落弹舱的微重力环境

本文首先建立了分析落弹舱运动的各种坐标系,给出了解算姿态运动参数的数学模型.然后根据落弹舱微重力加速度的物理背景,对其微重力环境进行了数学描述和物理解释,推导了舱内任意部位微重力加速度表达式,阐明影响微重力环境的主要因素是气动阻力和姿态角运动.最后分析和近似估算了落弹舱的微重力水平,给出了气动阻力对落弹舱微重力水平影响的数值计算结果:平流层气球在30km以上释放落弹舱,优于5×10^-2g的微重力持续时间超过30秒.     

气球落舱内试验平台的高微重力水平分析

研究了一种新型高微重力水平气球舱内试验平台的动力特性，考虑了稀薄气体的影响，建立了落舱及平台的动力学方程，通过数值计算获得了平台微重力水平与落舱控制精度、平台与落舱的分离时刻、真空舱内真空度的关系。     

落塔微重力水平激光干涉测量方法中的干扰因素分析

落塔是获得微重力环境的重要设施,落塔微重力水平的测量对微重力科学实验的研究至关重要. 激光干涉是测量落塔微重力水平的一种新方法,这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中自由下落,落舱由于受到服外空气阻力的作用将与自由落体运动略有差异,1 11. 肫内的参考落体则更接近理想的自由落体运动,这就使得落舱与参考落体之间存在着加速度差,这种加速度差便反映了落服的微重力水平,其所导致的相对运动则可通过激光干涉的方法测量出来. 本文对落塔微重力水平的激光干涉测量方法中将会遇到的一些主要干扰因素进行了分析,计算结果表明,这些干扰网素所造成的总误差约为 1.2 x 10^-7g,低于微重力水平的预测值 10^-4~lO^-6 g,因此该方法是一种比较可行的测量方法.     

微重力环境下半球形贮箱液体重定位试验研究

本文利用落塔形成的微重力环境,对半球形贮箱中液体重定位问题进行了试验研究。所用液体与半球形箱壁之间的接触角为零并在加载前形成了失重初始凹液面.本试验分侧向不加干扰及加干扰两种初始条件.通过高速摄影机观察了液体重定位的全过程并测量了重定位流速和重定位时间。试验结果表明,液体重定位呈壁流流型.实测重定位时间与理论估算值一致.     

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.     

孤立气泡生长过程的短时微重力落塔实验研究

利用中国科学院国家微重力实验室北京落塔提供的3.6s微重力时间开展了短时微重力条件下的池沸腾实验研究, 分析了微重力条件下孤立的单个气泡生长过程特征. 实验中采用掺杂磷的N型光滑硅片作为加热面(加热片尺寸10mm×10mm×0.5mm), 以含气率0.0046 (气液摩尔分数比)的FC-72作为工质, 利用恒流源对加热片通电加热. 通过对实验观测到的单个气泡生长图像及相应传热数据分析可知, 经典传热机制控制的气泡生长模型可以描述其早期特征. 相关模型中经验参数的拟合结果在文献报道的数值范围内, 表明重力对气泡生长早期影响较小, 但较大的气泡尺寸可以提供更准确的数值结果.     

基于视觉原理的运动物体空间姿态测量技术研究

针对物体运动姿态的测量问题,以提高姿态求解方法的便捷性和准确性为目的,研究了一种基于双目视觉相机高速摄影测量物体姿态的测试技术。为实现该测量,使用高速相机获取同步影像,利用特征点间的几何约束关系,通过姿态优化算法确定被测物体空间姿态。试验结果表明：该方法正确、可靠,测量频率达到100帧/s,姿态角测量误差小于0.04°。     

小卫星动平衡研究--质心不对中对姿态的影响

首先定性分析质心不对中对星体动力学特性的影响,然后由拉格朗日第二类方程导出引力场下星体运动方程的矩阵表达式,最后以50kg级长方体3轴稳定小卫星为例,分析不同初角速度和不同时间历程情况下质心不对中对星体运动姿态的影响,并分析其对星体运动稳定性的影响。本文研究为同类品种小卫星的构型设计、姿态控制系统设计以及制定卫星动平衡精度提供依据。     

微重力环境下蓄液器流体蓄留特性的试验研究

为验证板式贮箱蓄液器的蓄液性能,搭建了蓄液器模型试验系统,针对蓄液器模型的蓄液性能和流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下蓄液器的流体蓄留和传输规律.试验结果表明,相对于楔形蓄液器,双圆锥形蓄液器具有更好的蓄液能力,对于双圆锥形蓄液器,承受侧向加速度时仍具有良好的蓄液能力,合理设计蓄液器结构可有效地蓄留液体并控制液体传输速度.该试验成果不仅为新型板式流体管理部件设计优化提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新方法.     

