空间辐射屏蔽分析的三维模式

本文简述了空间辐射粒子对卫星运行的影响和利用计算机进行的三维屏蔽分析。三维模式的结果更为精确,可以用于对二维模式的评价。     

地球静止卫星粒子辐射屏蔽和充电设计原则

文章描述了总剂量屏蔽和减小静电充电影响的方法。并且指出总剂量方法足以满足卫星的在轨性能,改进充电设计用以满足卫星性能的要求。     

临近空间太阳紫外辐射环境模拟与地区差异

太阳紫外辐射是临近空间能量输入的主要来源之一,对其在中层大气的辐射特性进行研究,是研究临近空间大气成分与密度变化、光化学反应以及动力学过程的重要基础。依托“鸿鹄”临近空间探测专项计划,利用MODTRAN5辐射传输模型及卫星实测数据,模拟并对比中国11个主要地形区上空临近空间（20~50 km）紫外辐射（200~400 nm）垂直分布和季节演变的异同,计算了臭氧含量、太阳天顶角和日地距离等关键因素对辐射强度的影响。结果表明,各地形区的辐射流量垂直分布廓线和年较差垂直分布廓线较为一致,在地理位置上毗邻的地区辐射特性及季节演变较为接近,但在太阳紫外的不同波段之间区别较大。研究成果为临近空间探测实验提供了数据支撑,为大气反演等相关领域提供参考。     

蒙特卡洛方法计算空间辐射制冷器的辐射交换系数

介绍了用蒙特卡洛方法数值模拟由漫发射面和镜反射面组成的封闭腔中的辐射换热的一般过程;并用蒙特卡洛方法求解了具有较复杂几何关系及表面特性的空间辐射制冷器二级冷块对锥口的辐射交换系数和一级冷块对屏口的辐射交换系数;给出了程序框图;对计算结果进行了分析。     

电离总剂量复合屏蔽模拟仿真及验证试验

空间环境中辐射粒子的电离总剂量效应对卫星电子器件危害严重,需要采用合适的材料进行屏蔽防护.本文采用蒙特卡罗方法模拟材料对电子的屏蔽,将双层复合屏蔽方法与单质屏蔽方法进行对比,结果表明对电子而言,复合屏蔽在屏蔽厚度足够大时比单质屏蔽效果更好.利用⁹⁰Sr-⁹⁰Y电子放射源进行了复合屏蔽效果的验证试验,试验结果与模拟结果规律相符,研究结果可为辐射防护的优化设计提供参考.     

中国1987—1990年科学实验卫星中空间辐射剂量信息的热释光分析方法

本文介绍了实验卫星中空间辐射剂量信息的热释光分析方法。应用LiF(Mg,Cu,P)探测器及程序加热方法,分析测定了几次实验卫星中空间辐射日平均剂量,均在20mrad/d以下。应用LiF(Mg,Ti)和Caso_4(Tm)探测器及发光曲线反卷积分析方法,研究了探测器本底荧光与低温峰影响的减除技术和高LET粒子造成的微观剂量分布不均匀情况。     

计算机辐射测量的内容,方法和意义

为了防止计算机辐射的危害,深入分析了计算机辐射的成因、危害、限额值、测量方法等问题。指出:这一研究作为电磁兼容学的一个分支,国内外正加强重视并扩大研究规模。文末指出了当前进一步研究的方向。     

空间辐射剂量测量技术发展CSCD

简要介绍了用于空间辐射剂量测量的被动式和主动式仪器,并进行了对比。被动式仪器有荧光探测器、径迹蚀刻探测器、核乳胶探测器、金属箔探测器、气泡探测器和MOSFET剂量计;主动式仪器有硅半导体探测器(Liulin-4)、硅望远镜(DOSTEL、RRMD、Liulin-5、CPDS)、气体探测器(TEPC、R-16电离室)和中子谱仪(Bonner球中子谱仪、层叠闪烁谱仪)。利用多种测量方法互相补充和验证,为空间辐射剂量提供了更可靠的数据。     

空间中子辐射及其测量技术

空间辐射环境包含大量高能带电粒子,其与航天器的结构材料相互作用会产生次级中子辐射,由于这些中子的平均品质因子是带电粒子的约4~5倍,因而对生物组织的剂量当量相对贡献更大。由于中子与物质的作用机制更为复杂,测量难度大,使得准确测量空间中子注量及其剂量当量贡献成为空间辐射剂量学中最具挑战性的工作之一。主要介绍了空间中子辐射的产生机制以及国外相关测量方法及其相关校准技术的研究状况。     

Electrostatic space radiation shielding

For the success of NASA’s new vision for space exploration to Moon, Mars and beyond, exposures from the hazards of severe space radiation in deep space long duration missions is ‘a must solve’ problem. The payload penalty demands a very stringent requirement on the design of the spacecrafts for human deep space missions. The exploration beyond low Earth orbit (LEO) to enable routine access of space will require protection from the hazards of the accumulated exposures of space radiation, Galactic Cosmic Rays (GCR) and Solar Particle Events (SPE), and minimizing the production of secondary radiation is a great advantage. There is a need to look to new horizons for newer technologies. The present investigation revisits electrostatic active radiation shielding and explores the feasibility of using the electrostatic shielding in concert with the state-of-the-art materials shielding and protection technologies. The full space radiation environment has been used, for the first time, to explore the feasibility of electrostatic shielding. The goal is to repel enough positive charge ions so that they miss the spacecraft without attracting thermal electrons. Conclusions are drawn for the future directions of space radiation protection.     

