TTE/TTP技术在航天器中的应用分析

介绍了TTE/TTP技术的基本原理,分析了时间触发网络相对传统网络在时间确定性、减少网络冲突等方面的优势,结合航天飞行器的实际需求,提出了时间调度表设计、时间同步及时间调度表动态调整等方面的关键技术,为实现时间确定性网络技术在航天飞行器上的应用提供了可行的实施方案,从而满足航天飞行器强实时、高可靠、时间确定性等方面的需求,以支撑新型航天器发展。     

强跟踪滤波在移动机器人SLAM的应用研究

针对移动机器人的运行特点,分析机器人常用SLAM方法,提出将STF应用于移动机器人SLAM。主要结合STF算法优点,通过引入渐消因子,解决机器人模型未知和状态变化不连续的问题,将算法用于环境地图的创建和机器人的定位。实验结果证明该应用比其它方法定位精度高,能够满足在大范围室内环境下SLAM的需求。     

电弧加热器铜污染组分效应发射光谱定量研究

电弧加热器是研究飞行器气动热防护问题的重要地面试验平台,其采用电极放电加热获得高温气体的方式,会产生铜蒸汽粒子,并随同进入地面试验模拟的等离子体气流,产生电弧风洞地面试验铜污染组分效应。本研究利用发射光谱诊断技术,发展了一套电弧加热器高温流场组分在线诊断测量系统,开展对10 MW高焓叠片式电弧加热器铜电极烧蚀的在线测量,获得了铜原子浓度的实时测量结果。基于所选铜原子谱线,开展了对电弧加热器起弧过程和稳定工作过程的测量,同时分析了管式电极和环形电极下电极烧蚀的情况。研究结果表明：起弧瞬间,电极烧蚀较明显,管式电极的铜原子峰值浓度要明显高于环形电极;稳定工作后,环形电极铜原子烧蚀量迅速下降,并保持在一个较低水平（<10^-6）,管式电极仍然存在较高、不稳定的烧蚀,显示管式电极的烧蚀量要明显高于环形电极,且管式电极烧蚀量随着电弧加热器运行电流的增加而增加。基于该测量结果,建立了判定电极失效的直接判据,并用于保障电弧加热器运行安全。为研究电弧加热器电极烧蚀及地面试验铜污染组分效应提供了非接触式测量手段,目前,该测量系统已经作为电弧加热器的常规测试手段,提供电弧加热器高温气流的在线诊断。     

可变弯度机翼后缘形态重构光纤监测技术

可变弯度机翼是一种变翼型变体飞行器,在飞行过程中可根据不同的飞行环境自适应调整机翼弯度来提高飞行效率,从而适应复杂多样的任务环境。针对可变弯度机翼后缘形态与偏转角度实时监测需求,研究了一种基于光纤布拉格光栅传感器的机翼后缘形态重构方法。采用数值仿真方法分析可变弯度机翼后缘的形态变化特征,得到可变弯度机翼后缘偏转位移与偏转角度之间关系。给出光纤布拉格光栅传感器布局形式,构建了基于应变和曲率信息递推位移重构原理的机翼后缘形态和偏转角度监测系统。基于光纤布拉格光栅传感器的机翼后缘形态重构相对误差约为6.39%,偏转角度辨识相对误差约为7.47%。研究结果表明,所提方法能够为可变弯度机翼后缘形态感知、姿态自适应调整以及气动外形优化提供技术支撑。     

基于工程和数值方法的导弹气动特性计算

导弹气动特性对导弹设计及使用具有重大意义,气动特性的确定是弹道计算、控制参数的选择和结构强度设计的原始依据,其优劣直接影响导弹的飞行性能。针对某型导弹风洞模型,采用一般工程计算方法及FLUENT软件,分别从工程与数值两个方面对其在亚声速条件下的气动特性进行研究,然后将计算所得的主要气动力系数与风洞实验结果进行对比,从而对不同计算方法的精度进行评价。结果表明,二者所计算的气动参数在一定范围内满足工程设计的精度要求,能较为准确地反映导弹的气动特性。     

基于通用三坐标测量机的面齿轮齿形误差测量

考虑面齿轮实际齿面的加工误差客观存在的基础上,采用一种迭代方法建立测量坐标系,使得测量坐标系尽量接近设计坐标系,并根据加工误差对测量坐标系与设计坐标系之间关系的数学模型进行约束,从而实现精确求解。在此基础上,建立了实测点与理论测量点之间的数学模型,并由此补偿加工误差引起的相关测量误差。最后进行实际测量实验,结果显示本方法的测量坐标系与设计坐标系之间的误差相比于传统方法降低了89%以上,最大测量偏差降低了54%以上,测量结果更加真实可靠。     

Development of a GNSS water vapour tomography system using algebraic reconstruction techniques

A GNSS water vapour tomography system developed to reconstruct spatially resolved humidity fields in the troposphere is described. The tomography system was designed to process the slant path delays of about 270 German GNSS stations in near real-time with a temporal resolution of 30 min, a horizontal resolution of 40 km and a vertical resolution of 500 m or better. After a short introduction to the GPS slant delay processing the framework of the GNSS tomography is described in detail. Different implementations of the iterative algebraic reconstruction techniques (ART) used to invert the linear inverse problem are discussed. It was found that the multiplicative techniques (MART) provide the best results with least processing time, i.e., a tomographic reconstruction of about 26,000 slant delays on a 8280 cell grid can be obtained in less than 10 min. Different iterative reconstruction techniques are compared with respect to their convergence behaviour and some numerical parameters. The inversion can be considerably stabilized by using additional non-GNSS observations and implementing various constraints. Different strategies for initialising the tomography and utilizing extra information are discussed. At last an example of a reconstructed field of the wet refractivity is presented and compared to the corresponding distribution of the integrated water vapour, an analysis of a numerical weather model (COSMO-DE) and some radiosonde profiles.     

基于RecurDyn的动力学与控制一体化仿真模式研究

研究以动力学软件RecurDyn所建立的复杂卫星动力学模型,和以Simulink和C++语言分别建立的控制系统模型间的一体化仿真模式,通过2次开发和数据通信接口的编制,提供了2种实现该复杂卫星系统动力学模型与2类控制系统模型间的一体化仿真模式。     

榫槽结构浸没式管电极内喷液电解切割加工

在航空发动机中,用于连接涡轮盘和叶片的榫槽/榫头结构加工精度、表面质量要求极高,现有加工技术还不能实现涡轮盘榫槽结构的低成本、高效、高质量加工。电解线切割具有加工精度高、加工表面质量好、加工灵活性强等特点,对涡轮盘榫槽结构的低成本加工具有原理性优势。针对管电极内喷液电解切割时,切缝侧壁表面粗糙度不均匀问题,提出了浸没式管电极内喷液电解切割加工方法。在较为稳定、均匀的外部流场和快速流动的加工间隙内部流场共同作用下,实现了大厚度难加工材料的高效高质量加工。结果表明,相比于管电极内喷液电解切割,浸没式管电极内喷液电解切割加工出的切缝侧壁表面粗糙度比较均匀,整体加工质量较好。优选出内喷液压力,以4.5μm/s的进给速度在20 mm厚的高温合金GH4169工件上加工出表面粗糙度为Ra 1.247μm的涡轮盘榫槽结构。     

多层结构设计在吸波材料中的应用

简述了多层结构吸波材料设计的理论模型、设计原则及优化设计方法,从吸收剂材料的电磁特性方面总结了多层结构吸波材料的特点,详细论述了多层结构设计对吸波材料性能的影响,最后提出了多层吸波材料的技术难点和发展趋势。