最难实现的,而这也是最显著的问题,如果不能妥善解决会带来高风险的人为失误。     

空间目标雷达成像仿真研究

导弹防御系统中的地基雷达具有对空间目标的二维成像能力,这是它进行空间目标识别的重要手段。仿真研究空间目标的ISAR成像。简介ISAR成像技术后,仿真了中段弹道,进行了相应的坐标变换,根据仿真场景得到了空间目标的ISAR图像。着重分析了雷达布站的位置、目标空间姿态控制方式对成像相干积累时间的影响。仿真结果表明,这些因素对于成像相干积累时间的影响很大,雷达必须选择合适的布站位置、适当调整脉冲积累时间才能实现有效成像。     

一种近似解耦方法在飞控系统中的应用

应用输出及部分状态反馈、极点配置和奇异摄动法对某高性能飞机的多变量飞行控制系统进行了设计。基于Ｐｏｒｔｅｒ的研究,对其不足之处做了改进。设计中考虑了１／ｇ因子的项,并推导了相应的数学表达式。借助这些表达式可调整控制器的参数值以求减少系统中的耦合以及配置闭环系统的零、极点使其满足设计要求。基本实现了快速和解耦控制。     

前缘带光滑霜冰的NACA0012翼型表面声学特性计算

结冰将改变飞机空气动力表面形状,不仅使飞机空气动力性能下降,还会导致气动噪声的变化。为研究结冰对翼型气动噪声的影响,采用计算流体力学方法对前缘带光滑霜冰的NACA0012翼型表面声学特性进行了数值计算。采用C型网格拓扑结构对结冰翼型的计算区域进行了划分,采用不可压缩雷诺平均N-S方程对结冰翼型周围黏性流场进行了数值计算,采用基于Proudman理论的宽频噪声模型和Curle的表面积分方法预测了结冰翼型的表面声学参数,获得了沿结冰翼型弦向分布的表面声功率和表面声功率级。研究表明,0°或小攻角时,靠近前缘霜冰区域的流动转捩或流动分离使结冰翼型的表面声功率更高;较大攻角时,靠近后缘的区域发生流动分离,使后缘的表面声功率增加,进一步增加了结冰翼型的表面声功率。前缘霜冰产生的流动转捩和流动分离是结冰翼型气动噪声增加的主要原因。     

基于小型氢动力无人机的机身结构模块化设计

氢能源无人机能大幅度提升无人机续航时间,实现清洁能源动力。但存在着动力装置结构要求较高,功重比低,与机身集成难度大,燃料补充不便等问题。设计一种适用于小型氢动力无人机的模块化机身结构,通过设计详细的机身模块结构与动力系统的布置,强度与质量的分析优化,证明这种结构的合理性和优越性。它利用动力系统设备的自身材料强度与机身进行集成,把设备改装为机身模块和承力中枢,减轻机身质量,同时实现机身模块化,满足在短时间内快速补充燃料的需求。利用这种安装方式能够提升氢动力无人机的续航时间,降低成本。     

面对面呼吸飞沫传播和防护的流体力学初步分析

针对SARS-CoV-2疫情,围绕病人和戴防飞沫面罩的健康人面对面呼吸状态下飞沫的流动传播问题,利用计算流体力学方法进行了数值模拟。首先采用二维非稳态不可压缩雷诺平均N-S方程描述平均流场,计算区域采用H型结构网格拓扑结构,将多相流的欧拉模型用于描述空气-飞沫流动,湍流脉动采用RNG k-ε湍流模型。计算获得了呼吸飞沫喷射速度、粒径和入口含量对飞沫流动传播的影响规律,分析了水平传播线和垂直传播线的飞沫浓度分布。研究表明:呼吸飞沫喷射速度、入口含量和流动传播速度、浓度分布呈正相关性,粒径主要影响飞沫流动传播的浓度峰值大小;呼吸飞沫跟随空气流动先以水平传播为主,后转变为以垂直扩散为主,扩散过程会形成“猫眼”状飞沫云团;呼吸飞沫在气流作用下侵入到防飞沫面罩内形成旋涡,导致防飞沫面罩的失效,因此,防飞沫面罩必须结合口罩共同使用。     

