志在“天宫”试比高——中国空间技术研究院天宫一号总体设计博士团队的故事

举世瞩目的天宫一号目标飞行器进入预定轨道,在太空等待与神舟九号飞船交会对接的那一刻。在为天宫一号成功发射付出心血和汗水的研制队伍中,有一个"特别"的群体——研制天宫一号年轻的总体设计博士团队。这个团队诞生在中国空间技术研究院载人航天总体部载人航天器总体研究室,19名博士都是"70后"和"80后",其中6人是近两三年与天宫一号结缘的。走近这个博士团队,能够感受到他们充满多彩梦幻和追求现实的内心世界。受航天精神传承的航天年轻一代,正以只争朝夕的劲头,为载人航天工程奉献着青春的力量。     

掠海飞行器主动触水撞水力分析

随着掠海飞行器飞行高度的不断降低,海浪和海况条件已成为制约其飞行高度的重要因素,严重时可引起飞行器姿态的倾覆。基于小升角楔形体入水模型和解析法,研究了掠海飞行器主动击水时所产生的撞水力变化特点,得到了击水滑板的外形参数和入水姿态角的选取准则,即入水弹道倾角-2°～0°,滑板等效斜升角β1≥10°,俯仰角变化范围0°～5°、滚动角变化范围-30°～30°,保证掠海飞行器在主动击水条件下产生的撞水力小于最大限定值20 gn的要求,实现了飞行器在恶劣海况下的掠海飞行。采用有限元法进行的三维仿真结果表明,此解析法所计算结果具有较高的可信度。     

具有饱和补偿的碟形飞行器神经滑模控制

针对执行机构饱和非线性未知的碟形飞行器,在考虑执行机构动态的基础上,设计了基于神经网络的滑模控制器,给出了相应的控制律和参数选择方法.神经网络用来估计执行机构的饱和量,从而在设计控制器时,可以对执行机构的饱和进行相应补偿.仿真结果表明了该方法的正确性和有效性     

航天电源与供配电标准体系建设

通过分析航天电源与供配电技术的特点,探讨航天电源与供配电标准体系的建设思路。结合航天电源与供配电标准体系架构,重点研究和介绍电源与供配电总体标准、运载火箭与导弹供配电装置标准和航天器供配电标准的内容,对该标准体系的修订和后续标准补充制定提出建议。     

仿枫树种子微型飞行器的总体与飞行控制设计

通过模拟枫树种子独特的自旋飞行方式,设计了一种仿枫树种子的新型微型飞行器。参考枫树种子的外形与重量分布来完成该微型飞行器的总体布局设计,同时采用动态网格非定常流场方法计算分析了该飞行器不同转速下的飞行工况。根据这种飞行器独特的飞行方式,基于地磁场的方位定标,设计了这类自身无固定参考系飞行器的飞行控制方法,最后制造了样机进行飞行试验。结果表明：仿枫树种子微型飞行器具有良好的气动效率,所设计的操纵方案有效可靠,大大增加了这种飞行器的可控性和实用性。     

超燃冲压发动机准一维建模研究

在准一维流理论的基础上,考虑了燃料流量、截面变化、壁面摩擦、燃烧效率、化学反应放热等因素,应用影响系数法,构建了包括前体/进气道、隔离段、燃烧室、后体/尾喷管的超燃冲压发动机内流场准一维分析模型,可快速计算发动机参数沿轴向的变化以及出口值,便于发动机性能分析;以一个机体/推进一体化单模块飞行器为研究对象,通过与三维CFD数值模型进行对比。结果表明,准一维计算模型能较好地对超燃冲压发动机进行快速计算与分析,在超燃冲压发动机的初步研究阶段具有重要的应用价值。     

火箭引射模态下主火箭总压与RBCC发动机的匹配性

基于传统的"等压面假设"理论,建立了RBCC发动机主火箭的引射性能分析模型,研究了主火箭总压与RBCC发动机的匹配性。研究结果表明,若隔离段通道面积比小于0.65,在主火箭总压较低条件下,隔离段内二次流容易达到壅塞,无法进一步提高空气流量;在地面静止状态下,随主火箭总压增加,空气流量逐步增大,等压面上形成Fabri壅塞后,进一步增加主火箭总压,反而会降低空气流量;在火箭引射模态下,RBCC发动机的工作状态可细分为引射作用占主导地位的进气道亚临界状态和临界状态、冲压作用占主导地位的进气道超临界状态,其分界马赫数分别约为0.7和1.5。     

一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机"火星飞鸟-I"的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。     

NASA开普勒发现太阳系外5颗行星

NASA的开普勒天文望远镜有计划地寻找类似太阳系中地球大小的行星,2010年1月4日,在华盛顿美国宇航协会会议上,美国航天局宣布开普勒发现了5颗太阳系外行星。开普勒望远镜是于2009年3月从佛罗里达卡纳维拉尔角搭载在德尔塔2火箭发射升空的,从去年5月,搜索行星的开普勒飞行器开始继续观察大于150000颗星星范围,寻找发生亮度急降的行星而行星穿越时会暂时模糊难辨。5颗最新发现的外星系行星命名为开普勒4b、开普勒5b、开普勒6b、开普勒7b、开普勒8b,根据NASA宣称,其尺寸大小从类似海王星到大于木星,其恒星轨道周期从3.3天到4.9天,温度可能在1500℃~1900℃之间。此次发现是基于开普勒     

基于SMOD的滑模控制器设计

针对高性能飞航导弹过载控制系统,从便于工程实现的角度出发,应用滑模观测/区分器(SMOD),通过角速度对角加速度进行估计,然后利用角速度和角加速度与过载的一阶、二阶导数间的近似关系,设计了一种滑模变结构控制律,滑模面由过载误差及误差的一阶、二阶导数组成。仿真结果验证了方法的正确性和有效性。