Recent advance on design and manufacturing of composite anisogrid structures for space launchers

Anisogrid composite shells have been developed and applied since the eighties by the Russian technology aiming at critical weight structures for space launchers, as interstages and cone adapters. The manufacturing process commonly applied is based on the wet filament winding. The paper concerns with some developments of design and manufacturing recently performed at the Italian Aerospace Research Center on a cylindrical structural model representative of this kind of structures. The framework of preliminary design is improved by introducing the concept of suboptimal configuration in order to match the stiffness requirement of the shell and minimise the mass, in conjunction with the typical strength constraints. The undertaken manufacturing process is based on dry robotic winding for the lattice structure and for the outer skin, with the aid of usual rubber tooling and new devices for the automated deposition strategy. Resin infusion under vacuum bag and co-cure of the system of ribs and skin is finally applied out-of-autoclave, with the aid of a heated mandrel. With such approach an interstage structural model (scale factor 1:1.5) has been designed, manufactured and tested. Design requirements and loads refer to a typical space launcher whose baseline configuration is made in aluminium. The global mechanical test of the manufactured structure has confirmed the expected high structural performance. The possibility to reach substantial weight savings in comparison with the aluminium benchmark has been fully demonstrated.     

基于电学成像的蜂窝夹层结构超高速撞击损伤监测

针对航天器遭受空间碎片和微流星体撞击的问题,对蜂窝夹层结构的超高速撞击损伤监测进行研究。提出将碳纳米管薄膜共固化在蜂窝夹层结构面板表面使之具有自感应能力,结合电学成像技术对超高速撞击造成的损伤进行监测和识别。采用二级轻气炮对自感应蜂窝夹层结构进行了超高速撞击,在撞击前后分别向感应层注入微小的激励电流,根据边界电压变化重建损伤引起的电导率变化图像,从而提供有关撞击和损伤的信息。试验结果表明,基于碳纳米管薄膜的感应层性能良好,重建的电导率变化图像能够较好地反映损伤个数、位置和近似尺寸,验证了所提出技术方法的有效性,为航天器结构超高速撞击监测提供了一种新的技术手段。     

一种等效快速非正交联合对角化算法

针对空间源信号参数估计实时性的需求,提出一种等效快速非正交联合对角化（EFJD）算法。该算法具有计算复杂度低和收敛速度快的特点,可有效提高空间源信号参数估计的实时性。该算法从两个方面减少运算量,从而加快联合对角化的收敛速度。一方面根据欲联合对角化的目标矩阵组中矩阵的个数通常大于矩阵秩的实际情形,对目标矩阵组进行预处理,将其中的矩阵个数降为矩阵的秩,减少了每次迭代的运算量;另一方面对初始值进行优化,减少了迭代次数。数学推导证明,当目标矩阵组中矩阵的个数相对于矩阵秩取较大值时,EFJD算法就可降低运算量,而且运算量随二者差值的增加显著降低。仿真结果不但验证了这一结论,还表明其联合对角化精度较快速Frobenius范数对角化（FFDiag）算法有所提高。     

基于效能评估的战斗机末端光电对抗仿真

为掌握战斗机末端光电威胁交战场景,评估无源干扰手段使用样式策略和效能,采用集对分析和粗糙集理论的综合评估方法,研究了不同类型和数量来袭导弹时威胁等级和威胁排序实现算法。同时对飞机、多点源诱饵、伴飞诱饵及面源诱饵干扰特性的建模计算进行了分析研究,生成飞机与多点源、伴飞及面源诱饵相互影响的红外对抗场景。利用告警等级模型评估的威胁等级自适应决策出无源干扰的使用策略,并能对战斗机末端光电手段进行干扰效能评估。结果表明：能实时生成不同帧频下的战斗机末端红外对抗场景;根据威胁等级排序决策能力,对多点源、伴飞和面源诱饵使用策略和干扰效能进行有效评估。     

月球探测器垂直软着陆4D轨道全局优化

提出一种包含动态规划法与共轭梯度法的组合优化算法,求解月球探测器垂直软着陆问题. 其以动态规划法中求得的次优控制变量作为共轭梯度法的初始控制变量,求得更为精确的最优控制变量和最优轨道. 月球垂直软着陆的轨道可以分为两段,即制动段与着陆段. 以燃料消耗量最小为性能指标,采用该组合优化算法分别对两段轨道进行了4D全局优化. 数值仿真结果表明,该组合算法优化精度较高,收敛速度快,稳定性好,可用于机载计算机实时生成垂直软着陆4D轨道,同时还可推广到其他终端时间自由型两点边值问题.      

基于时-频分析的LFM信号检测研究

线性调频(LFM)波形是现代雷达系统广泛采用的一种非平稳扩谱信号波形,具有良好的低截获概率特性,为此,现代电子侦察系统常采用时频分析技术检测和分析这类时变信号.介绍了短时傅里叶变换和WVD等线性和非线性时频分析方法,运用这些方法对LFM信号的检测进行了分析,揭示了LFM信号在二维时频平面上的分布特征,并运用Hough变换检测WVD时频平面上呈直线分布的LFM信号.计算机仿真结果证实了此方法的有效性.     

美俄空间目标监视现状与发展研究

空间对抗能力的主要标志是空间监视和预警能力、空间部署能力和空间攻防能力.探讨了空间目标面临的主要问题,介绍了美俄两国空间侦察监视技术的发展现状,指出美国正在大力扩展其空间目标监视能力.空间目标监视将在空间对抗中起着越来越关键的作用.     

常用卫星通信信号数字调制方式的自动识别

针对常用的卫星通信信号的调制方式识别问题,提出了一种新的自动识别算法.该算法基于统计特性分类原理,通过建立一组统计特征参数,在无需先验信息的条件下,实现对信号调制方式的自动识别.对实际采集数据进行了实验验证,结果表明该算法在低信噪比环境下仍有较高的识别率,简单易用,具有较强的工程可行性和良好的扩展性.     

宽带低轨卫星网高效组播中的部分网络编码算法

通过引入逻辑位置的概念,将宽带低轨卫星通信网的动态网络拓扑等效为多个静态拓扑的循环更替。针对静态网络的高效组播,提出部分网络编码算法。该算法只在有编码增益的节点处进行网络编码,其它节点直接路由转发。从等效的多个静态网络拓扑中提取连接关系不变的恒定网络拓扑,提出在恒定网络拓扑中采用部分网络编码实施组播。该方法能克服拓扑变化引起的路由和编码方案频繁变换问题,对应的吞吐量约为组播树路由的2倍,且优于多径路由,组播目的节点数越多,优势越明显。算法对于链路的失效具有较好的健壮性。研究成果对提高宽带低轨卫星通信网的组播吞吐量和健壮性具有一定的理论意义和实用价值。     

赛博空间作战及应考虑的问题

电子信息系统及其网络在信息战争中的重要性,决定了它必将成为战争中的首要攻击目标。这种攻击已不再局限于火力摧毁和电子干扰等传统手段,正逐步演变成为信息战争中一种全新的作战模式,即赛博空间作战。赛博空间作战目前还不成熟,有些技术还处于发展阶段,有些理论还处于探索阶段。简要阐述美国赛博空间作战概念及其对赛博空间作战能力的要求,指出了赛博空间作战的作用和应考虑的问题。