模块化可展开天线支撑结构设计与力学特性研究（英文）

为满足空间可展开天线大型化、高精度、高刚度发展的迫切需求,提出一种模块化空间可展开天线支撑结构新构型,并对其进行了力学特性研究。首先,基于机构学基本理论,开展了天线总体结构方案设计和结构详细设计,建立了由19个六棱柱模块组成的模块化可展开天线三维模型。其次,根据压杆稳定理论,建立了天线支撑结构静力学分析模型,得到了拉索预紧力的取值范围。再次,建立了天线结构动力学分析模型,进行了模态分析,开展了固有频率影响因素及灵敏度分析与研究。最后,研制了一套天线支撑结构原理样机,并进行了展开功能试验与验证。研究结果表明：预紧拉索对结构刚度的影响较大,配置预紧拉索后结构刚度提高了约2.01倍;固有频率对杆件材料密度和弹性模量、弦杆及斜腹杆尺寸参数较为敏感;研制的原理样机展开平稳、顺畅,验证了结构设计的正确性。研究结果为模块化可展开天线的基础研究及工程应用提供了理论参考和技术支撑。     

航天器环境试验标准体系研究

环境试验是航天器安全和可靠性的重要保障。本文在对航天器研制过程中所经历的环境及效应分析的基础上,从航天器的系统构成和航天器的研制流程角度,对航天器的环境试验进行了分类,进而构建了航天器系统级、分系统/组件级、材料/器件/电子元器件级的环境效应试验标准体系,这对航天器的研制及航天器的在轨安全和高可靠性具有重要意义。     

航天飞机最优空间机动轨道

本文对最优空间机动轨道现有的主要研究成果、研究的基本方法及有关结果作了综合评述,并指出有待解决的问题及研究方向。     

SiC陶瓷在航天器高温结构件研制中的应用

碳化硅陶瓷是一种具有优良的高温力学性能的新型结构陶瓷材料,具有热膨胀系数小、比重轻（只有重金属的三分之一）、导热系数大等特性,非常适合应用于航空航天高温结构件的制造。文中叙述了碳化硅陶瓷应用于某航天器的高温燃烧室的研制的全过程。结果表明,碳化硅陶瓷用于制备航天器燃烧室具有独特的优势,结果令人满意。同时,也指出了碳化硅陶瓷在其他领域的应用前景。     

开放型CNC系统模块化设计的研究

本文基于模块化设计思想,建立计算机数控（ＣＮＣ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｒｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）系统软,硬件的标准化模块研制模式及原型系统,借助于计算机众多的最新成果,探讨以通用模块方式柔性组合为开放型ＣＮＣ系统的实现方法,以寻求计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）中的一项关键技术的途径。     

航天器内带电效应的微弱电流监测技术

航天器的内带电效应是影响其在轨稳定运行的重要因素.内带电效应的电流监测可以直接获得一手的内带电效应监测数据,也可获得反映引起内带电效应的高能电子充电环境的状态.针对近地中高地球轨道环境,基于国外电流监测数据并考虑可能遭遇的高能电子暴环境,分析获得了内带电效应电流的测量范围10 fA～500 pA.针对未来中高轨及木星、...     

一种构建天地一体化网络的航天器信息系统设计方法

随着航天技术的发展,天地间数据交互容量、实时性等需求不断凸显。传统航天器信息系统基于1553B总线或RS422,LVDS等硬线直连架构传输数据,传输速率最多只能达到1Mb/s或100 Mb/s,已无法满足大容量数据实时传输的需求。本文提出一种新的系统设计方法,将地面成熟的1 000 Mb/s/10 Gb/s以太网技术应用到航天器中,构建天地一体化通信网,在天地间无线链路传输总带宽允许的情况下,较大程度提高天地间数据传输速率,同时有效减少星上电缆网配套数量,进而减轻飞行器重量。本文所提方法正在国内某大型组合式航天器设计中应用,可为后续航天器数传设计提供参考。     

星载即插即用协议转换模块的SOC设计与实现

微小型卫星即插即用技术的发展取决于不同总线标准接口设备能够快速集成到同一网络中的能力。SpaceWire总线技术是一种星载网络总线标准,已成为网络拓扑结构中的主干网络,而空间即插即用协议（Space plug-and-play architecture,SPA）是美国航空航天学会（American institute of aeronautics and astronautics,AIAA）在SpaceWire标准基础上为了实现快速响应计划而提出的微小型卫星即插即用标准。目前国内正在使用的卫星载荷的通信协议都是非SpaceWire接口的,比如许多小型卫星上的光纤陀螺载荷采用RS442串口通信标准,红外摄像头载荷一般采用1394b标准。本文研究了将1394b接口高速红外摄像头与RS422低速串口光纤陀螺接口集成到SPA网络的协议转换原理和片上处理器（System on chip,SOC）设计,并且在现场可编程门阵列（Field programmable gate array,FPGA）开发板上进行了软硬件验证。     

航天器帆板温度受火星热流的影响分析

火星热流对环火轨道航天器的太阳帆板温度有较大的影响.本文建立了火星反照率的数学模型,分析了火星红外辐射和反照热流变化时,太阳帆板在近火弧段和远火弧段阴影期各自的温度变化规律.研究表明,在不同的轨道高度下,火星红外辐射和反照热流对帆板的影响各不相同,存在一个帆板温度受较大影响的临界轨道高度.当轨道高度小于此临界轨道高度,...     

航天器外表面导电面积对朗缪尔探针科学探测的影响

朗缪尔探针的科学探测会受到航天器外表面导电面积与朗缪尔探针传感器有效面积之比大小的影响。如果航天器的外表面导电面积不足够大,朗缪尔探针以扫描电压模式工作时,就会造成航天器地电位的扰动,进而导致朗缪尔探针测量结果的偏差。分析了此问题的物理原理,并进行了相应的理论计算。子午工程探空火箭有效载荷朗缪尔探针在进行科学探测的同时,测量了火箭外表面导电面积与朗缪尔探针传感器有效面积之比不足造成的扰动,测量结果与理论分析基本一致。     

航天器动力学技术的发展和挑战

本文首先简要回顾了中国航天器动力学分析设计技术的研究发展和工程应用；然后，阐述了21世纪初期中国复杂航天器的发展对航天器动力学分析设计技术提出的新要求，重点分析了在动力学分析、仿真、优化与试验方面必须突破和解决的若干关键技术；最后，对中国航天器动力学分析设计技术的发展目标和前景作了展望。