用于空间舱火灾预警的气体检测技术研究

针对空间舱火灾的风险和早期预警需求,提出了一种用于空间舱火灾预警的气体检测装置设计方案。该方案首先基于微重力条件下燃烧特征和相关非金属材料燃烧试验,提出了适用空间舱火灾预警的目标气体类型和对应的指标要求以及组分气体火灾报警策略,并以此为根据设计了基于激光吸收光谱技术用于火灾探测的四通道气体检测系统,同时搭建了单通道气体检测装置。试验结果显示:单通道气体检测装置的T90响应时间约为1 s,且在-30～60℃范围内温度对浓度测量的影响小于1%,响应快速性及免标定功能均得到了试验验证。     

基于特征气体检测的空间站火灾预警策略研究

针对空间站现有火灾预警技术虚警率高、预警滞后的问题,利用环境模拟舱对4种空间站用典型非金属材料进行加热,并对释放气体进行了定性定量分析。检测结果显示,不同非金属材料受热释放气体的种类、速率、浓度虽然存在差异,但气体释放量和释放速率均随加热温度上升而升高,且在一定温度下出现明显拐点;具有与火灾过程匹配度高、火灾特征性强、出现早、浓度相对较高等优势的CO可作为火灾预警主要标志气体,HCN、HCl可作为辅助性标志气体。并结合空间站需求,提出了包含正常期、阴燃期、发展期、燃烧期的火灾预警策略,为实现空间站火灾早期预警提供科学的技术手段。     

用于航天器姿态确定的卡尔曼滤波

一、引言这篇报告回顾了过去二十年中卡尔曼滤波在姿态确定中的应用及发展,这一回顾不是面面俱到,而只限于适合于配有三轴陀螺仪及姿态传感器的航天器姿态的算法。我们认为这一种航天器系统是最适合于使用卡尔曼滤波的。卡尔曼滤波器使用了系统随时间变化的动态模型以及这样一种传感器测量模型,即基于当前以及以前的测量值利用线性估计器而获得系统状态的最高精度估计的测量模型。因此,从     

电缆束火灾蔓延机理与预警研究

采用固体可燃物热解动力学模型和湍流燃烧大涡模拟方法,研究了电缆通道内电缆束的火灾行为,得到了电缆起火时间与火蔓延速度,通道内烟气温度、组分浓度和速度分布,以及电缆通道内壁与电缆表面温度随时间的变化,给电缆通道的防灭火系统设计提供了参考依据。     

用于小型探测器类航天器的廉价地面系统

为了支持ＮＡＳＡ的小型探测器（ＳＭＥＸ）工程,哥达德航天中心的专用载荷部已开发研制了一个用于航天器总装和测试以及在轨运行的廉价地面数据系统。因为系统设计方案的灵活多变和低费用,也可用于哥达德中心的非ＳＭＥＸ卫星。本文介绍该系统以及开发过程中采用的设计原则,讨论在ＮＡＳＡ目前所见到的航天器操作发展趋势下该系统如何用于低费用操作。     

用于航天器的GPS姿态和轨道确定技术

ＧＰＳ接收机的进展已可用于空间导航和姿态确定。正在研制的ＧＰＳＴｅｎｓｏｒ＾ＴＭ将作为空间固态ＧＰＳ姿态和轨道确定接收机，并将进行质量合格检验。     

用于航天器的GPS姿态和轨道确定技术

GPS接收机的进展已可用于空间导航和姿态确定。正在研制的GPS Ten-sor~(TM)将作为空间固态GPS姿态和轨道确定接收机,并将进行质量合格检验。该设备将为航天器制导及控制提供导航位置、速度、姿态、姿态角速率和时间的13个输出状态。     

具有Lipschitz非线性系统的航天器故障检测

对存在未知干扰的Lipschitz非线性系统,探讨了基于滑模观测器的执行器故障检测的方法。通过等价状态变换,可以得到2个子系统,其中一个子系统与执行器故障和未知干扰耦合,而另一个子系统则只与执行器故障耦合。在此基础上,提出了一种免受未知干扰影响,可对执行器故障敏感的滑模观测器设计方法。这种滑模观测器可以作为故障检测工具,而将其输出估计误差作为残差发生器,用于执行器故障检测。相比滑模观测器的故障重构方法,该方法大大放宽了对数学假设条件的要求。最后,对一个大攻角状态下的航天器的简化模型进行了数字仿真,仿真结果表明了所提方法的有效性。     

可用于痕量分析的瓶顶式计量器

BottleTopTypeQuantifierforTraceAnalysisWangLixia;ZhaoLiping瓶顶式计量器可用于在实验室中对玻璃或不锈钢瓶装容器内,各种各样溶剂的计量。这些计量器肯定不会释放可能会干扰痕量分析,具有细胞毒害性,改变光学测试或影响色谱方法及残余物分析的任何物质。本文描述的一系     

航天器推进系统故障的面向时态检测和诊断

根据航天器推进系统的时变性特点，在规则的专家系统方法基础上，提出了推进系统面向时态的故障检测和诊断方法，在对知识表示方法和推理诊断策略进行改进后，在Windows NT环境与实现了一个基于知识的故障诊断原型系统，介绍了原型系统的结构、功能及网络实时数据通信方法，经过仿真数据测试验证了方法的有效性。     

