航天飞机的制导和控制

美国国家航空和航天局研制的航天飞机从1981年4月12日第一次试飞到1982年11月11日第五次试飞,经过全面性能考核,飞行取得成功。从1983年起航天飞机将由试验阶段转为应用。本文对航天飞机的制导、控制和导航做了综合性介绍。     

一种抑制微放电的宽带大功率定向耦合器设计

在卫星有效载荷系统中,3dB定向耦合器作为微波工程关键器件已得到广泛应用,而此类器件在太空真空环境中,常因真空环境下大功率工况引发的微放电效应形成谐振放电现象,影响耦合器性能与寿命,对于卫星系统日益增多的小型化及大功率需求,在器件设计时应充分考虑微放电效应并兼顾小型化要求,采用有效抑制手段以确保器件在轨稳定可靠。通过分析定向耦合器工作原理与不同结构耦合器之间的差异,阐述了真空环境下的微放电效应产生机理,针对性地采取基于奇偶模分析法的耦合线结构耦合器设计方法,选用高导热材料Rogers TC350+作为耦合器介质,利用软基板多层混压方式进行产品加工,通过仿真试验与真空环境实测,表明此类设计既具有体积小、重量轻的特点,又可有效抑制器件微放电效应,确保了耦合器的工作性能,满足卫星系统使用工况。     

发动机排气系统及尾喷流的流场和红外特征数值模拟

建立了发动机排气系统及尾喷流的内外流一体化流场数值模拟计算模型,得到了发动机排气系统及尾喷流的流场.然后采用辐射传递方程(RTE)积分法研究了发动机排气系统及尾喷流的红外辐射特征,开发了相应的红外辐射特征计算源程序.程序可以计算加力和非加力两种状态下的红外光谱辐射特征,在加力状态下主要增加考虑了soot粒子的光谱吸收与发射.气体介质考虑了水蒸气、二氧化碳、一氧化碳和一氧化氮的红外光谱吸收与发射.最后给出了在光谱3～5 μm范围内,某发动机在高空飞行时其排气系统及尾喷流在加力和非加力状态下的红外辐射特征的模拟结果.      

载人航天电子单机在轨维修技术

为提高载人航天电子单机可靠性,提出了适用于在轨维修电子单机的维修性设计方法。通过分析电子单机失效模式,确定了修复性维修的在轨维修策略,建立了内部在轨维修单元(Orbital Replaceable Unit,ORU)的选择流程;依据维修性理论,给出了ORU的维修性分配、预计和评价方法,最后对电子单机在轨维修关键技术进行了总结。运用上述方法和技术研制的电子单机在中国某载人航天器上顺利通过了在轨维修试验,可为中国载人航天电子单机的维修性设计提供技术支撑。     

香港新机场刚性道面的设计和施工

阐述了香港赤腊角机场刚性道面设计、材料选择和施工方法等问题。道面结构的设计、优质材料的选择、合理的混合料设计、混合料施工机械选用,以及有效的养护措施和施工质量保证体系等,对于道面的长期性能来说都是特别重要的。     

氮化硅陶瓷切削仿真与实验

针对金刚石砂轮磨粒尺寸、形状的不规则性和空间位置不确定性的特点,采用球坐标中随机点产生的空间平面切分实体和截角多面体相结合的方法,并考虑氮化硅陶瓷工件的磨削亚表面形貌和裂纹损伤,建立了截角多面体磨粒和含有典型裂纹的工件模型。进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷的有限元仿真和实验,结果表明:磨削加工和数值仿真的磨削力值变化趋势相同,差值小于8%,切削力随砂轮转速增大而减小、随工件速度和切削深度增大而增大,而切削深度对切削力的影响程度最大。     

基于GPU的NCO相位累积误差消除方法

针对航天测控系统高精度数控振荡器NCO实现需求,利用图形处理单元GPU的高灵活性和高效并行数据处理能力,设计了一种基于GPU的高效高精度NCO实现方法。针对NCO计算中浮点数相位累加运算累积误差大的共性问题,利用无误差变换技术设计了基于Fast2Sum算法和2Sum算法的单精度浮点数相位累积误差综合补偿算法,并利用该算法为NCO系统设计了相位累积求和算子。最后,基于GPU平台对该方法进行了验证。试验结果表明,该方法能够将基于GPU的NCO系统浮点数相位累积误差控制在1×10–5 rad量级。     

第三代宽禁带半导体(SiC)器件在空间太阳能电站中的应用及进展

第三代宽禁带半导体(SiC、GaN)器件以其固有的大功率、耐高温及恶劣环境、抗辐照等特点,在替代传统的Si基器件方面具有无与伦比的技术优势。文章概述了第三代半导体（SiC）器件的发展现状,介绍了国内外第三代宽禁带半导体（SiC）器件研究进展及应用情况,并展望了第三代宽禁带半导体器件在空间太阳能电站中的应用前景。     

飞机结构静强度虚拟试验技术要求研究

通过分析飞机结构静强度虚拟试验国内外发展现状,结合国内开展的静强度虚拟试验经验,从虚拟试验的试验流程、模型建立、数据分析、结果评估等技术要求进行了研究,总结了飞机结构静强度虚拟试验的一般要求和详细要求,可供有关人员参考。