空间机械臂系统轨迹规划仿真分析

在轨组装系统处于空间微重力环境下,其机械臂的动力学模型有别于地面环境下的。文章以空间三自由度机械臂为研究对象,采用适用于空间环境的拉格朗日方程,推导机械臂系统的动力学方程,仿真得到不同作用力矩下各关节的动力学响应,分析并校验动力学模型的准确性。仿真结果表明:所建动力学模型准确可靠,与实际相符,且直观表述了各个转角间因关节力矩不同所产生的相互耦合情况。文章还在常规的机械臂轨迹规划方法基础上,提出一种新的轨迹逼近策略,并对比两种不同轨迹逼近策略的优劣,证明本文方法在效率和精度上更优,且可确保按照期望的路径执行空间环境下的目标捕捉任务。     

LESS燃烧室非定常旋流流动

结合实验和CFD数值方法,研究了LESS燃烧室旋流器出口附近的非定常流动特征.一维热线测试结果表明:预燃级出口存在着2249Hz周期性速度振荡,而主燃级出口流动未见明显脉动.通过瞬态LES数值结果检验了在旋流器出口附近采用一维热线测量三维流动速度偏差为8%.另外,数值模拟计算得出预燃级出口速度脉动频率为2331Hz,与热线测试结果偏差为3.6%.最后通过频谱分析和相关性分析,得出周期性速度脉动由预燃级内进动涡核主导.      

喷丸产生的残余拉应力场及材料的内部疲劳极限

 本文采用大型弹塑性分析有限元程序ADINA-84计算了40Cr钢9种规范的喷丸残余应力场,获得了残余拉应力场的计算表达式,并根据疲劳试验结果,提出了内部疲劳极限概念及喷丸强化的内部疲劳极限理论。     

多旋翼无人机流场仿真分析

为了使多旋翼无人机编队飞行时避开单机产生的流场干扰较大的区域,通过CFD仿真软件对多旋翼无人机流场进行模拟仿真。结合实际情况设置模型参数,分析了当多旋翼无人机处于悬停状态时的流场特点,并通过试验获取数据与仿真结果对比。仿真分析了不同速度下的水平飞行以及上升和下降时多旋翼无人机周围流场的特点。根据对流场的分析,确定不同位置上无人机所受到的气动干扰情况,为更合理地设计编队队形,提高多旋翼无人机编队整体机动性和安全性提供了依据。     

NOMA异步干扰消除技术

由于NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access,非正交多址接入)技术能够提高系统的吞吐量和频谱效率,因而在空间信息传输中具有广阔的应用前景.针对N O MA在传输过程中必然面临的同步问题以及不同用户信号间的彼此干扰问题,提出了N O MA异步干扰消除方案.首先采用过采样使得输出符号之间的噪声分量彼此独立,然后利用过采样输出序列间良好的结构性,分别采用SIC(Successive Interference Cancellation,串行干扰消除)、BP(Belief Propagation,置信度传播)、MLSD(Maximum Likelihood Sequence Detection,最大似然序列检测)等对采样输出的序列进行信号检测.仿真结果表明,符号异步NOMA相比于同步NOMA具有更好的误码性能.     

提高应急撤离地面演示参试者安全性的研究

应急撤离地面演示试验是民用飞机适航取证工作中一项重大的全机性适航验证试验。从提高演示试验参试者安全性角度,解读了相关的适航规章要求。结合某型号的实践经验,在不影响试验结果的情况下,从完善应急撤离地面演示程序、应急预案、增加旅客保护措施、寻求替代程序几方面给出建议,使得演示参试者得到保护以免受伤。     

水下环境爆炸对方形水池冲击载荷数值模拟研究

水下环境爆炸问题属于较为复杂、较难进行试验的科学研究,理论公式对水下环境爆炸相关问题分析能力有限,随着数值仿真技术准确性和精确性的提高,利用数值仿真技术对水下环境爆炸问题进行分析显得尤为重要。开展了爆炸冲击对水池壁面作用力数值仿真,采用流固耦合算法和remap技术,将一维楔形爆炸模型映射到三维球体模型中,以较小的计算规模模拟3kg TNT药包在较大水池（9000mm×5000mm×5000mm）内爆炸冲击过程,揭示了爆炸冲击波在水池中发生多次反射机制,得出了水池壁面受力规律,仿真计算与分析验证了本文提出的模型方法的有效性。     

地球同步轨道卫星混合推进转移轨道特性分析

以地球同步轨道卫星转移轨道设计为背景，针对全化学推进燃料消耗大和全电推进转移时间长的问题，开展了化学 电混合推进转移轨道优化设计与特性分析。首先，讨论了轨道倾角和近地点幅角变化对混合推进转移轨道的影响。研究表明，在混合推进优化设计中需要将轨道倾角作为优化变量之一。然后，以近地点半径、远地点半径、轨道倾角为优化变量生成搜索网格，得到过渡轨道集。针对每条过渡轨道，构建化学推进转移段和电推进转移段。其中化学推进段采用单圈兰伯特转移解算，电推进段采用混合法优化。最后，以燃料消耗和转移时间为指标，在搜索域内开展解算分析，研究了混合推进轨道在整个搜索域内的变化趋势。该方法可以提供具有不同燃料消耗和转移时间的混合推进转移解集，拓宽了解空间，可供轨道设计人员根据任务约束灵活选用。     

通信卫星载荷舱设备半物理仿真测温优化方法

针对通信卫星载荷舱设备温度测量,提出一种基于载荷舱热控边界设置有限测温点与地面数据(热试验或热分析)挖掘结合的半物理仿真测温方法,用以替代设备设置测温点直接物理遥测的传统测温方式,实现载荷舱测温点使用数量的优化减配。该测温优化方法在"东方红四号"平台卫星上得到验证——与传统测温方式相比,载荷舱测温点数量减少70%以上,减重约6 kg,载荷舱测温系统的工程设计及研制费效比降低70%以上。     

大鼠后肢去负荷体位调节装置设计与实验研究

通过对大鼠尾吊模型进行改进，研制出一种新型可调节体位的大鼠后肢去负荷悬吊装置，研究模拟微重力效应下体液分布变化对大鼠骨代谢的影响.将36只SD大鼠均分为对照组（CON）、头低位后肢去负荷组（HDT）、水平位后肢去负荷组（HH）和头高位后肢去负荷组（HUT）4组，实验21天后，利用DXA检测大鼠的骨密度（BMD）.模拟微重力效应下的三组大鼠后肢均发生严重骨丢失，其中HH和HUT组后肢BMD显著大于HDT组.实验结果表明，体液分布变化可能在模拟微重力效应导致的骨丢失中起到重要作用，新型大鼠后肢去负荷悬吊装置能够调节大鼠体位（体液）进行模拟微重力效应研究.