GPS动态相对导航用于航天器交会对接的研究及其OTF解算方法

根据ＧＰＳ动态相对导航在航天器空间交会对接中应用的优势,以及航天器空间对接各阶段的不同精度要求设计了具体的动态相对导航方案;并且认为在相对导航过程中,可以进行测相整周模糊度的ＯＴＦ解算,以提高交会对接测量的精度,并通过仿真计算,对结论进行了验证。     

航天器解体模型研究的新进展

航天器解体模型用于描述航天器因爆炸或碰撞解体所产生碎片的数量、尺寸、面质比以及速度等特性的分布规律,对于空间碎片环境建模与演化、空间碎片撞击风险评估及空间解体事件分析具有重要意义。分析了目前广泛使用的NASA标准解体模型的特点,介绍了近年来国内外在航天器解体模型方面的研究进展。国外的研究主要介绍了日本九州大学和德国EMI实验室开展的卫星撞击试验以及NASA最近启动的新一轮卫星撞击研究项目。国内的研究主要介绍中国空气动力研究与发展中心（CARDC ）开展的卫星撞击试验和仿真研究,以及在此基础上发展的CARDC-SBM航天器碰撞解体模型,并比较分析了该模型与 NASA 标准解体模型的差别。对当前航天器解体模型研究存在的不足进行了分析,提出了下一步应关注的研究方向。     

航天器相对运动的运动学模型研究

采用运动学方法研究航天器的相对运动.通过对无摄精确相对运动模型的简化,推导了以纬度幅角和平近点角为变量的无摄相对运动方程,并以此模型为基础建立了J2摄动下的相对运动模型,进行了相对轨道的仿真以及模型分析.仿真结果表明,运动学方法能给出较精确的相对运动方程,并且考虑摄动时,采用运动学描述比较简单.     

用于某重型燃气轮机的气体流量试验器研制

阐述了自行研制的某型气体流量试验器的设计思路、系统组成、构件选择以及相关试验.该试验器用于国家863重大项目R0110重型燃机燃烧室喷嘴气体流量测量.该试验器巧妙地将测量系统、操作系统、数据显示、采集与处理系统结合在一起,不仅使设备结构紧凑,占地空间小,实现了单人操作完成试验,并且进气调节系统、冷却器、加温器各成单元便于拆装、运输以及检修、更换.试验器运行稳定,测量精确,成为一种通用高精度气体流量试验系统,可广泛应用于航空发动机、地面燃气轮机和燃用气体燃料的动力装置的喷嘴流量测量.     

用于检测操纵面损伤的故障检测滤波器

针对飞行中典型的操纵面损伤故障,以故障检测滤波器为基础,开发了一种建立在离散模型上的快速、稳定的故障检测及诊断算法,可以在几个采样周期内同时精确检测出多个操纵面的损伤程度,故障检测滤波器的稳定性、收敛性也得到证明,具有较好的实用性。几种组合故障下的仿真研究证实了上述结论。     

航天器动作状态的可视化遥测方法研究

遥测是航天器在轨状态监控的重要手段,随着任务形式逐渐复杂,航天器在轨动作也越来越多,常规的信息遥测手段难以满足要求。针对该问题,本文提出一种可视化遥测方法,使用相机在轨拍摄图像对航天器动作过程进行直观监测,并通过分析计算,获得航天器动作的速度、位移等关键信息,通过月地高速再入返回飞行器在轨验证,证明了该方法的有效性。     

大型航天器结构的热致振动研究

多数航天器在轨服役期间会受到冷热交变热辐射载荷作用而出现热致振动问题,因此,在结构设计阶段准确地预测热诱发的航天器动力学行为至关重要。基于绝对节点坐标方法,并采用耦合的热-结构分析模型,建立了可以对大范围运动的薄壁管和复合材料层合板进行热-动力学耦合系统分析的非线性有限单元,同时基于浓缩的形函数推出了非线性弹性力的高效计算公式。利用所建单元,针对受到太阳辐射热冲击载荷作用的航天器结构展开研究。首先,研究了经典的悬臂梁和板结构的热致振动,其位移响应都出现了不稳定的热颤振现象,并从热弯矩做功角度解释了产生热颤振的原因;然后,又研究了UARS卫星和Ulysses自旋稳定航天器的热致振动,将它们简化为刚-柔耦合的多体系统动力学模型,UARS的加速度响应出现了热跳变现象,而Ulysses的姿态角响应出现了热拍现象;最后,研究了大型环状天线的桁架结构及其支撑机械臂结构,热变形和振动幅值都较小,即结构较稳定。     

基于UKF算法的航天器自主导航研究

针对卫星上配备的多种姿态敏感器，进行了导航方案的设计，利用姿态敏感器的测量信息实现轨道参数的估计。通过UKF(Unscented Kalman Filter)算法研究了卫星的自主导航问题，较传统的扩展卡尔曼滤波方法(EKF)简化了计算过程。数值仿真结果验证了该导航算法的优越性。