乘波飞行器低马赫数飞行状态下的气动性能研究

乘波飞行器在低马赫数飞行状态下的气动性能是近空间飞行器设计和研究人员关心的 问题之一。本文以M=3,设计飞行高度H=15 km为设计点,最大升阻比为优化目标,并通过 满足一定的有效载荷容积,气动热防护和气动操纵的要求进行了工程化设计后得到的锥导乘 波体为研究对象,借助数值模拟和风洞实验技术相结合的研究手段对乘波飞行器在跨声速和 超声速飞行阶段的气动性能进行了探讨。研究结果表明,乘波飞行器在该飞行阶段的气动性 能与前缘所处的气动状态密切相关。
     

日本H-Ⅰ、H-Ⅱ运载火箭的研制和试验现状

日本的N-Ⅰ、N-Ⅱ运载火箭是用美国技术援助制造的.H-Ⅰ亦按美国许可证生产,因而其用途受到很大限制.为摆脱对美国的依赖,日本H-Ⅰ火箭的研制中,特别强调依靠自己的力量和技术.H-Ⅰ研制的重点是第二级的液氢/液氧发动机、第三级固体发动机以及惯性导航装置.1986年8月和1987年夏季H-Ⅰ分别发射成功.H-Ⅱ火箭虽然以H-Ⅰ的技术为基础,但两者的结构和特性有很大的不同.H-Ⅱ国产化程度达100%,性能更好,费效比和可靠性更高,能满足90年代空间任务的需求.对H-Ⅱ火箭的性能、研制规划及弹道和飞行特性作了重点叙述.     

平行构型双框架控制力矩陀螺操纵律研究

研究了平行构型双框架控制力矩陀螺(DGcMG)的操纵律.分析平行构型DGCMG系统奇异情况及控制特点,在此基础上给出角分布操纵律的设计思想及具体形式.从解决奇异问题等方面,对其性能进行分析.针对无法逃离奇异的不足和角分布运动的权重系数动态变化的需要,改进其外框架角速率指令并仿真验证改进后性能.     

日本的H-Ⅱ火箭

为了满足以低成本发射大型卫星的要求,日本宇宙开发事业团正在研制H-Ⅱ运载火箭,以作为其90年代的主要运载工具。目前,宇宙开发事业团正在进行该火箭的D阶段的研究和进行多种类型的研制试验。1988年已开始制造H-Ⅱ的地面试验型火箭（GTV）和第一枚飞行型（FM）火箭,第一次试飞计划在1992年初进行。本文将详细介绍H-Ⅱ火箭的设计和研制现状。     

航天技术二次应用范例(七)

雷电防护技术 目前,越来越多的复合材料被应用于飞机设计中以减少重量、增加强度。同时,为了提高飞行和发动机控制的效率,飞机上还应用了数字电子仪器系统。但上述两种技术的应用都使得飞机更易遭雷电破坏。为此,NASA的兰利研究中心进行了一项为时7年的雷电研究,以确定雷雨天气对商业航空飞行带来的危害。该计划利用一装备有专门仪器和雷电防护设备的F-16B飞机飞     

可控翼伞的飞行控制程序设计与运动仿真

文章介绍可控翼伞飞行控制程序的设计。以提高落点精度和减少操纵量为准则 ,设计了分阶段的归航控制程序 ,该程序中的关键参数运用仿真优化方法得以确定。为验证和改进翼伞飞行控制程序 ,构建了翼伞归航的可视化仿真环境。该仿真环境可以给出在设定条件下归航的仿真结果 ,包含翼伞系统运动轨迹的显示和统计分析结果 ,同时能直观地显示翼伞系统在三维场景中的归航过程。     

无人机模拟训练系统中的实时飞行仿真

为了降低无人机的试飞成本,提高操纵手的技能,设计了一种模拟训练系统。介绍了该模拟训练系统的特点和构成,着重对系统中实时飞行仿真的各模块设计方法进行了研究。在DOS操作系统中用C语言实现飞行仿真软件,并讨论了软件实现中的模态切换等关键问题。通过飞行剖面仿真实验,证明该仿真系统可靠性高、实时性好。     

可控翼伞单电机伺服机构微机控制

可控翼伞后缘有二组操纵绳,控制它可以改变翼伞飞行方向,实现回收体在预定点(区域)着陆和回收。通常使用二个电机分别进行操纵控制。为了提高系统的性能,减少部件,探讨了单电机进行双边操纵控制的新方案。文中主要介绍微机操纵控制系统的硬件、软件设计。     

可控翼伞的飞行控制程序设计与运动仿真

文章介绍可控翼伞飞行控制程序的设计。以提高落点精度和减少操纵量为准则，设计了分阶段的归航控制程序，该程序中的关键参数运用仿真优化方法得以确定。为验证和改进翼伞飞行控制程序，构建了翼伞归航的可视化仿真环境。该仿真环境可以给出在设定条件下归航的仿真结果，包含翼伞系统运动轨迹的显示和统计分析结果，同时能直观地显示翼伞系统在三维场景中的归航过程。     

面向控制的高超声速飞行器动力学特性分析

对于弹性机体/发动机一体化设计的高超声速飞行器,其高度复杂的动力学特性使得飞行控制研究具有挑战性。本文分析了高超声速飞行器独特的动力学特性,研究其对飞行控制系统设计的影响。基于模态分析结果,推导了关键动力学特性的解析描述,揭示出其潜在的物理机理,评估了其对控制系统稳定性和性能的影响。具体而言,研究了静不稳定性和非最小相位行为对控制带宽的约束,以及弹道/姿态大滞后特性。分析了控制/结构耦合对控制系统稳定性的影响,并给出传感器配置准则。     