GEM-TEPC电场模拟及增益分析方法研究

为对现有组织等效正比计数器(TEPC)进行改进,使其满足高注量率辐射场测量,本实验室研制一套基于气体电子倍增技术(GEM)的宽量程TEPC。对GEM-TEPC来说,探测器的增益是其关键指标,施加在GEM电极上的电压、漂移区场强、收集区场强、灵敏区充入气体的成分、气压均影响探测器的有效增益。本工作通过ANSYS程序对GEM-TEPC的电场进行模拟计算,并对利用Garfield程序对其增益特性进行模拟的方法以及增益测量方法进行研究。     

矩形截面超燃发动机不同燃烧模态下的流场特征

为研究乙烯燃料矩形截面超燃冲压发动机不同燃烧模态下的流动特性，在直连式试验的基础上对冷流和不同当量比的4个状态进行了三维定常数值模拟，比较了试验和计算结果，选择了适用于本构型的模态判别准则，给出了流道内壁面压力、一维平均马赫数的沿程分布规律，分析了各状态下流场中波系结构、流动分离及燃烧的特征。研究结果表明:采用AHL3D对该发动机进行三维计算所得壁面压力与试验壁压吻合良好，试验与计算具有较好的一致性；未注油的冷态情况下流道内形成由多道斜激波与膨胀波组成的反射波系，壁面压力波动较大，波系分布主要受流道结构影响；纯超燃模态时，燃料喷射与主流相互作用使注油位处形成明显激波，压升起点固定在注油位之后，注油位波系对流场结构的影响较大，同时分离结构分布在整个凹槽内；双模态超燃时，流道内主导波系是激波诱导边界层分离形成的斜激波串结构，燃烧室内波系较弱，此时隔离段内激波串前缘后的角区出现分离，凹槽内分离区域减小；双模态亚燃时，随着逆压梯度激波串的前移，隔离段内角区的分离面积不断扩大，凹槽内分离区进一步缩小。发动机处于双模态超燃或双模态亚燃模态时，随着激波串结构的形成与前移，部分燃烧可能在隔离段内完成；而对于纯超燃模态，燃烧仅发生在凹槽与扩张段内，化学反应与高温区的分布相对更集中。     

成败型一次抽样检验方案算法的等价变形

在确定成败型试验方案时,为解决用尝试法选择可靠性一次抽样检验方案时工作量较大的问题,将确定方案时使用的累加方程组等效为一种可方便利用计算机来进行求解的积分方程组.证明了2组方程组的等价性,给出了相应的计算机求解算法,同时指出了国标所给出的试验方案没有兼顾使用方和承制方双方风险相当,并且也没有提供双方风险不同时的试验方案的不足.针对国标中这些问题,提出了相应的试验方案制定原则.实例验证表明使用该算法和该试验方案制定原则,能够对于工程上任意给定的参数,制定出合理的成败型试验方案.     

基于观测器的漂浮基空间机器人模糊神经网络控制

针对自由漂浮状态的空间机器人模型不确定性及外部干扰,并考虑到通常其关节电机运行于低速工况下,测速机难以满足要求,提出了一种速度重构的空间机器人模糊基函数网络控制策略。首先建立空间机器人动力学模型,而后借助观测器来重构速度信息,利用模糊基函数网络的学习能力来同时逼近控制器和观测器中的非线性,动态抵消模型不确定性及系统偏差对速度重构的影响。网络的权值及参数的调整算法在线实时自适应调整,不需要离线学习阶段。仿真结果表明该控制策略能够达到较高的控制精度,对于通常工作在低速工况下的空间机器人具有重要工程应用价值。