Active detumbling technology for noncooperative space target with energy dissipation

Space debris is generally a kind of tumbling noncooperative space target which poses a serious threat to human space activities. In active debris removal (ADR) missions, capturing a space target directly may cause damage to space manipulator and chaser satellite, so it is a feasible strategy to reduce the angular velocity of space target to an acceptable range in the pre-capture phase. In this paper, an active detumbling technology for a free-floating tumbling space target with energy dissipation is studied, and an effective detumbling method utilizing intermittent contact impact between the space target and despin mechanism is proposed. First, the dynamic model of the space target is set up by the Jourdain’s velocity variation principle. Then, a contact model between the space target and despin mechanism is established based on the Hertz contact theory and the method of computer graphics. Finally, the detumbling method is validated by numerical simulations. Simulation results show that our method can reduce the angular velocity of the space target effectively without causing large nutation.     

Simulation of rocket plume and lunar dust using DSMC method

When lunar modules land on the Moon, dust impingement on the lunar module components and deposition on the thermal and optical surfaces would cause many serious problems. The emphasis of this research is on simulating the interaction of rocket plume and lunar dust using the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. The method is extended to model the movement and collision stages of rarefied plume gas and dust particles, including three collisional mechanisms: molecule–molecule, molecule–particle and particle–particle collisions. The reflection of gas molecules on the particle surface is computed by an indirect approach based on the coordinate transformation. Neighboring-cell contact detection scheme is applied to check for contacts between all possible particle pairs. The simulation results show that the acceleration of dust particle is mostly determined by the parameters of plume field. In the computational regions with larger gas density and velocity the particles can be accelerated to larger velocity and convected to higher temperature.     

可压缩流动转捩的迭代求解

本文叙述了高速可压缩边办流动稳定性和转捩点预报的数值计算方法，特别是Ｒａｙｌｅｉｇｈ反迭代法与边界层渐近匹配方法的配合，有效地提高了计算精度，节省了存储和计算时间，本文给出的评定界层第一模式的稳定性分析和转捩区数值预报结果，与已有的实验结果一致。     

Ti60钛合金电子束焊接接头性能及组织

采用ELA-30中压型电子束焊机对Ti60钛合金进行焊接,并对其接头显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:Ti60钛合金可焊性良好,选择合适的工艺参数能达到优质的接头;其焊缝显微组织主要为针状细小的α’马氏体及片状的初生α组织,母材显微组织为等轴组织初生α+片层β转变组织;其接头断裂的断口面主要表现为韧性断裂;焊缝区域的显微硬度稍高于基体;室温抗拉强度达到母材的95.7%,冲击韧度达到母材的64%;600℃下接头抗拉强度达到母材的91.7%。     

工程知识管理系统模型研究

针对工程知识管理系统模型多样化的现状,从需求、功能和应用三个方面论述了对工程知识管理系统模型的理解和认识以及需求、功能及应用模型的含义和组成。提出工程知识管理系统模型由知识需求、系统功能和知识应用构成。在工程知识管理系统模型的基础上,成功设计开发出工程知识管理系统实例,并在航天企业中形成了一定规模的应用。     

提高锻模寿命的途径

针对锻模在使用过程中常见的两种失效形式 ,即热磨损和热疲劳裂纹 ,分析了其产生的原因 ,并提出了为提高锻模寿命而应采取的措施     

一种鲁棒性盲水印算法

鲁棒性数字水印特别是盲水印是保护数字作品版权的重要手段.提出一种针对彩色图像的鲁棒性盲数字水印方法.该方法根据灰度图水印信号序列,结合宿主图像DCT(Discrete Cosine Transformation)系数相关性自适应地嵌入水印信号,提取水印时不需要原始宿主图像,可以批量处理,适用在Internet上检测侵权数字作品.实验结果证明该方法对JPEG有损压缩、裁减等处理操作具有较好的鲁棒性.      

轴对称羽流流场数值模拟和实验验证

针对在轨航天器羽流效应对航天器整体寿命的影响,在"DFH"系列卫星姿控发动机喷管羽流实验研究的基础上,建立喷管的轴对称模型,选取矩形计算区域,设定一定的边界条件和计算条件,采用轴对称单组分直接模拟蒙特卡罗(DSMC,Direct Simulation Monte Carlo)方法对相应实验状态的羽流流场进行数值模拟研究.通过对比数值模拟结果和实验测量结果,表明DSMC数值模拟羽流流场的计算结果符合实际流动规律,实验验证了所编制的轴对称DSMC数值模拟程序的正确性和有效性.      

气动管道中压力波的传播特性分析

利用一维非定常气流理论,建立了管道中气体传播的分布式参数模型,采用迎风差分的方法进行数值计算,并通过实验结果与模型仿真结果的比较,验证了该模型的正确性.通过改变管道直径、气源速度、入口压强和仿真空间步长等初始条件,模拟不同特性的管道,对仿真结果进行比较分析,得到不同波形的压力波在不同管道中传播的特性.结果表明:利用压力波测流量时,应采用下弦波或矩形波.      

四旋翼飞行器的非线性PID姿态控制

针对四旋翼飞行器的非线性姿态运动动力学模型,设计了一种新的几乎全局稳定的非线性PID (Proportional Integral Derivative) 姿态控制器.该控制器由一个线性PID的控制部分和一个惯性力矩补偿部分组成,可以抑制常值干扰和幅值有界且能量有界的干扰.数字仿真验证了该控制器对干扰的抑制作用.在搭建的姿态控制实验平台上进行了定点姿态跟踪控制实验.实验结果显示俯仰角和滚转角的误差均小于1°,验证了该控制器对小角度控制的有效性和对未建模动态的鲁棒性.