大型风洞的磁悬和天平系统

NASA兰利研究中心正在研究把采用高速计算机,先进的传感器以及超导线圈等先进技术的大型磁悬和天平系统(MSBS)应用于风洞试验的可行性。 磁悬和天平系统可以代替普通风洞试验段内固定试验模型的支杆装置,实现无机械约束的三维模型试验,避免了机械支杆装置对周围气流的干扰,特别是在跨音速风洞内。 支杆装置的干扰问题对新一代跨音速风洞,如兰利中心的国家跨音速风洞,显得更为突出。国家跨音速风洞的工作气体压力需要高达9个大气压,以模拟实际飞行的雷诺数。而这么高的动压需要尺寸更大和更复杂的模型     

高超声速气流非结构化网格DSMC算法研究

高超声速气动热力学环境的研究是直接涉及飞行器轨道控制、热防护设计的关键问题之一。文章通过研究稀薄气体热化学非平衡态中的热力学环境,采用非结构化DSMC程序对“火星探路者号”（Mars Pathfinder）探测器的Ballute减速装置在地球大气层和火星大气层中的高超声速飞行进行了数值模拟,计算得到了流场的温度分布、探测器壁面的热流密度分布,分析表明稀薄气体热化学非平衡态对飞行器流场有影响。将仿真结果与NASA兰利研究中心的计算结果作了比较,二者吻合很好。研究结果可用于飞行器热防护设计。     

惯性/雷达/红外复合末制导技术的研究

对基于惯导/雷达/红外导引头的复合末制导方法进行了探讨研究.介绍了双模导引头应用到飞行末段改进惯性导航的方法.提出了利用扩展卡尔曼滤波器将寻的头测量得到的相对方位角和角速率信息与惯性导航信息融合起来,估计并修正再入飞行状态参数偏差,按其具有终端位置和角度约束的制导律实时进行导引控制的再入复合末制导方法.本文对寻的头卡尔...     

载人航天器故障特点及其诊断技术的研究展望

载人航天飞行是一项耗资巨大、变量参数很多、非常复杂的系统工程,保证其安全、可靠是进行航天器设计时必须考虑的重要问题。经过近40年的发展,其技术水平取得了很大的进步,载人航天器性能及可靠性也有了极大提高,并逐渐趋于成熟。但是追踪国外已公布的飞行试验结果发现,尽管设计人员尽心尽力,一再力     

日本研发可“穿”在身上的尿裤型全自动太空厕所

2008年11月26日，日本三菱重工业公司在其位于爱知县飞岛村的工厂首次公开展示H-2B新型火箭。它是H-2A火箭的改进加强型，以液氧和液氢为推进剂的二级火箭，其第一级燃料箱的直径和长度都比H-2A型有所增加，所装填燃料约为H-2A火箭的1．7倍。此外，H-2B火箭载有2台第一级液体火箭发动机和4个用于辅助加速的固体燃料推进器，这些装备性能都是H-2A火箭的2倍，使H-2B火箭具备了运载“国际空间站”转移飞行器（HTV）的能力。     

可控翼伞单电机伺服机构微机控制

可控翼伞后缘有二组操纵绳，控制它可以改变翼伞飞行方向，实现回收体在预定点（区域）着陆和回收。通常使用二个电机分别进行操纵控制。为了提高系统的性能，减少部件，探讨了单电机进行双边操纵控制的新方案。文中主要介绍微机操纵控制系统的硬件、软件设计。     

美国的人员运载系统研究

美国航宇局正在对其下一代载人空间运输系统进行全面的研究,其中一种方案是研制小型的人员运载系统(PLS)。PLS将作为现有航天飞机的补充,用于执行空间站机组替换及其它飞行任务。PLS在设计上强调提高可靠性、安全性及使用效率和降低成本。由已有的升力体式飞行器派生而来的HL-20人员运载系统方案已进行了多方面的试验和分析。     

美将用大尺寸超燃冲压发动机进行风洞试验

美将用大尺寸超燃冲压发动机进行风洞试验美国即将在美国航宇局兰利研究中心的一座风洞中对一台大尺寸冲压／超音速燃烧冲压发动机进行试验。这些试验将使国家空天飞机的研究人员首次能够确定尺寸因素对超燃冲压发动机研究与开发过程中已进行的设计计算的影响。在此之前，...     

平流层飞艇飞行温度限和飞行速度限分析

平流层飞艇的飞行性能对其飞行安全、机动能力等非常重要.本文结合平流层飞艇的特点,提出"飞行温度限"和"飞行速度限"对其极限飞行性能进行评估,并在理论分析的基础上,提出相应的估算方法.通过具体实例,对平流层飞艇的极限飞行性能进行评估.     

运载火箭柔性防热材料隔热性能的试验研究

为获知运载火箭二级飞行段尾舱用柔性热防护材料的隔热性能,设计了热真空试验方案,采用石英灯加热器模拟辐射热源,在真空罐内开展了辐射热环境下材料隔热性能的试验研究,得到防热材料内外表层温度测点在20 kW/m2热流下保持800 s时间的试验数据;分析不同材料(组合)的隔热性能及其差异产生的原因,给出辐射热环境下热防护结构的选材建议。在本试验工况下,2层玻璃纤维带+2层硅橡胶布+2层镀铝薄膜的组合可使其内部温度降低到192℃,低于电缆正常工作上限(200℃),满足防热要求。试验结果可为今后的运载火箭在大气层飞行段内的防热设计提供参考。