Dynamics of debye-scale nonstationary plasma structures in the region of auroral field-aligned currents

We consider the formation of small-scale nonstationary plasma structures in the region of relatively strong field-aligned electric currents. The formation of these structures has been shown to be associated with the density instability developed when the current velocity exceeds a critical value. The conditions for the development of this instability can be most favorable in the region of low-density plasma. Numerical calculations have been performed for the initial nonlinear stage of the structure development. The main parameters of the structure, i.e., the times of its formation and destruction, spatial scales, and electric field, have been estimated. The features of the structures are consistent with the existing data from space experiments in the region of auroral field-aligned currents of the Earth.     

固态颗粒空间环境下升华过程数值分析

在轨液体的排放将产生毫米级固态颗粒空间碎片,由于其升华耗散过程具有不确定性,若长期留轨将产生危害。文章以水为例,通过数值模拟对冰粒在轨升华过程进行分析。结果表明,冰粒的太阳吸收比是影响其升华的重要因素,采取措施提高颗粒的太阳吸收比和减少单个颗粒的平均质量都可有效加快颗粒的升华耗散。     

大气等离子喷涂纳米ZrO2涂层工艺与性能研究

以结合强度为测试指标进行正交试验,优化出纳米ZrO2热障涂层喷涂的最佳工艺参数,并对该涂层的结合强度、抗热震性能及隔热性能进行了试验研究。试验结果表明,经优化工艺喷涂的涂层结合强度可达33 MPa;抗热震性能好,1050℃水冷试验中,涂层可经历22次左右的热震循环;隔热效果明显,火焰与涂层表面以及涂层表面和试样背面随着火焰温度不同,分别具有300~600℃和100~200℃左右的温差。     

等离子喷涂成型钨基材料及薄壁构件研究

对小型固体火箭发动机喷管喉衬内衬用零烧蚀材料进行研究。采用大气等离子喷涂工艺成型难熔金属钨基薄壁构件,并进行材料性能表征。结果表明,等离子喷涂工艺成型钨材料经烧结、渗铜处理后,致密化程度提高,力学性能提升,压缩强度达750 MPa以上,通过试验条件为温度3 000～3 500 K、工作时间6.4 s、平均压强3.2 MPa的小型试验发动机热试车考核,材料烧蚀率为零。喷涂钨/烧结/渗铜材料可作为3 000 K条件下零烧蚀材料的候选。     

角加速度反馈在再入段控制中的应用

针对再入飞行器滚动通道产生较大的滚动角及滚动角速率,给出了一种能够有效地减小滚动角和滚动角速率的方法。该方法引入滚动角加速度信号反馈,并采用逆系统方法设计控制器。数学仿真结果表明,引入角加速度信号后,通过对干扰力矩的补偿,可以很大程度上减小再入飞行器的滚动角和滚动角速率,滚动角可以稳定在±5°范围以内。该方法将有利于减弱通道之间的耦合,提高再入飞行器再入段控制的精度。     

颗粒传热增强对微型脉冲推力器点火过程的影响

为了分析点火药产物中炽热颗粒对固体脉冲推力器点火过程的影响,采用了颗粒对壁面的冲击热增强模型来模拟炽热颗粒对推进剂表面的传热增强效应,进行了微型脉冲推力器点火过程的数值分析。结果表明,颗粒热增强效应显著影响脉冲推力器的点火启动过程,颗粒的热增强效应显著缩短了点火延迟时间,并使点火启动过程的压强增大,点火过程对颗粒含量较少的点火药更敏感;设计微型脉冲推力器点火器时要严格匹配产物颗粒含量,并严格控制点火药量范围。     

加速度对微多普勒的影响及其补偿研究

微多普勒为雷达目标识别提供了一种新的特征,而目标的加速度会干扰微多普勒信息的提取.以锥体目标的摆动为例来研究加速度对微多普勒的影响,提出基于微多普勒时频谱的峰值法和基于微多普勒频谱的模板法用于加速度补偿,并对这两种方法进行了比较.仿真结果表明这两种方法能有效地补偿加速度.     

电推进加速技术现状及展望

概述了各类电推进的加速技术及基本原理,总结了现有加速技术的优缺点,介绍了加速技术的发展趋势或国内外最新加速技术.在此基础上,对电推进加速技术的下一步发展进行了展望,以期为中国电推进的发展、新型电推进技术的研发提供参考,促进空间推进技术的进一步发展.     

