卫星大角度姿态机动控制的SOS设计

由于卫星各轴角速度之间是相互耦合的,故当姿态作大角度机动时需要考虑其非线性的动力学特性。此外,表示姿态的运动学微分方程也是非线性的。针对这类非线性系统的控制设计,文章提出了一种采用平方和(SOS)的综合方法。虽然SOS法是一种数值计算的方法,但文中表明设计结果却具有清晰的物理意义。所得的控制律可以视为是非线性版本的PD控制。由于修正Rodrigues参数(MRP)本身特性的关系,控制输入会出现峰值,因而文章提出了一种饱和设计。根据此类姿态系统的无源性本质,可以证明饱和下系统的响应是收敛的。同时,提出了一种利用对角优势的设计思路来减少SOS法的数值误差。SOS法可以求解不容易解析求解的非线性问题,具有广阔的应用前景。     

基于滤波算法的拟平均轨道根数自主实时确定方法

针对卫星长期自主运行的发展要求,首次提出了基于滤波算法的卫星自主计算拟平均轨道根数的在轨实时方法。首先以受地球非球形摄动影响的低轨卫星为研究对象,推导了拟平均轨道根数的变化率并考虑了J2平方项补偿;以拟平均轨道根数为状态变量并以卫星瞬时速度和位置作为观测量建立了滤波方程,然后分别应用平方根无迹卡尔曼滤波(SR UKF)和扩展卡尔曼滤波(EKF)对拟平均轨道根数进行估计。仿真结果表明,两种滤波方法均能有效地计算拟平均轨道根数,其中平方根UKF滤波具有更高的精度和稳定度,且都可以满足卫星在轨自主实时计算拟平均轨道根数的需求。     

计算机辅助工艺设计（CAPP）系统数据备份模式的研究

航天器工艺数据是航天器总装过程中的重要数据,计算机辅助工艺设计（CAPP）系统是用于工艺数据编写的信息化系统。为了对航天器工艺数据进行可靠的备份,文章研究了适用于CAPP系统的数据备份模式。根据航天器工艺数据特点、CAPP的系统特点和应用情况,使用改进的父子循环策略对航天器工艺数据进行周期性的完全备份,制定了介质覆盖保护周期的计算公式,备份系统的架构采用LAN-Based方式,同时设定了合理的备份时间调度。依照此方案实施的备份作业取得了良好的运行效果。     

Dynamical evolution of high area-to-mass ratio objects in Molniya orbits

For special demands, some notable orbit types have been developed by human, including the Molniya orbits, which have a relatively high eccentricity up to about 0.7, and a period of 12 h. Considering that space debris with high area-to-mass ratio (A/M) has been discovered, such objects may also exist in Molniya orbits due to spacecraft and upper stages fragmentation events. However, there are not sufficient studies of the complex dynamical phenomena of such orbits. These studies can enrich the knowledge about the long-term evolution of these orbits, be helpful to propose uncatalogued objects observation and identification, and also set the protected region as well as active debris removal. In this paper, the characteristics of 2:1 resonance of Molniya satellite orbits are studied. A large set of numerical simulations, including all the relevant perturbations, is carried out to further investigate the main characteristics, and special attention is payed to the dynamical evolution of objects with high A/M, particularly affected by the direct solar radiation pressure. The long-term dynamical evolution of orbital elements, as well as the dependency of lifetime on the A/M value, is discussed.     

基于惯性系的双轴旋转式惯导系统转位方法

针对双轴旋转式惯导系统中不能自动补偿标度因数误差与地球自转耦合误差的问题,提出了一种改进的转位方法。该方法不增加转轴数目,通过补偿地球自转在转轴平面的投影抑制耦合误差项,计算结果表明该方法适用于激光陀螺惯导系统和光纤陀螺惯导系统。利用改进的转位方法对双轴旋转式惯导系统进行仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。研究结果为双轴旋转式惯导系统的工程设计和改进提供了一定的理论支持。     

共轴双旋翼自转气动特性

为了研究共轴双旋翼自转状态下的气动特性,开展了共轴双旋翼自转气动特性理论和试验研究.采用叶素理论计算旋翼力及力矩特性,引入气动干扰模型及动态入流捕捉旋翼流场的变化,对共轴双旋翼自转状态下的气动特性进行了理论分析和计算.风洞吹风试验与理论模型计算对比分析表明:旋翼转速较大时的误差小于5%,验证了理论模型的有效性.获得了上/下旋翼转速及升力随着总距角、后倒角、上/下旋翼间距及风速的变化关系.对比分析了上/下旋翼的相互气动干扰强度,获得了有效的共轴双旋翼自转时旋翼拉力分配的计算方法.      

镁合金在航天器上的应用分析与实践

镁合金具有比强度、比刚度高,阻尼性好,电磁屏蔽能力、抗辐照能力强等优点,是特别适合航天器选用的轻质金属材料。文章针对航天器结构轻量化的发展需求,结合镁合金在航天器中的不同应用情况,分析了镁合金存在的耐腐蚀性、焊接和加工成型等工艺问题,给出了具体工艺方法和措施建议。     

“海洋二号”卫星主动段、自由飞行段力学环境测量与分析

力学环境测量系统首次搭载于“海洋二号”遥感卫星并开展了卫星在轨动力学环境的测量。文章主要介绍了利用该测量系统对主动段和自由飞行段卫星关键设备和关键部位动力学环境的测量情况,包括主动段卫星振动响应及其结构传递,自由飞行段卫星活动部件工作引起的微振动以及传递到光学敏感器上的微振动响应等;根据测量结果进行了力学响应分析。由于是首次开展在轨动力学环境的测量,所以获得的结果非常宝贵,对于完善、修正卫星分析模型具有重要的价值,可为卫星地面力学试验条件的确定提供参考依据。     

原子氧对航天材料的影响与防护

采用质子加速器对Fe-Ni软磁合金进行8 MeV质子辐照,研究其磁性能及组织结构与缺陷变化情况。研究结果表明,随质子辐照吸收剂量的增加,Fe-Ni合金的矫顽力增大,磁导率下降,饱和磁感应强度未受影响。X射线衍射（XRD）结果表明辐照未引起相结构的变化,但使晶格发生了畸变。正电子湮没分析表明,辐照导致了空位等材料缺陷。     

气候试验方法中对试验箱内风速要求的分析

文章介绍了GJB 150A和GB/T 2423标准中对试验箱内风速的有关要求,分析了各试验方法中规定风速要求的目的和原理,以及GB/T 2423为减少风速对热效应影响而应用的试验方法思路,指出了目前标准实施中试验箱选用及使用方面存在的问题,并提出了一些建议。