高空飞行环境中液体运载火箭底部热环境研究

采用数值模拟和飞行测试验证相结合的方法对液体运载火箭高空对流/辐射耦合换热问题开展系统深入研究。基于燃气多组分输运Navier-Stokes方程、热辐射方程、Realizable k-ε两方程湍流模型,建立了高空含自由流的运载火箭燃气喷流流动模型。辐射模型采用离散坐标法(DOM),空间离散采用二阶迎风TVD格式,对多个典型飞行高度火箭底部热流进行大型并行计算,将数值结果与试验数据进行广泛对比,验证了计算模型的精度和有效性。数值研究表明,火箭底部辐射热流在刚起飞阶段达到最大值,随着飞行高度上升,辐射热流逐渐降低,火箭底部对流热流表现为先升高后降低的趋势,并在20 km高空达到峰值。本文的预测分析方法对液体运载火箭底部热防护设计具有重要的理论意义和工程应用价值。     

运载火箭尾段防热/承载一体化热防护系统设计及性能分析

先进热防护技术是可重复使用运载火箭研制的关键技术之一,具有高结构效率的防热/承载一体化热防护系统是运载火箭极具潜力的备选热防护方案。本文系统地总结了可重复使用运载火箭尾舱段防热和承载两方面的设计要求,设计了一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护系统。开展了运载火箭尾段一体化热防护系统设计,进行了代表性单胞结构的高温环境地面试验,揭示了复合材料一体化热防护系统的防隔热机理。同时施加力学和热流载荷,利用有限元方法对运载火箭尾段进行了热力耦合分析,获得了尾段结构的温度场、应变场和应力场。结果表明:在典型载荷工况下一体化热防护系统内壁温度保持在89.2℃以下,内部最大应力不超过9.53 MPa,安全系数达到1.89。     

一种利用信号幅度信息的光学传感器像平面GM-PHD滤波算法

针对光学传感器像平面多目标跟踪应用,基于有限集统计学理论(Finite Set Statistics, FISST)提出一种利用信号幅度信息的高斯混合概率假设密度(Gaussian Mixture-Probability Hypothesis Density, GM-PHD)滤波算法。该算法通过建立信号幅度似然函数将幅度信息引入到PHD的递推公式中,首先根据光学传感器的特点对输出的信号幅度进行建模,然后分别计算来源于目标和杂波的信号幅度似然函数,在目标信噪比未知的情况下给出一种替代计算方法,最后采用高斯混合方式实现该算法。仿真结果表明,本文提出的算法相比仅利用量测位置信息的PHD滤波器能够显著提高多目标跟踪性能和计算效率,而且在目标信噪比未知时同样具有稳定的性能。     

最小二乘支持向量机的在线学习算法研究

针对最小二乘支持向量机在线逼近过程中求解矩阵维数逐渐扩大的问题,提出了一种最小二乘支持向量机的在线学习算法。借助滚动窗口的思想,建立一个随时间滑动的建模数据区间,在线逼近中通过接受新数据删除旧数据来保持数据区间长度不变,同时数据不断更新,从而实现模型的在线学习。仿真结果表明了这种学习算法的有效性。     

用太阳辐射波检测调试卫星地面站天线

建立成套卫星地面站天线和馈源质量监测手段，对卫星地面站研制生产单位是很必要的。现型仪器设备的购置和微波暗室的建立要消耗高额资金，给若干单位造成了困难。利用太阳辐射波作源信号，再配备一套简易微波场强测量仪的检测、调试卫星地面站天馈系统组装质量方案，其实施、使用方便，可供有关单位借鉴和参考。     

热成像制导系统干扰机理研究

给出和讨论了:①热成像寻的制导系统信噪比与目标及背景温度差之间的数学关系;②温度对比的改变对信噪比的影响;③点目标及面目标作用距离的数学模型;④目标、背景及系统特性对作用距离的影响。     

合成孔径雷达Chirp Scaling成像算法

在利用经典的距离－多普勒算法或相关的频域技术处理ＳＡＲ数据时，需要一个随空间变化的插值器来补偿信号能量在不同距离分辨率单元上的徒动。一般来讲，插值器要花费较多的计算时间，并且导致图象质量的下降，尤其是在复图像时，而本文途径的Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法避免了插值运算，但能更精确地完成距离单元徒动修正。这种算法的实现只需要复数相乘和ＦＦＴ两种运算。它是相位保留的，适合于宽测绘带，大波束宽度和大斜视     

用户星对中继卫星的跟踪规律研究

根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求，定义了用户星天线坐标系，推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时，在给定系统一定初始条件的情况下，利用该跟踪规律分别推出了用户星最大跟踪角度和角速度与用户星轨道高度和用户星轨道倾角之间的关系。最后利用STK(Satellite Tool Kit)对该跟踪规律进行了间接验证。     

导弹机动突防滑模制导律

为了得到一种用于导弹机动突防的制导律,我们在制导律设计中令视线角速率跟踪正弦有界震荡信号.在导弹机动突防过程中,导弹自动驾驶仪的惯性滞后会影响制导精度.我们利用递推李雅普诺夫设计方法推导出了一种考虑自动驾驶仪惯性的运动跟踪滑模制导律,它可以令视线角速率跟踪给定的指令信号.仿真结果表明,这种制导律可以令导弹机动突防成功的概率提高到89%,而且在自动驾驶仪滞后情况下的制导精度很高,脱靶量仅有0.3mm.     

对我国航天测控体制的期望

20 0 0年 ,在这不寻常的 2 0世纪末年 ,人们总会有些瞻前顾后 ,对未来有所遐想 ,对 2 1世纪的前期有所期望。纵观国际航天测控的进程 ,随着全球定位系统 ( GPS、Glonass)及跟踪与数据中继卫星系统 ( TDRSS)的实现与应用 ,国际航天测控网在 2 0世纪 80年代末就开始由地基测控网逐步向天基测控网过渡 ,以美国与俄罗斯为代表的航天测控网在 90年代已基本完成了这种过渡 ,欧洲与日本的航天测控网预计在 2 1世纪初亦将开始这种过渡。随着美国高级跟踪与数据中继卫星系统 ( ATDRSS)的部署与完善 ,美国的航天测控网将在 2 1世纪初走向更高级…