ICO多学科设计优化方法

协同优化(CO, Collaborative Optimization)算法在应用中存在计算困难的问题.分析了引起CO算法计算困难的原因;使用L₁范数改进了CO算法的学科一致性约束,避免了学科级目标函数导数的不连续性,并从数学理论上证明了改进的学科一致性约束的收敛性;增加系统级罚函数,使系统级优化问题转化为无约束优化问题;使用快速启动方法,在子系统级优化过程中充分合理利用系统级优化求得的最优解;给出了使用改进的学科一致性约束、系统级罚函数和快速启动方法的ICO(Improved Collaborative Optimization)多学科设计优化方法,较好地克服了CO算法存在计算困难的缺点.标准算例实验结果表明,ICO多学科设计优化方法有效提高了算法的稳定性、可靠性和计算效率.      

可靠性设计优化的球空间设计法

可靠性设计优化（RBDO）在航空航天等领域已经被广泛应用,具有显著提高可靠性的效果;然而它包含两个迭代循环-总体优化循环和可靠性分析循环,双循环求解方法效率低下甚至难以承受。本文提出一种可以提高可靠性设计优化求解效率的方法-球空间设计法,该方法可以方便地表达搜索区域,最大可能失效点可以从极值点处精确获取;同时,该方法可以将总体优化以及可靠性分析同步进行。本文所提出的球空间法的有效性将通过2个算例进行测试,测试结果表明该方法不仅精度与同类方法持平,求解效率有明显提升,它将会对提高航空航天装备如卫星、火箭、飞行器等产品的可靠性提供更为有效的方法和技术支持。     

电子设备热分析软件应用研究

应用热分析技术,能在产品的设计阶段获得其温度分布,从而优化设计,提高产品可靠性.介绍了现在流行的电子设备热分析软件,阐述了电子设备热分析软件在应用中面临的一些问题,并结合一简单实例,展示了电子设备热分析的全过程,对热分析软件应用中的部分难题提出了解决方案.结果表明:妥善处理好主要问题,则能够达到较高的热分析精度,满足工程需求.      

载人深空探测磁场主动辐射防护技术研究

基于单粒子轨道理论和蒙特卡洛方法建立了一种磁场主动屏蔽防护分析方法,针对理想磁场构型分析了屏蔽磁场强度、厚度和结构对屏蔽效果的影响。研究结果表明：屏蔽效率随磁刚度BL增大且当磁刚度BL一定时,增加磁场强度B比增加磁场厚度L更有效;对于有限长屏蔽磁场构型,端盖区需加强防护;桶状区与端盖区采用直线型屏蔽磁场的构型防护效果最好,能够对典型银河宇宙线能谱屏蔽90%的高能粒子。     

星载电子器件用空气射流散热特性

在前期设计卫星大功率电子设备地面测试用通风散热系统的基础上,对系统散热性能进行了优化设计,对不同结构参数下电子器件的空气射流强化散热开展了数值仿真.研究结果表明系统中喷嘴出口直径、喷嘴出口至换热面距离、射流倾斜角以及喷嘴出口风速等参数对散热性能均有直接影响,并给出了定量的无量纲参数优化设计结果.该结论也可应用于表面热流密度为1 kW/m2级电子器件散热的优化设计,并为星载大功率电子设备对流式热控系统设计和地面测试提供技术参考.      

仿生硬件及其进展

文章详细介绍了仿生硬件的概念、主要特征及用途 ,阐述了仿生硬件的进化原理及实现思想 ,重点分析了仿生硬件的关键技术———可进化硬件电路、硬件进化方法 ,并总结了研究状况与最新进展 ,讨论了需要解决的核心难点问题及其解决思路 ,最后指出了仿生硬件的研究方向及发展前景。     

A space radiation shielding model of the Martian radiation environment experiment (MARIE)

The 2001 Mars Odyssey spacecraft was launched towards Mars on April 7, 2001. Onboard the spacecraft is the Martian radiation environment experiment (MARIE), which is designed to measure the background radiation environment due to galactic cosmic rays (GCR) and solar protons in the 20–500 MeV/n energy range. We present an approach for developing a space radiation-shielding model of the spacecraft that includes the MARIE instrument in the current mapping phase orientation. A discussion is presented describing the development and methodology used to construct the shielding model. For a given GCR model environment, using the current MARIE shielding model and the high-energy particle transport codes, dose rate values are compared with MARIE measurements during the early mapping phase in Mars orbit. The results show good agreement between the model calculations and the MARIE measurements as presented for the March 2002 dataset.     

一种空间燃料电池电源系统设计与实现

面向空间应用,依据某航天器任务期间的功耗需求,采用燃料电池和蓄电池的架构,对1 kW燃料电池电源系统的设计与实现进行研究。构建了1 kW燃料电池电源系统仿真模型,对系统设计原理进行了仿真验证,并研制了1 kW燃料电池电源系统样机,对系统典型的负载阶跃工况进行了试验测试。试验测试结果表明,1 kW燃料电池电源系统在半载阶跃变化时,母线电压波动小于5 V,调节时间小于25μs;整个运行过程系统工作正常稳定,能够满足航天器空间应用需求。