NASA将研制载人飞船备份逃生系统

2010年1月4日,为了不再重演“挑战者”号航天飞机发射事故的悲剧,NASA现在不仅正在为取代航天飞机的航天器研发乘员逃生系统,该局还计划开发一个备份逃生系统,在遇到紧急情况时,航天员可通过它脱离危险。     

航天器电源系统的动态特性研究

对采用锂离子电池作为供电部件的航天器电源系统进行动态特性研究,以关键的内阻参数为变量建立传递函数,描述用电部件上电时引起的瞬时电流与电压动态变化的关系,对单个用电部件提出阻抗匹配的规则,对多个用电部件的复杂电源系统建立离散仿真模型。以使用无电压调节母线的航天器作为案例研究,仿真结果显示,文章提出的研究方法能够有效反映多个部件上电过程中母线电压的动态特性,可为电源系统的设计提供参考。     

航天器测试软件系统应具备的主要功能

为适应不同用途航天器的需求,缩短制造周期,提高可重用性,降低成本,保证可靠性,降低甚至消除错误率,完善的测控设备的应用软件系统一般须具备以下总体功能及特性:(1)多进程多平台分布式运行;(2)多平台多操作系统可移植性;(3)高度可配置功能模块;(4)功能的可扩展性,可重用性;(5)完备的测试控制语言;(6)归档储存及回放运行;(7)单一集中多用途数据库;(8)方便易学的人机接口。就以上8个方面进行研究和讨论。     

航天器系统级测试现状分析

从测试方法、测试计划、测试模式、测试用例设计方法、测试工具等方面对航天器系统级测试进行了探讨。测试方法主要包括测试覆盖性分析法、自上而下或自下而上的测试方法、面向对象或面向过程的测试方法等;测试计划参考了NASA航天器的分类方法,包括对低成本卫星、商业卫星及载人航天器等三大类航天器进行了论述;测试模式包括任务组织方式、测试系统部署方式及人员配置等;测试用例设计方法包括软件测试方法、基于模型的测试方法及试验测试方法等;测试工具主要包括手动工具、自动化工具、信息化管理工具等三个发展阶段。此外,文章还对当前航天器系统级测试的现状及面临的问题进行了分析。     

运载火箭和航天器的超临界氦增压系统

论述运载火箭和航天器的超临界氦增压系统的基本原理,并介绍美国“阿波罗”登月舱首次应用的超临界氦增压系统方案,以及研制超临界氦增压系统中主要的技术关键问题和解决这些问题的技术基础与可能性.     

载人航天器密封系统漏率设计方法

载人航天器密封舱为航天员提供在轨生活、工作的环境,对密封舱及其环控生保系统、热控制系统、推进控制系统等中各管路的密封性能有严格要求。文章提出了一种漏率设计方法,建立了相应的漏率检测系统,并依据该方法制定了密封舱体和各管路的漏率设计和指标分配的流程。本流程可用作载人航天器舱体密封系统、管路密封系统的漏率设计,对保证载人航天器在轨安全可靠运行有重要参考价值。     

载人航天器系统重量控制方法研究

系统的重量设计和控制贯穿于载人航天器研制的全过程,在型号研制中占有非常重要的地位。文章结合载人航天器型号研制实践,描述了载人航天器系统重量构成、重量控制流程、不同研制阶段的重量控制要点、系统重量控制体会以及轻量化设计措施,为未来载人航天器型号设计和减重研究提供借鉴与参考。     

航天器地面热实验水平调整测控系统设计

航天器发射以前的地面空间环境试验对于提高航天器的在轨工作的寿命、实现卫星的长寿命、高可靠有着重要的意义。为保证试验过程中真实模拟卫星的空间环境要求,需要研制水平调节系统.该系统建立在工业控集散系统的基础上,系统底层采用以PLC为代表的控制器件,上层采用组态软件,控制策略在组态软件中生成以后在PLC中具体实现。组态软件中实现数据的显示、存储、报警等功能。描述了卫星水平调节系统的构成以及具备的功能,给出了试验过程中的实际控制过程曲线。     

