静电场仪校准系统的设计及仿真研究

静电场仪的精确校准对提高卫星在轨电场探测精度、保障卫星安全发射升空、精确预测雷电等具有重要意义。针对电场仪校准的需要,设计了平行极板电容式静态电场仪校准装置。利用三维电磁场仿真软件CST对标准静电场发生装置进行数值仿真,研究了校准箱内部及边缘处的静电场分布特点,分析标准极板直径和间距对边缘效应的影响,结合极板平行度对电场均匀性的影响分析,确定了校准过程中电场仪探头的最佳位置,实现静电场仪校准装置的最优化设计。     

利用多普勒测量确定嫦娥四号着陆器精密定轨

针对嫦娥四号着陆器环月飞行阶段的轨道,开展基于多普勒测量数据的精密轨道计算与精度分析。首先给出了多普勒测量数据的精确观测建模方法。然后,从着陆器姿控力影响,重叠弧段轨道比较,以及独立轨道比较几个方面开展计算与分析,结果表明：姿控喷气会对探测器产生细微的加速度,对轨道计算产生20~50 m的影响;通过重叠弧段的比较,稳定飞行阶段多普勒数据独立解算轨道的精度优于30 m;与测距与VLBI测量联合解算轨道的比较,轨道之间的差异小于50 m。     

TG01/SZ08交会对接轨道确定与预报精度分析

以我国首次空间交会对接为背景,介绍了交会对接任务轨道计算和预报的新特点。针对TG01("天宫一号"目标飞行器)调相控制期间的中长期轨道预报问题,分析了影响预报精度的多种因素,定量给出了偏航飞行姿态对轨道预报的影响,通过对不同策略预报结果的比较,制定了轨道预报的最优策略;针对SZ08("神舟八号"飞船)远距离导引期间的短弧定轨,采用适应短弧情况下的定轨策略,分别利用3圈、6圈地基统一S频段和中继卫星数据的定轨位置精度优于50m。     

全工序法弧齿锥齿轮加工参数计算方法

分析弧齿锥齿轮刀盘的结构特征与切齿运动特点,提出三个参考点的设置方法。以大轮采用展成法,小轮采用螺旋展成法加工的弧齿锥齿轮副为研究对象,提出了全工序法大轮加工参数的简化计算方法。总结螺旋锥齿轮的一般啮合规律,结合参考点设置方法,利用Free-Form型机床的柔性运动控制特征,建立了小轮的切齿控制优化模型,获得一组最优化的加工参数。以此计算方法开发了设计软件,基于国产全数控锥齿轮加工装备,以一对准双曲面齿轮为算例进行了网络化闭环制造,试验结果显示:齿轮副传动误差幅值达13.2″,两齿面接触区均位于齿面中部、呈内对角,验证了方法的正确性,有效解决了全工序法加工弧齿锥齿轮时双面接触特征同步调整困难的行业难题。      

自蔓延高温合成MgO-B4C微观组织研究

B2O3-Mg-C体系的SHS过程中,由于还原剂Mg的蒸气压较高,因此它与B2O3之间的反应不可避免地受到环境中惰性气体压力的影响,研究发现,不同气压下产物的晶粒尺寸与形貌不同,气压分别为101．3Kpa和10．1MPa时,产物B4C的粒径相应为0．4um和5um。     

LY12-CZ铝合金材料激光辐照损伤分析

高能激光武器作为未来飞行器面临的新型毁伤源,研究典型航空材料在激光辐照下的损伤特性,为飞行器激光毁伤评估和抗激光设计提供基础。本文基于典型金属材料激光辐照理论和激光辐照试验,分析了LY12-CZ铝合金激光辐照损伤过程,并系统性研究了激光光斑大小、激光功率密度以及靶板厚度对激光辐照损伤的影响。研究结果表明,靶板在激光辐照下,刚开始处于加热、熔化阶段,表面逐渐出现鼓包现象,形成类似于水滴状的变形;随着温度上升,在重力作用影响下,在鼓包上端处开始形成击穿小孔,形成冒烟、飞溅等现象,之后小孔沿鼓包的上边缘迅速扩大,形成肉眼可见的穿孔。激光光斑越大,靶板的穿透时间越短,且靶板穿透时间与激光功率密度负相关,但与靶板厚度的平方正相关。     

核心舱机械臂托举航天员顺利完成出舱任务

2021年7月4日,神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波顺利出舱,雄伟有力的空间站核心舱机械臂首次托举航天员刘伯明到指定位置,圆满完成出舱操作,抬升天和核心舱舱外全景相机的位置,并验证了机械臂的大范围转移能力,在刚刚迎来建党百年华诞之际,完成了我国空间站工程建造任务的又一壮举. 此次出舱活动,圆满完成了舱外活动相关设备组装、...     

木星探测器轨道计算中的动力学

针对木星探测任务中轨道计算所面临的轨道动力学问题进行研究。首先,对木星探测轨道计算中涉及的时空参考系进行概述,比较了木星动力学时(TDJ)与质心动力学时(TDB)的差异;其次,对木星的定向参数模型及转换关系进行描述,给出了木星天球参考系与固联参考系的转换关系;再次,对木星探测器定轨计算中所需考虑的动力学模型进行讨论,提供了各类摄动加速度计算所需的公式;最后,对木星探测器JUNO的星历数据进行动力学拟合,检验了动力学模型的正确性。     

离子推进系统仿真与故障诊断研究

离子电推进系统由于组成复杂，发生故障的概率大大增加，通过系统仿真并在此基础上开展故障诊断研究，对于识别故障原因及保障离子推力器系统正常工作具有重要作用。本文结合离子电推进系统各子系统数学模型，利用Matlab/Simulink实现了离子推力器系统仿真模型，基于LIPS-300离子推力器数据，对其性能进行了仿真，仿真模型输出结果与相关文献中已有的结果一致。采用该系统仿真模型结合故障因子，对故障状态的离子推力器系统进行了仿真，利用得到的故障数据与Matlab神经网络工具箱建立了离子推力器故障诊断系统。利用仿真模型额外生成另一组已知对应故障模式的故障状态运行数据，并利用该组数据对故障诊断系统进行了诊断能力测试，系统诊断结果与其已知对应故障模式相比，正确率为93.8%。     

"天问一号"近火飞越应急轨控策略设计方法

针对探测器近火未制动飞越火星的应急工况,设计了相应的轨控策略.通过分析探测器近火飞越时的火星引力助推加速效果,以及飞越火星后轨道长期演化情况,提出了从轨控能量和等待时间两个维度开展策略设计的思路,设计了能量优化、时间优化、能量时间代价折中等分支下的多种策略,通过理论分析和仿真验证,量化比较了各策略的优缺点,得出能量优化...