面向软件定义的飞行器综合电子系统软件架构技术

针对飞行器系统智能化发展对传统软硬件一体化研制方式的挑战,本文提出一种面向软件定义的开放式、可移植的飞行器软件体系架构。首先,提出一种逐层解耦的分段式飞行器软件体系架构,通过标准化各个段的接口与服务,实现飞行器的软硬件解耦、平台解耦与组件间解耦,有效支持飞行器软件功能组件的可移植与复用;其次,基于该软件体系架构,采用标准化可复用软件组件的快速集成验证方法,实现飞行器功能的软件定义。     

国外宇航技术标准化略述

阐述了国外宇航技术标准化所注重的三个方面的工作,即基础技术标准化、宇航飞行器整体标准化、村料及其工艺和试验方法标准化。介绍了国际宇航标准化工作大纲的内容、宇航技术发达国家在太空新技术开发中标准化研究的主要方向及有关国家宇航产品的技术认证工作简况。     

小卫星模块化设计技术分析

小卫星具有功能密度高、研制成本低、有效载荷种类多等特点,而传统的卫星设计方法都是根据具体任务对分系统进行定制化设计,导致设计出的卫星系统各异、接口形式多样、质量大、成本高,难以实现小卫星高性能、短周期和低成本的研制目标。文章针对小卫星的发展特点,结合应用实例,对美国、德国等研发的模块化小卫星的设计方法及关键技术,包括线性堆栈式分层模块化结构设计、即插即感知软件技术、标准化飞行器总线技术等进行分析和总结,并提出了我国模块化小卫星的设计建议,其中融入了通用化接口、标准化平台与部件等设计理念。     

滚控式变质心飞行器动力学特性分析与控制

为明确滚控式变质心飞行器的控制机理,为其工程实践提供相应的理论参考,建立包含滑块运动的滚控式变质心飞行器七自由度完整动力学模型,并分析讨论其运动特性以及动力学系统的特点。其次结合频域分析法对滑块运动与载体姿态运动之间的耦合影响以及动态响应过程进行分析研究,揭示了滚控式飞行器的控制机理。同时针对其通道间的耦合效应以及执行机构参数设置对控制能力的影响分析提出了对飞行器结构设计和控制系统设计的相关要求,为滚控式变质心飞行器的工程实践提供一些理论参考。     

高可靠短波伸展天线的研制

简要介绍了一种用于飞行器着陆搜索的新型短波伸展天线,其电气性能优良,展开结构可靠。本文介绍了该天线的辐射机理,电性和结构设计及地面试验结果。     

智能结构及其在空间飞行器中的应用

介绍了智能结构的概念、原理、分析方法及主要应用情况。从技术应用角度，提出当前国内在空间飞行器结构设计应用中应该重点发展的几项关键技术.     

高精度多通道飞行器结构载荷测量系统设计方法

飞行器是在大气层内或大气层外空间飞行的器械，包括航空器、航天器、火箭和导弹。飞行器在机动过程中，飞行器结构的截面载荷是结构设计的重要依据，截面载荷测量结果的准确度直接关系到结构设计的可靠性。针对导弹在飞行过程中结构内部应力难以测量的问题，提出了利用载荷测试仪实测应变载荷与LS-DYNA软件结合仿真分析的方法，该方法通过对单个桁条组件的应力性能进行有限元仿真验证，确认每个桁条组件的测点布局，设计载荷测试仪进行高精度载荷测量，测试仪由8通道应变测量模块与6通道温度测量模块组成，系统由单片机与FPGA共同控制，通过应变信号调理电路与温度信号调理电路提升信号的线性度，采用Flash实现大量数据的存储，通过RS422转USB将数据上传至上位机。通过上述工作验证了载荷测试仪高精度采集方案，结果表明载荷测试仪采集到的应变数据与温度数据呈高线性度，对导弹的弹体结构设计有一定的参考价值。     

临近空间飞行器总体设计对固体发动机特性需求分析

从内弹道性能、气动防热、绝热结构设计和后效推力预示等方面研究了临近空间飞行器总体设计对固体发动机的需求。内弹道性能方面,在总冲一定的情况下,发动机采用“长时间小推力”的工作模式、“前高后低”的推力曲线形式,对提高分离点高度和关机点速度、减小分离点动压有利;气动防热方面,临近空间飞行器发动机外壁热环境远比传统弹道式严酷,需要采取相应的防热措施;绝热结构设计方面,分析了过载条件下燃烧室中粒子的受力情况、粒子沉积分布位置以及对绝热结构的影响,提出了过载条件下发动机绝热裕度设计校核的需求;后效推力预示方面,发动机下降段高空推力的预示精度对分离安全性及分离时序的设计有着非常重要的作用,需要提高后效推力预示的准确性,以满足分离设计的要求。文章研究总结的方法、规律和结论,对临近空间飞行器固体发动机的设计具有重要的参考意义。     

运载火箭上面级标准现状及标准需求研究

针对运载火箭上面级飞行器快速发展对标准化的需求,在调研分析现有国内外上面级型号技术现状和标准现状的基础上,探讨我国上面级标准体系框架的构建思路,提出对发射场接口、总装质量要求等关键标准需求。     

飞行器效能评估标准体系及效能仿真试验

效能评估与仿真试验标准化是飞行器论证研制过程中的重要环节,我国现已具备了制定效能评估的流程、模型、指标、方法与试验等方面标准/规范的能力,针对效能仿真试验标准化管理的薄弱环节,编制效能评估标准体系表和仿真试验流程,分阶段形成一套比较完备的效能仿真试验标准体系表,以促进评估与试验工作的科学化和规范化。     

