折叠翼无人机冷气发射装置动态特性分析及优化

针对冷气投放装置工作过程中存在的机械系统和气压系统耦合非线性动力学问题,提出了一种满足折叠翼无人机(UAV)结构形式和空中发射技术要求的冷气发射动态特性分析方法及优化设计方法。以某型折叠翼无人机为研究对象,基于联合仿真建立了无人机气动发射系统动力学模型,搭建了冷气发射系统试验样机,并完成压缩气体空中发射试验,验证了仿真模型的准确性。在此基础上,分析了无人机与冷气发射装置主要系统参数对无人机发射动态性能的影响,针对该系统进行了参数优化设计。结果表明：储气瓶体积和充气压力是影响无人机冷气发射动态特性的关键参数,随着储气瓶体积和充气压力增大,最大发射速度和加速度明显增大,储气瓶体积从15 L增加至30 L,最大发射速度增加了52.7%,最大发射加速度增长了60.9%呈正相关影响;充气压力从0.4 MPa增加至0.7 MPa,最大发射速度增长了50.5%,最大发射加速度增长了69.9%;发射角度对无人机发射性能影响较小,可忽略不计。     

最优控制理论在垂直发射舰空导弹转弯控制中的应用

本文应用最优控制理论研究了垂直发射舰空导弹转弯控制段的控制规律,并以某低空、超低空、近程舰空导弹为研究背景进行弹道优化设计,通过大量计算结果,分析了燃气舵最大舵偏角与工作时间、反馈回路参数等对垂直发射导弹弹道特性的影响。最后选取一组最优参数对全弹道进行了仿真计算。结果表明:将垂直发射技术应用于对付近程、高速、掠海目标是有效的,可以实现的。     

有限推力变轨的月球探测器发射轨道设计

月球探测器的发射是一个多体问题,也是严格的轨道交会问题。发射轨道方案从理论上有很多种形式,但在工程应用中,受到火箭能力、发射场和测控条件等多种因素制约,方案选择限制非常严格。利用现有火箭,采用有限推力从停泊轨道转移发射是最常用的一种发射方式。本文以某典型火箭为例,对采用有限推力变轨方案的奔月轨道设计流程、发射方案、轨道设计方法、精度分析、发射窗口设计进行了详细分析和研究。     

潜望式激光通信粗指向装置的多工况拓扑优化

激光通信技术具有广阔的应用前景。以潜望式激光通信粗指向装置为研究对象,提出了装置的等效有限元建模方法,建立了相应的有限元模型。分别针对发射阶段和在轨工作阶段2种工况,分析了加速度载荷和温度载荷对装置性能的影响。为了提升装置的工作性能,基于多工况拓扑优化方法,对装置的主体结构进行了优化设计。优化目标为装置在2种工况下的前三阶频率加权平均值最大、镜面中心在发射阶段的变形最小和镜面在在轨工作阶段的热变形面型误差最小,约束条件为装置的质量和左、右反射镜的响应差距。利用可行方向法完成优化迭代计算,优化后,装置在2种工况下的基频得到了提高,同时镜面的中心变形及面型误差得到了降低,装置的整体性能得到了明显提升。      

非接触式静电电压测量仪校准方法研究

根据非接触式静电电压测量仪的工作原理,建立了一套非接触式静电电压测量仪校准系统.重点介绍了校准系统的组成和工作过程,以及决定校准系统测量准确度关键因素的标准平板电极的设计原则,并通过实验数据分析了标准平板电极的直径和边缘效应对测量结果的影响.最后以常用的非接触式静电电压测量仪EST101为例,根据校准装置测量不确定度主...     

在轨质量测量仪地面校准技术研究

为验证在轨质量测量仪在空间微重力环境下的性能指标和测量精度,依据测量仪测量原理,阐述了其地面校准方法,建立了地面校准系统,并工程化实现了地面校准装置,通过模拟水平二维微重力环境,验证其性能及测量精度.实验结果表明,该校准技术及校准装置系统的测量误差均在指标范围内,可应用于同类质量测量仪器在特殊环境下的地面校准,可推广性...     