防空导弹侧向通道过载变结构控制设计及仿真

针对以大攻角飞行防空导弹三通道间严重的交叉耦合和气动参数剧烈的非线性变化,将三通道间的耦合等效为单通道的等效舵偏干扰,气动参数的非线性变化等效为标称参数的摄动,设计了一种变结构控制器,并以最大静不稳定点为弹道特征点进行了仿真.结果表明:该控制器具较高的稳态精度,能抑制一定的干扰和气动参数摄动.     

测压导管内颗粒沉积的机理及抑制方法

针对固体火箭发动机测压导管内二相流动开展了数值分析,揭示了测压导管末端压强滞后现象的内在机理。在此基础上,提出了抑制方案,并开展了实验研究。结果表明,凝聚相颗粒在导管内壁面发生沉积形成的沉积物,可能会导致导管内燃气流通发生壅塞现象。这是引发导管末端压强滞后的主要原因,沉积物的形成主要发生在发动机点火上升阶段。基于流-固分离原理提出的抑制方案,通过有效减小进入导管内颗粒的质量,可解决测压导管末端压强的滞后问题。     

发动机后效段加表数据滤波方法研究

由于发动机后效段烧蚀不稳定、加表存在测量误差等原因,采用发动机后效段加表数据作为导弹级间分离点火判据时,必须对加表测量得到的原始数据进行滤波,以减小数据跳动,提高分离时刻的准确性.本文从滤波平滑度、实时性和计算量3方面对4种滤波方法:动窗平均法、动窗拟合法、频域滤波法和数字滤波法进行了对比分析.仿真结果表明,数字滤波法的计算量非常小,滤波平滑度比较好,比动窗平均法更适合于工程应用,但工程应用时必须对时延带来的数据偏差进行补偿;动窗拟合法滤波效果相对略差,计算量稍大,但实时性好,工程上可以考虑使用;频域滤波法滤波平滑度非常好,但计算量太大,工程上尚难以应用.     

目标机动加速度的估计与导引律实现

研究了寻的末制导过程的制导信息获取问题,并在此基础上对导引规律的实现进行了 研究。针对末制导过程的非线性数学模型的特点,设计了高增益观测器,采用高增益反馈保 证观测误差的快速收敛,利用导弹导引头提供的信息,对导引规律中需要的视线转率和目标 机动加速度信息进行了估计,分析了观测器误差的收敛性。采用观测器方法进行制导信息的 估计,将目标机动看作外部扰动输入,因而不需要建立目标的机动模型或对目标机动的统计 特性进行假设。利用观测器获得的制导信息,对导引规律进行了实现,并证明了闭环制导回 路的稳定性。最后进行了数值仿真,并对仿真结果进行了分析,验证了文中得出的结论。     

Influences of the turbulence model and the slot width on the transverse slot injection flow field in supersonic flows

Transverse slot injection scheme is very important for the mixing process between the air and the fuel in supersonic flows. The effect of the turbulence model and slot width on the transverse slot injection flow field has been investigated numerically based on the grid independency analysis, and the predicted results have been compared with the experimental data available in the open literature. The obtained results show that the grid scale makes only a slight difference to the wall pressure profiles for all jet-to-crossflow pressure ratios employed in this study, and the wall pressure profile with low jet-to-crossflow pressure ratio is predicted accurately by the RNG k–ε turbulence model, the SST k–ω turbulence model for the flow field with high jet-to-crossflow pressure ratio. High jet-to-crossflow pressure ratio can increase the jet penetration depth in supersonic flows, and the gradient of the length of the upstream separation region is larger than that of the height of the Mach surface. At the same time, when the jet-to-crossflow pressure ratio is maintained constant, the jet penetration depth increases with the increase of the slot width.     

Solar particle events and the International Space Station

The high inclination orbit for the International Space Station poses a risk to astronauts on EVA during occasional periods of enhanced high energy particle flux from the sun known as Solar Particle Events. We are currently unable to predict these events within the few-hour lead time required for evasive action. Compounding the threat is the fact that station construction occurs during increasing solar activity and through the peak of the solar cycle. In this paper we present an overview of the risk, the current methods to provide forecasts of SPEs, and potential risk mitigation options.     