某超声速飞行器保护罩用弹射器的高温防护特性

某型弹射器应用于超声速飞行器保护罩的连接固定与弹射分离。由于保护罩位于飞行器头部,受到气动阻力的影响,升温迅速。为了保证弹射器能够在飞行过程中正常安全工作,使装药部位的温度满足火药安全使用要求,需要对其采取热防护措施。文章围绕弹射器的耐高温性能设计开展了相关理论分析、数值仿真及试验验证工作。通过减小热传导途径,优化产品结构设计,采取隔热、相变吸热等措施降低弹射器内部的环境温度。经过热传导试验验证,在模拟飞行器极端的高温环境条件下,弹射器结构能够有效降低热传导效率,保证主装药部位的温度满足火药安全使用要求。该方法为航天火工装置的高温防护设计与验证提供了有效的技术途径。     

法兰端口电接触高弹性簧片成形的标准化工作

通过对高弹性簧片的结构特性及独特成形方法的分析,介绍了高弹性簧片的结构设计、压制成形模具及簧片的工艺成形过程中所做的标准化工作。     

速度突变状态下高温热管的毛细极限与性能分析

基于一种已有的V型高温热管结构,对速度突变状态下高超声速飞行器高温热管的毛细极限与性能进行了仿真分析。推导了加速作用下热管的毛细极限方程,讨论了在典型方向上存在加速度时热管的工作性能,并提出了对热管结构设计改进的建议。     

新型双层结构小型化无线电高度表天线

提出一种新型小型化无线电高度表天线结构。天线采用两层微波电路复合而成,上层采用栅栏形状导体提高天线的线极化纯度,下层为2单元并联微带天线阵及馈电网络。应用此结构设计并实现了工作于4.3GHz频段的某小型飞行器高度表天线。仿真及实测结果表明,新型天线的微波电路占用空间为56mm×36mm×3mm,天线结构小于65mm×60mm×6mm(不含接头),3dB波束宽度为±33°×±37°,VSWR<2.0的相对带宽不小于4.5%,最大增益8dB。天线结构新颖紧凑,非常适用于小型飞行器平台。     

晶格阵列结构与主流高超声速气膜冷却交互作用的数值研究

着眼于充分利用晶格阵列结构良好的传热强化特性改进高超声速飞行器内部主动冷却结构设计,探讨晶格阵列、Pin-fin阵列与主流高超声速气膜冷却相结合的热防护性能,并采用三维数值计算方法分析了Kagome、BCC晶格阵列结构以及Pin-fin阵列结构与高超声速气膜冷却的交互作用机制.研究表明,晶格阵列的扰流作用使冷却流体的肾...     

航天产品数字化设计标准体系研究与实践

简述数字化标准体系的研究现状、体系表框架及其结构设计类数字化标准的内容,从设计工作标准化、设计流程规范化、标准/规范工具化等方面研究数字化设计标准体系的应用与实践。     

飞行器结构部件导热/辐射耦合传热特性预测方法

采用数值方法求解气动热环境,基于蒙特卡罗方法求解内部空腔辐射换热及有限元方法求解三维导热,建立了沿弹道求解导热/辐射耦合的热响应预测方法,计算并获得了沿给定飞行弹道条件下的考虑内部辐射和不考虑内部辐射时的某高超声速飞行器结构部件的热响应特性。研究表明,所发展的耦合计算方法具有较高的精度和较好的工程适用性;考虑内部辐射时,结构部件局部最高温度明显低于不考虑辐射时,最高相差400K以上,且温度分布趋于均匀,温度梯度减小。相关研究对高超声速飞行器防热结构设计与优化具有重要参考意义。     

面对接近式威胁的在轨飞行器安全性分析方法

提出了一种针对非合作接近威胁飞行器的安全性分析方法,具备对多脉冲接近的威胁飞行器进行安全性分析的能力,所得结果可对自主规避决策提供支撑。文中给出了安全性分析流程,从能量约束等角度出发,选取脉冲冲量、交会时间以及最小相对距离三种参数作为安全性分析指标;随后对指标标准化,建立了多指标加权综合评价与决策模型。仿真结果表明,在本文模型下,非合作主动接近飞行器施加多脉冲机动变轨对目标器进行接近,其每次脉冲均会在安全性评价值中得到体现,算法可对脉冲真实意图进行准确判断。本文提出的安全性分析方法可推动空间复杂环境下卫星面对各种主动威胁时的安全性分析研究,对未来卫星防护体系及相关技术的研究具有一定参考意义。     

空间对接机构螺旋电缆设计

对一种用于空间对接机构的螺旋电缆设计进行了研究。介绍了电缆的材料选择、结构设计和生产制造工艺。给出了材料蠕变、伸缩性能和空间环境等试验结果,均符合设计要求,并成功地用于神舟八、九、十号飞船与天宫一号目标飞行器的空间交会对接。应用情况表明:该电缆的结构紧凑,伸缩性能良好,满足低轨空间环境使用要求。     

航天飞行器结构应力腐蚀基因解析及应用

应力腐蚀(SCC)是一种易引起航天飞行器结构无征兆事故的多因素耦合作用失效类型。为厘清SCC机理,文章从基因角度解析SCC的应力因子和微观因素,探索SCC基因测取方法和无SCC事故内涵。分析表明,SCC应力基因位于远低于σ_S的量值区间,其微观基因包括溶解阳极、氢、电负性离子、滑移位错、钝化膜和晶体取向,可采用多尺寸断裂形貌、化学浓度、电位/电流、应力/应变等参数测取SCC基因组态和SCC敏感性。基于SCC基因分析,航天飞行器结构设计寿命内无SCC事故原则应包括合理设计、精准评价和正确失效分析三部分。