Improvements in and actual performance of the Plant Experiment Unit onboard Kibo,the Japanese experiment module on the international space station

In 2004, Japan Aerospace Exploration Agency developed the engineered model of the Plant Experiment Unit and the Cell Biology Experiment Facility. The Plant Experiment Unit was designed to be installed in the Cell Biology Experiment Facility and to support the seed-to-seed life cycle experiment of Arabidopsis plants in space in the project named Space Seed. Ground-based experiments to test the Plant Experiment Unit showed that the unit needed further improvement of a system to control the water content of a seedbed using an infrared moisture analyzer and that it was difficult to keep the relative humidity inside the Plant Experiment Unit between 70 and 80% because the Cell Biology Experiment Facility had neither a ventilation system nor a dehumidifying system. Therefore, excess moisture inside the Cell Biology Experiment Facility was removed with desiccant bags containing calcium chloride. Eight flight models of the Plant Experiment Unit in which dry Arabidopsis seeds were fixed to the seedbed with gum arabic were launched to the International Space Station in the space shuttle STS-128 (17A) on August 28, 2009. Plant Experiment Unit were installed in the Cell Biology Experiment Facility with desiccant boxes, and then the Space Seed experiment was started in the Japanese Experiment Module, named Kibo, which was part of the International Space Station, on September 10, 2009 by watering the seedbed and terminated 2 months later on November 11, 2009. On April 19, 2010, the Arabidopsis plants harvested in Kibo were retrieved and brought back to Earth by the space shuttle mission STS-131 (19A). The present paper describes the Space Seed experiment with particular reference to the development of the Plant Experiment Unit and its actual performance in Kibo onboard the International Space Station. Downlinked images from Kibo showed that the seeds had started germinating 3 days after the initial watering. The plants continued growing, producing rosette leaves, inflorescence stems, flowers, and fruits in the Plant Experiment Unit. In addition, the senescence of rosette leaves was found to be delayed in microgravity.     

空间可展结构卷尺铰链的设计与分析

卷尺弹簧是形状类似钢卷尺的一种构件,是一种单层开口柱面壳。可以利用其壳体屈曲性能,设计和研制出一种铰链结构。这种铰链结构具有独特的力学性能,它可以利用折叠时积聚的弹性应变能实现结构的自动展开而不需要其它的动力装置;在展开之后,又能够靠自身的刚度提供大型可展结构所需的锁定力,而不需要另外加设锁定装置。这种铰链可用于大型航天可展结构中,如可展的太阳翼等。     

一种修正的次优子集多项式回归法

提出以集合论为工具建立在抽象代数理论基础上的修正次优子集多项式回归法，对回归过程的主要内容进行了充分的数学描述和讨论，给出了一个重要的定理和推论。理论分析和实际计算发现，利用本文提出的修正次优子集回归法对给定的任意精度都可求出最佳逼近结果。     

弹簧锁片受力分析

采用弹性力学的分析方法，针对弹簧锁片这个延伸喷管的关键部分，建立了薄板的小挠度弯曲模型和单向压缩模型，对其在发动机工作过程中的受力状态进行了计算分析，从而对锁片设计提供了理论参考依据。     

由应力松弛试验数据确定松弛模量和蠕变柔量

用粘弹性有限元法计算药柱应力需要给出推进剂的松弛模量和蠕变柔量的Ｐｒｏｎｇ级精有达式，利用应力松弛模量的Ｐｒｏｎｇ级数模式，通过最小二乘法对由试验求得的应力松弛模量－时间曲线进行拟合，求出松弛模量的Ｐｒｏｎｇ级数中系数和指数，再利用蠕变柔量与松弛模量的关系式，求得蠕变柔量的Ｐｒｏｎｇ级数中的系数和指数，以此计算药柱的应力。     

挤压油膜阻尼器失效问题分析

说明了研究挤压油膜阻尼器(简称SFD)减振失效的意义.首先,介绍了国际上研究SFD的J.W.Lund、E.J.Hahn、R.Holmes、R.A.Cookson和E.J.Gunter等五个学术集团,归纳出他们谈论到的有关挤压油膜阻尼器失效的观点,特别着重指出了挤压油膜阻尼器失效的不正确设计.失效的现象是过不了临界和导致转子支承系统产生双稳态特性.避免失效的方法是:调整油膜间隙与不平衡量间的关系,应用全油膜,限制不平衡量和采用弹性支座.本文的结论是:假如设计参数选择不当,挤压油膜阻尼器不仅不能减振,反而会导致转子支承系统工作不稳定或过不了临界.     

航空弹簧性能分析

弹簧作为航空标准件，在飞机上有着广泛的应用，但用在重要功能系统活门上的弹簧，如果在使用过程中折断，就会造成工作失误，以致于危及飞行安全。本文分析了弹簧的材质、轴向载荷、尺寸精度与特性线对使用的影响，并介绍了弹簧的制造工艺。     

发动机气门弹簧遗传优化设计

建立发动机气门弹簧优化数学模型，应用遗传算求出问题的最优解，探讨了将遗传算法应用于此类具有约束、多变量类型优化问题的可行性。     

平面四杆机构轨迹曲线综合中的结点问题研究

建立了平面四杆机构连杆曲线的结点与原动件的角位移的六次方程式 ,对连杆曲线结点的类型、存在条件及识别方法进行了研究 ,提出了以曲线的结点、回转数、变曲点、曲率极大点等为基准的连杆曲线的综合法 ,验证了几何特征值用于解决复杂曲线综合问题的快速有效性。     

振动环境下小尺寸减压阀的建模与分析

减压阀作为飞行器液压伺服系统的压力控制阀,在整机振动环境下必须维持必需的服役性能。以某飞行器用小尺寸减压阀为研究对象,将压力感受腔油液等效为液压弹簧,与调压弹簧、阀芯一起构成典型的质量-弹簧（机械弹簧和液压弹簧）-阻尼系统。分别建立了整机无振动时与整机振动时的减压阀分析方法和数学模型。研究结果表明：整机无振动时调压弹簧刚度越大,阀共振频率越高;压力感受腔容积越大,阀共振频率越低。整机振动环境影响减压阀的工作性能,可以恰当地设计减压阀的通径、弹簧刚度、压力感受腔尺寸等参数,使得减压阀在整机振动环境下实现必需的工作特性。理论结果和实验结果基本一致。振动环境下液压阀的分析方法和所建立的数学模型,为整机振动时液压元件的性能预测和评估提供了一种有效的基础理论支撑。