Acceleration of solar cosmic rays and the fine spectral structure of type II radio bursts

On the basis of data, obtained by means of the ground-based solar service RSTN (Radio Solar Telescope Network) and the geostationary satellite system GOES, the relationship between the solar cosmic rays (SCR) intensity I _p with the proton energy E _p > 1 MeV and parameters of meter-decameter type II radio bursts in the frequency range of 25–180 MHz is studied. The process of proton acceleration by shock waves was characterized by the frequency drift velocity of radio bursts V _mII and the relative difference between radio emission frequencies at the first two harmonics b. It is shown that the coefficient of correlation between I _p and b increases with E _p growing from 0.40 to 0.70, while a similar coefficient between I _p and V _mII does not exceed 0.30. Indications in favor of the two-stage SCR acceleration model are obtained.     

Solution to the problem of joint evaluation of the nonstationary model of GSP drift and the state vector of a navigation system

The solution to the problem of evaluation in real time of nonstationary coefficients of the polynomial model of drift of a gyro-stabilized platform (GSP) is considered. In order to solve this problem, the estimating equations for the state vector of the navigation system (NS) are derived taking into account correlations between the equations of the object and the observer. Evaluation of the coefficients of the model of the GSP drift is realized based on minimization of nonlinear probabilistic criteria.     

基于加速度分析的星载SAR-GMTI运动目标参数估计

针对具有加速度的地面快速运动目标对合成孔径雷达成像和参数估计带来的影响,提出了一种基于重聚焦的三通道运动目标检测方法.通过分析包含加速度的运动目标回波模型,使用广义二阶Keystone变换对杂波抑制后的通道数据进行距离弯曲校正,时频分析构造二次相位补偿函数校正剩余距离走动,并结合方位向傅立叶变换对运动目标进行聚焦成像.最后采用干涉处理技术求解运动目标参数矢量,完成目标的定位.仿真结果验证了该运动目标参数估计方法的有效性.     

层次分析法在卫星总装质量综合分析过程中的应用

文章研究了层次分析法的理论基础,在此基础上以某型号总装过程为例建立了其总装过程质量的评价模型,并运用层次分析法对该模型进行了综合评价,确定了总装过程中对总装质量影响因素的权重,确定了总装过程重点控制工序,计算结果证明了该方法的正确性和适用性,为卫星型号总装过程的质量控制提供理论指导。     

基于GPU的电磁计算与SAR回波仿真加速方法研究

电磁计算与SAR（Synthetic aperture Radar,合成孔径雷达）回波仿真算法在雷达系统设计、雷达算法验证与目标自动识别算法研究等方面起着重要的作用,针对传统的电磁计算与SAR回波仿真算法耗时过长的问题,本文提出了一种基于GPU（Graphic Processing Unit,图形处理器）的电磁计算与SAR回波仿真全流程加速方法。首先,将传统算法中的三个核心计算部分——射线跟踪、电磁计算与SAR回波仿真进行多线程划分,然后利用GPU通用计算平台,并行处理所有线程单元,加快仿真速度。最后,实验结果表明：该方法相对于单核CPU计算的加速比达到450左右,相对于10核心CPU计算的加速比达到50左右。该方法在保证生成数据与传统算法一致的前提下,实现了良好的加速效果。     

羽流中固体颗粒在真空环境下分布的数值仿真

通过对气?固两相间动量和能量相互作用解耦处理,建立了一种适于模拟真空环境气固两相混合物羽流的DSMC双向耦合算法与固体颗粒空间输运变化特性的TPMC计算技术。仿真了固体火箭发动机两相羽流流场和固体颗粒在远离发动机喷口数十公里空间扩散运动分布特性,通过将计算结果与典型文献结果及理论分析比较确认,证实本文方法的准确可靠性。结果表明,固体颗粒对气相的扩散有一定的阻滞作用;仅在离发动机喷口一定距离,气相对固体颗粒有较大影响,致颗粒温度下降、速度增加;颗粒温度随发动机喷口距离增大而减小,一直要在远离喷口上百公里颗粒温度才随轴向位置趋于平衡,且不同尺寸的颗粒温度差别较大,对指导外层空间高真空环境气固两相羽流传输影响工程研制具有重要意义。