可重复使用航天器系统的可靠性分析

重复使用技术是提高航天任务经济性的有效途经。针对可重复使用航天器系统的重复使用需求,对系统可重复使用次数及重复使用的可靠性进行评估,特别是更易于重复使用的电子类系统,基于数学模型法、元器件计数法等可靠性评估的经典方法建立了返回式航天器系统的可靠性模型,并以返回式卫星的电源分系统和回收、着陆分系统作为实例进行分析。研究了维修活动对可靠度的影响,建立了系统固有可靠性与维修后可靠性一体化的模型,建立了基于维修效果的系统重复使用次数评估模型,对系统的可重复使用次数进行了评估。并通过算例验证了模型的可靠性,分析了役龄因子、失效率等典型参数对系统可靠性的影响,计算了系统可重复使用次数达到50次以上的所需条件。     

软件定义航天器系统架构设计

软件定义技术的高速发展有望引发航天产业新一轮的技术革新。文章分析了未来航天器发展的总体趋势和软件定义航天器的发展现状;针对未来航天器灵活、自主和快速的发展需求,提出了一种软件定义航天器系统架构,其具有设计分层化、接口规范化、硬件通用化、功能软件化和资源虚拟化等技术特征。相比以往的航天器系统架构,它将软件定义扩展至整个航天器,并充分考虑了航天器的固有特征。文章分析了该架构对未来航天器发展需求的满足情况,梳理了开放架构与规范、器载操作系统、器载超算平台和安全机制4项关键技术,并提出进一步细化系统架构、形成标准规范的发展建议。     

挠性航天器控制系统的最优综合

本文研究了挠笥航天器控制系统的最优综合设计问题，给出了系统最优时控制律和执行机构与传感器配置应满足的非线性方程，而且在这一设计过程中通过使用特征值灵敏度约束，明显降低了控制系统对执行机构和传感器安全误差的敏感性，克服了轨迹敏感性约束和单纯使用特征值灵敏度指标的不足。     

航天器推进系统差压检漏技术研究

文章研究了一种非对称基准物差压检漏技术,估算了差压检漏技术在推进系统检漏工况下的检漏灵敏度,并在2 MPa和20 MPa两种压力下进行了实验。实验结果与理论计算结果接近,实验结果表明该技术能够满足部分航天器推进系统总漏率测试要求。     

航天器回收降落伞系统设计程序介绍

文章介绍了一种航天器回收降落伞系统的设计程序，重点介绍了回收控制方案和减速方案的设计。     

航天器回收着陆技术

文章简叙了航天器回收着陆技术的发展过程，介绍了各种航天器的回收方法和航天回收系统的特点及工作原理。     

航天器抓捕后复合体系统稳定的协调控制研究

针对航天器抓捕后由于系统质量特性和动量的改变而导致复合体系统失稳的问题,提出了两种基于角动量守恒的协调控制方法:关节阻尼控制和关节函数参数化协调控制。这两种方法通过对各关节和飞轮的速度进行协调规划和控制,实现对系统角动量的管理和重分配,在实现对目标进行停靠的同时,保证了基座的稳定性。两种方法各有优缺点,其中,关节函数参数化在实现系统稳定的同时还可使机械臂处于期望的臂型,以方便开展在轨维修等服务操作。所提出的方法将实际飞轮作为动量交换装置,具有很好的工程可实现性。仿真结果验证了方法的有效性。     

航天器系统设计的可靠性准则

在对大量航天器工程案例分析的基础上,提炼出10条航天器系统（总体）设计的可靠性准则。遵循这些设计准则,将有利于航天器从系统级避免许多故障,或者消除故障对系统的影响,在阐述每条准则时,列举了一个或数个案例。