基于激光扫描的火箭对接装配测量及调整技术

针对某型运载火箭水平和垂直对接高精度、高效率的装配需求,提出采用大尺寸非合作目标三维形貌测量仪辅助对接的方法。通过激光扫描测量运载火箭部段点云数据,拟合火箭对接面的形貌,反馈给对接执行机构调整位姿参数。理论分析和试验验证表明,该方法可有效提高对接装配精度和效率。     

场发射电推力器的参数选择与调控方法

场发射电推力器具有几种不同的发射模式,分别产生荷质比不同的带电液滴或带电离子,使得不同模式下推力性能差别显著。针对不同的空间应用,需要设计不同种类的场发射电推力器,使其达到相应的推力参数。为此对场发射电推力器的发射过程展开分析,确定了推力参数的调控方法。首先对场发射电推力器的基本工作原理进行了阐述,并对不同发射模式的基础物理机制进行了分析。在此基础上通过理论计算得出采用不同推进剂可达到不同发射模式这一结论,并最终得出推力器性能参数的调控方法,论证了推力性能受到推进剂种类和发射模式的影响,在离子发射模式下处于高比冲、低推力工况,而液滴发射模式下处于低比冲、高推力工况。此外推力参数还受到供给流量、外加电压等多种因素的影响。在得到推力器参数的调控方法后,设计了一种主动供给型离子液体电推力器,以离子液体EMI BF4作为推进剂,进行了相应的试验研究。通过改变外加电压,实现了对推力器推力性能的调控,证实了此调控方法的可行性。推力器达到的推力范围为1.6~10μN,比冲范围为154~978s。     

基于SSI通讯的吸附式水平测量仪设计

为满足飞行器发射平台不水平倾角的高精度测量以及与外部工控系统SSI实时通讯需求,设计了一款基于SSI串行通讯的高精度吸附式水平测量仪。本文详细阐述了水平测量仪的基本原理、机械结构组成、硬件电路原理以及SSI通讯接口的方案设计。经试验验证,该产品具有测量精度高,测角精度误差优于10″（3σ）,工作性能稳定性好等特点,可广泛应用于发射平台、三轴转台、大理石平板等使用基准面的倾角测量领域,具有较高的工程应用价值。     

时域自动测试系统

本文介绍了一种时域自动测试系统,该系统可用于测量脉冲参数及散射参数,并可进行同轴器件不连续点位置的诊断。文章着重介绍了测量上述各参数的测量手段及测量结果,并给出了误差分析结果。     

Diffuse and atmospheric photon fluxes measured with a time of flight telescope

A simple gamma ray telescope based on a time of flight triggering device has been constructed to measure medium energy photons (4–50 MeV). This instrument has been flown twice aboard stratospheric balloons. The results of these flights, used to separate the cosmic diffuse gamma-radiation from the atmospheric flux, using the growth curves, are presented.     

微机化弹条测量仪的研制

该仪器综合运用机、光、电等技术 ,在微机系统控制下 ,可在弹条一次安装下自动测量弹条的 9项几何参数 ,测量不确定度远小于被测几何参数公差的 1/ 10 ,测量一件弹条只需 4 0余秒。文中简述了仪器的结构。     

基于测量确定性或诊断性参数对剩余使用寿命的判定

在测量确定性或诊断性参数基础上,介绍了发生故障前在使用寿命的扩散分布过程中对剩余寿命评估的方法。在使用中当不能测量寿命(确定性)参数,但能测量某些诊断性参数(一个或几个),而这些参数能间接的反映了项目寿命的消耗时,那么必须进行预先研究适应于寿命(确定性)参数极限值的诊断性参数极限值,然后就能按照使用中测量的诊断性参数来预测该项目的剩余使用寿命。在这种情况下提出了剩余使用寿命预测的数学模型。     

