A theoretical assessment of the feasibility of potential Lunar Reconnaissance Orbiter radio occultation observations of the lunar ionosphere

The existence of a “dense” lunar ionosphere has been controversial for decades. Positive ions produced from the lunar surface and exosphere are inferred to have densities that are $?$${10}^6$ – ${10}^7$ m^?3 near the surface and smaller at higher altitudes, yet electron densities derived from radio occultation measurements occasionally exceed these values by orders of magnitude. For example, about 4% of the single-spacecraft radio occultation measurements from Kaguya/SELENE were consistent with peak electron densities of $~$$3\times {10}^8$ m^?3. Space plasmas should be neutral on macroscopic scales, so this represents a substantial discrepancy. Aditional observations of electron densities in the lunar ionosphere are critical to resolving this longstanding paradox. Here we theoretically assess whether radio occultation observations using two-way coherent S-band radio signals from the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) spacecraft could provide useful measurements of electron densities in the lunar ionosphere. We predict the uncertainty in a single LRO radio occultation measurement of electron density to be $~$$3\times {10}^8$ m^?3, comparable to occasional observations by Kaguya/SELENE of a dense lunar ionosphere. Thus an individual profile from LRO is unlikely to reliably detect the lunar ionosphere; however, averages of multiple ($~$10) LRO profiles acquired under similar geophysical and viewing conditions should be able to make reliable detections. An observing rate of six ingress occultations per day ($~$2000 per year) could be achieved with minimal impact on current LRO operations. This rate compares favorably with the 378 observations reported from the single-spacecraft experiment on Kaguya/SELENE between November 2007 and June 2009. The large number of observations possible for LRO would be sufficient to permit wide-ranging investigations of spatial and temporal variations in the poorly understood lunar ionosphere. These findings strengthen efforts to conduct such observations with LRO.     

再入体激波层和近尾流热辐射实验研究

本文介绍了在弹道靶设备上对再入速度下模型的热辐射进行的实验研究工作。铝、高硅氧和聚碳酸酯三种材料的模型在速度为4.5～6.0(km/s),压力为600—8000Pa条件下做了实验,在258nm—1100nm光谱范围内完成了九个波段的辐射测量,给出了三种材料模型的辐射光谱分布曲线。结果表明辐射量除了受环境条件影响外,还强烈地依赖于模型材料;由烧蚀产物引起的辐射通量主要在可见光和近红外区(465nm以上)。估算了烧蚀产物引起的辐射加热率,对头部和近尾流辐射通量做了比较。     

超高强铝合金LC9的超塑性研究

工业牌号超高强铝合金LC9经过两种不同方式的预处理后,在一定的温度和应变速率范围内呈现出良好的超塑性。材料经过形变热处理(TMT)后,在最佳超塑性条件下拉伸(T_(TMT)=515℃,ε_(TMT)=1.66×10~(-3)s~(-1)),获得很高的延伸率δ_(TMT)=1300％,低的流变应力σ_(TMT)=1.7MPa和高的应变速率敏感性指数m_(TMT)=0.66。经过简单锻造预处理后,在最佳超塑条件下(T_f=405℃、ε_f=1.66×10~(-3)s~(-1)),材料仍能获得δ_(f)=380％、σ_(f)=16MPa、m_(f)=0.3。TMT预处理中,η相粒子分布状态对获取微细组织起着决定性作用,η相的回溶降低了材料的空洞敏感性,抑制试样早期断裂。经过两种方式预处理的试样超塑性断裂形式分别为空洞型失稳断裂和颈缩型稳定断裂。     

U71Mn干线钢轨开裂原因及热处理工艺分析

针对U71Mn60Kg/m干线钢轨使用过程中轨端发生开裂损伤现象,采用硬度检测分析及金相显微技术等手段对所取试样进行了宏观和微观的组织分析。探讨了一些新的淬火技术在高速铁路用钢轨轨端表面淬火中的应用。结果表明:原钢轨轨端表面淬火工艺不当,淬硬层厚度不够,层深不均且表层硬度相差较大,使钢轨轨端机械性能尤其是疲劳强度无法满足干线铁路高速运行列车对钢轨的使用要求,造成开裂损伤。较合理的工艺应采用多喷嘴式仿形喷头加热,并控制好加热后的冷却及回火工艺。采用工频感应热处理工艺也能得到较好的显微组织和性能。     

求解大型非对称线性方程组的拟最小残量IOM（q）算法

不完全正交化算法（IOM（q））由于存储量和计算量小，常用来求解大非对称线性方程组。而此方法收敛过程常出现不规划振荡现象，从而影响了收敛速度。本文将拟残量最小的化性质加到IMO（q）算法中，提出拟最小残量不完全正交化算法（QMRIOM（q），这样收敛曲线光滑无振荡，从而大大加快其收敛速度，而且保留其存储量和计算量小的性质。     

惩罚函数法在发动机性能计算中的应用

按照涡喷发动机工作时遵守的气动热力学定律，建立了发动机的稳定数学模型，并针对双轴涡轮发动机性能计算的非线性数学模型，利用优化和最优控制理论中的惩罚函数法，对发动机性能进行了基于约束的最优求解程序设计，利用程序对某型发动机的稳定飞行特性进行了计算，计算结果表明，使用惩罚函数法求出的特性曲线变化规律正确，发动机平衡方程的解的精度更高，在此基础上得出的发动机飞行特性也更准确。另外惩罚函数法对初值的要求很低，迭代运算不易发散。     

提高电铸局部电沉积速率试验研究

电铸成型是采用离子沉积的方法制造复制件，具有很好的复制精度，因此电铸技术得到了广泛的应用。但由于受极限电流密度等多方面因素的影响，电铸速率一直是制约电铸技术发展的一个瓶颈，许多学者为此做了大量的理论和试验研究，但对如何提高极限电流密度还没有提供一个比较满意的答案，为提高电铸局部电沉积速率，本文在前人工作的基础上，讨论了影响电铸速率的因素，提出了一种新型的电铸方法－喷射式电铸，并通过两组试验分析了局部电沉积速率怀电铸液流量的关系以及局部铸速率与喷嘴口径的关系，试验结果表明，采用喷射式电铸可以大大提高局部极限电流密度，从而使电铸局部电沉积速率有一个较大范围的提高，为将电铸与快速成型结合奠定了试验基础。     

裂纹端塑性区修正公式的改进

本文讨论在小范围屈服条件下裂纹尖端塑性区的修正，指出了Irwin经典模型的不足并对其进行了改进，给出了考虑材料强化效应并采用裂纹尖端应力场精确解后的裂尖塑性区大小计算公式。通过改进后的结果与Irwin经典模型结果的比较，表明本工作使Irwin模型更为合理的准确。     

非线性逆在ASTOVL控制系统中的应用

研究了先进短距起飞垂直着陆飞机（ASTOVL）的飞行／推进控制系统的控制律，基于解和掌握气动舵面和推力矢量舵面控制下的飞机数学模型，应用非线性动态逆理论，为ASTOVL飞机从巡航到悬停阶段的飞行，设计了推力矢量控制器和俯仰控制器，以合理地分配飞机上的力和力矩，使得俯仰姿态速度和法向速度的控制在推进系统性能包括线范围内是近似线性和解耦的，最后以ASTOVL飞机悬停阶段的数字仿真曲线为例，证明了所设计的两个控制器是可行的，基本上达到了设计要求。