微重力环境下蓄液器流体蓄留特性的试验研究

为验证板式贮箱蓄液器的蓄液性能,搭建了蓄液器模型试验系统,针对蓄液器模型的蓄液性能和流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下蓄液器的流体蓄留和传输规律.试验结果表明,相对于楔形蓄液器,双圆锥形蓄液器具有更好的蓄液能力,对于双圆锥形蓄液器,承受侧向加速度时仍具有良好的蓄液能力,合理设计蓄液器结构可有效地蓄留液体并控制液体传输速度.该试验成果不仅为新型板式流体管理部件设计优化提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新方法.     

1990年中国返回式卫星的微重力水平监测

叙述了1990年中国返回式卫星采用的微重力测量系统概况、微重力测量数据的处理方法、微重力测量结果与分折。指出:这是国内首次空间微重力水平监测;研制的JS05-1A 微重力测量仪动态精度优于4μg,响应时间6ms,达到了国际同类仪器的先进水平;该仪器为指导优化空间晶体生长的微重力环境及了解卫星工作状况提供了有力手段。通过对该卫星微重力水平监测所获得的73505对数据进行分折,发现有效载荷动作是影响卫星微重力水平的主要因素,为10~(-4)g 量级;有效载荷不动作时,除1.23%的时间存在10~(-4)g量级不明干扰外,有97.6%的时间微重力的绝对值小于4×10~(-5)g,仅O.3%的时间在10~(-4)g 量级。     

赤霉素介导模拟失重诱导的胡萝卜细胞中淀粉粒降解

空间微重力环境会影响生命活动,本文利用回转器来模拟微重力(失重)的生物学效应．回转处理可以引起胡萝卜愈伤组织细胞中内源活性赤霉素(GAs)水平上升,总淀粉酶活力提高(其中主要是α-淀粉酶活力增加),淀粉粒降解．且GAs和α-淀粉酶活力的升高趋势一致．GAs合成性抑制剂,ancymidol能显著抑制回转处理中α-淀粉酶活力的增加．由此推测：回转处理中GAs的升高诱导了α-淀粉酶基因表达增加,后者促使淀粉粒降解和能量物质动员,以响应模拟失重的刺激．     

重力梯度小卫星重力场捕获的Lyapunov法

探讨了重力梯度小卫星采用主动磁控技术进行重力场捕获的Ｌｙａ－ｐｕｎｏｖ能量耗散法;给出了分区控制的条件及逻辑;阐述了磁控力矩的产生方法。仿真结果表明,该方法简单、有效,控制精度达到磁控小卫星的较高水平。     

柔性在卫星太阳阵展开运动中影响的分析

在卫星太阳阵展开过程中，采用有限元法将太阳板的变形能计算出来，并引入系统运动微分方程的广义力中，通过求解系统运动微分方程，从而得到太阳阵展开的全过程和展开时间。。算例表明，采用此理论与方法更符合实际。     

连续自由流电泳微重力下分离模式蛋白质的研究

以连续自由流电泳的区带电泳模式分离血红蛋白和细胞色素C,比较了不同缓冲液甘油浓度下的分离效果,确定了最终装载在神舟4号飞船上A3—2型电泳仪的电泳分离条件,通过地面和空间实验,初步探讨了微重力对连续自由流电泳分离的影响,并对电泳的分离产物做了多种检测．     

重力波对中层顶区光化加热的影响

计算了重力波过程对光化加热的影响,并研究了不同温度背景及不同氧原子的背景分析对该过程的影响,计算表明重力波可以造成中层顶光反应加热的损失。     

微重力条件下铟,镉润湿行为研究

在微重力条件下,表面张力成为液体流动的主要驱动力,毛细现象更为显著。我们将铟、镉试样封装在石英试管中,在卫星自由飞行期间加热熔化井缓慢冷却后,考察铟、镉之间以及它们和石英玻璃之间的润湿行为和其他一些表面现象。分析认为:铟在地面和石英玻璃是润湿的,铟、镉是互溶的。但在微重力条件下,铟和石英玻璃不润湿,在试管中形成一小球。我们对铟球的半径、圆度作了测量,对圆度偏差及其产生原因进行了初步探讨。     

相邻两航天器相对运动近似方程的解析解及比动能方程

给出了地心引力场中受控航天器相对目标航天器运动的推力加速度随时间线性变化时Hill方程的解析解,根据Hill方程导出了受控航天器相对目标航天器运动的比动能方程,并讨论了比动能方程在上述两天器轨道相遇和轨道交会问题中的应用。     

转速对铁磁流体动密封能力影响的实验研究

对密封环齿面角度为３０°、４５°、６０°的六组试件进行了转速对密封耐压能力影响的实验研究，实验结果表明，对于每边轴套磁极上具有一道密封环的结构，在零转速时，可提供１６０￣１８５ｋＰａ的耐压能力；在旋转轴圆周速率为２７ｍ／ｓ时，可提供１２０￣１５０ｋＰａ的耐压能力。