Measurements of water vapour in the mesosphere with the spectral absorption line imager (SALI)

Water vapour concentration is one of the most important, yet one of the least known quantities of the mesosphere. Knowledge of water vapour concentration is the key to understanding many mesospheric processes, including the one that is primary focus of our investigation, Polar Mesospheric Clouds (PMC). The processes of formation and occurrence parameters of PMC constitute an interesting problem in their own right, but recent evidence had been provided which suggests that PMC are a critical indicator of climate change. In this context the feasibility of a low cost method of water vapour measurements using an instrument carried aloft by a sounding rocket has been examined and some of the results discussed. It is proposed to measure the strength of the 936nm water absorption line in a solar occultation configuration employing a CCD detector. This leads to the design of a small, low cost and low-mass instrument, which can be flown on a small rocket, of the type of the Orbital Sciences Corporation Viper 5. Alternatively the instrument can be flown as a “passenger” on larger rocket carrying other experiments. In either case flight costs are relatively low. Some performance simulations are presented showing that the instrument we have designed will be sufficiently sensitive to measure water vapor in concentrations that are expected at the summer mesopause, about 85 km height. Sufficient payload design work was carried out showing that the structural, thermal and electrical requirements for a flight on the Viper 5 rocket can be met and thus making the experiment feasible for a flight.     

An ion analyzer for the lunar surface with E-parallel–B

We present a novel instrument concept to measure the energy and mass spectra of ions incident on the lunar surface, based on the E-parallel–B or Thomson-parabola device used extensively as a diagnostic in the plasma fusion community. The Apollo-era Suprathermal Ion Detector Experiment (SIDE) was the first instrument package to perform in-situ measurements of ions incident on the lunar surface. The ions can originate from a variety of sources, including the solar wind, the Earth’s magnetotail, and photoionization of the thin lunar atmosphere. The species and energy distribution of ions arriving at the lunar surface depend in a complicated and poorly-understood fashion on the phase of the lunar day, the position of the Moon with respect to the Earth, and on the local plasma environment.     

纤维/树脂浸润测试仪的研制与应用

针对复合材料成型工艺的特点,依据毛细原理,研制了浸润性能测试仪.该测试仪包括浸润质量测试系统与温度控制系统,能够定量测试在较宽的温度范围内发生浸润的速率和浸润程度.对该测试仪的准确性与稳定性进行了校准与标定,并运用该仪器研究了纤维种类、树脂粘度和纤维体积含量对树脂/纤维浸润性能的影响规律.研究结果表明该设备为研究各类复合材料中增强材料与基体间的浸润性能提供了方便的测试手段,对指导复合材料制备工艺具有较高的参考价值.     

基于CAN总线的虚拟仪器在多电机控制中的应用

将虚拟仪器的概念应用到多电机控制系统中,对电机的运动轨迹、电流特性进行实时监控以达到最优控制.采用基于CAN(Controller Area Network)总线的主从式分布结构,在产品研发过程中虚拟仪器取代电机控制中心成为主节点,完成对各个电机控制单元的调试和测量.利用CAN卡和Visual Basic完成了虚拟仪器系统的开发,实现了电机控制算法的实时调节、控制效果的数字化和图形化评估、DSP(Digital Signal Processor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)程序的在系统升级以及各种测试环境的模拟,显著提高了某型号X光机的研发效率和产品质量.     

噪声源校准方法及不确定度分析

噪声系数测量的一个关键指标就是测量不确定度,测量时所用的噪声源是引起噪声系数测量不确定度的一个明显因素。噪声源的精确校准可以有效地降低噪声系数的测量不确定度,因此它是获得高质量的噪声系数测量的关键因素。介绍了两种对微波和毫米波噪声源超噪比进行校准的方法,分别是Y因子法和增益法,并全面分析了引起校准不确定度的因素。