高速铣削SiC_p/Al复合材料PCD刀具磨损研究

通过3种不同几何结构的PCD刀具高速铣削65%体积分数的Si C_p/Al(Al/Si C/65p)复合材料的对比试验,建立了磨损曲线,并对PCD刀具的磨损形貌、磨损类型及原因进行了研究和分析。研究结果表明,刀片之间留有间隙能有效减少磨损,提高刀具使用寿命,小螺旋角的存在会加速磨损;PCD刀具主要磨损形式是机械磨损(磨粒磨损)。     

涡扇发动机最小红外特征模式性能寻优控制研究

为抑制涡扇发动机排气系统的红外特征,提出一种基于红外预测模型的最小红外特征模式性能寻优控制。首先,建立一种排气系统正后向红外辐射强度简化预测模型,该预测方法考虑了排气系统内高温部件和尾喷流的红外辐射,以及尾喷流对高温部件红外辐射的吸收作用,具有可信的仿真精度;其次,基于涡扇发动机部件级实时仿真模型,增加了从外涵引气冷却中心锥和尾喷管扩张段内壁的冷却结构和红外预测模块;最后,基于该模型探索了最小红外特征模式的优化原理,并选用可行序列二次规划(FSQP)算法,通过控制高温壁面冷却气的流量,主燃烧室的燃油量以及尾喷管喉道面积,对两个亚声速巡航状态的工作点进行实时优化。仿真结果表明:在满足发动机推力恒定以及其他约束条件的前提下,发动机通过最小红外特征模式性能寻优控制,其排气系统后向红外辐射下降了30%以上,红外抑制效果显著。     

变拓扑多臂航天器高效统一动力学建模

针对多臂航天器在轨操控过程中可能存在的多链、闭环、环链混合等多种拓扑构型及相应的动力学模型变化,提出基于空间算子代数理论(SOA)的高效统一动力学建模方法。首先,提出了描述多臂航天器部件连接关系的构型参数,并基于构型参数提出了多臂航天器拓扑构型描述矩阵的自主生成方法。其次,基于空间算子代数理论,将通路矩阵与空间转移算子相结合,提出了变拓扑多臂航天器统一动力学建模方法。最后,将数值仿真结果与多体动力学仿真软件的仿真结果进行比对,验证所提方法的有效性。仿真结果表明,对于不同的拓扑结构,所提出的O(n)阶统一动力学建模方法能准确描述变拓扑情况下的多臂航天器动力学响应。     

深空探测重力模拟飞行器方案设想

为解决失重环境对航天员生理健康的影响,在调研国内外重力飞行器研究现状的基础上,结合重力模拟飞行器的原理及人造重力舒适度影响因素,提出了一种通过自旋产生人造重力的深空探测飞行器方案设想。最后给出了重力模拟飞行器建设的实施规划、总体方案、在轨组装流程及技术难点。深空探测重力模拟飞行器稳定运转可为空间工作生活的航天员提供与地面无异的重力环境,将为执行深空探测任务提供必要的环境保障。     

用于长期监测的高可靠供配电技术

针对液体运载火箭加注推进剂后长期贮存期间对箭上参数实时监测的需求,设计了一种能够长期稳定监测箭上参数的高可靠供配电系统,基于自主可控嵌入式实时操作系统和国产处理器开发了应用软件,提高了监测可靠性。考虑到长期加电期间可能出现单机故障,进行了冗余热备设计,并且能够在系统不断电的情况下更换故障设备,提高了系统可靠性。目前该设计已经过工程研制验证,得到成功应用。     

Preparing for space: Increasing technical readiness of low-cost high-performance remote sensing using high-altitude ballooning

Two widely available, small size, weight and power camera systems were flown above 97 % of Earth’s atmosphere and showed utility in single filter vegetation and soil analysis in a space analogue environment. The experiment was conducted as a low-cost verification and test analogue to flying on vastly more expensive low Earth orbit missions. Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) was used as the metric by which performance was analysed for ground calibration testing, low and near-space altitude remote sensing. Ground calibration testing with a laboratory-grade spectrometer revealed that both cameras were able to return consistent NDVI results, and high-altitude balloon flight allowed similar data capture from an environment similar to space. Although compressed captured imagery had been processed using gamma correction and pre-image processing, these were able to be corrected provided that access to radiometrically-calibrated data was available. The two hobbyist cameras were shown to return scientifically useful results, demonstrating performance, and additionally their utility for citizen science applications in the near-space environment.     

基于阻抗控制的空间机械臂接触控制与轨迹规划技术

通过给定的期望点位置和速度,设计具有加速度导数连续的实时路径规划,使机械臂在自由空间能够快速平稳地操作;基于力矩传感器反馈,通过笛卡儿阻抗控制将机械臂设计为一个整体的笛卡儿力感知系统,并模拟人手运动建立具有实时力反馈的路径规划,使机械臂在接触环境下既避免碰撞损伤又能完成操作任务。实验证明,基于力伺服的路径规划和笛卡儿阻抗控制可以实现机械臂在自由环境和接触环境下的安全操作。     

基于调频连续波的太赫兹频段转台成像方法研究

高分辨成像雷达是太赫兹技术的重要应用之一,目前太赫兹雷达源的功率水平和太赫兹雷达的应用环境决定了要优先考虑采用调频连续波体制。因此文章在转台成像方式下分析了调频连续波太赫兹雷达信号模型和处理方法,实现了高分辨成像,并与X频段的成像结果进行了对比分析,验证了太赫兹调频连续波ISAR成像的优势。     

基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器

文章介绍了一种基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器。雪崩击穿效应中的非线性特性能够引起高次谐波的频率变换效应。这种特性使雪崩二极管能够应用于毫米波及太赫兹频段的高次谐波混频。文章基于雪崩击穿效应中的非线性特性产生高次谐波的频率变换效应,提出将雪崩二极管应用于太赫兹频段的高次谐波混频,并从理论上分析高次谐波特性及其电路结构。16次谐波混频器获得了15dB的变频损耗,实验结果表明雪崩管高次谐波混频技术是一种极具应用价值的技术。     

“嫦娥一号”卫星观测近月太阳风离子特征

"嫦娥一号"卫星的太阳风离子探测器(SWIDs)的科学目标是研究太阳风与月球的相互作用以及相应的近月空间等离子体环境。文章利用"嫦娥一号"卫星SWIDs探测器在2007年12月30日的观测数据对近月太阳风等离子体环境,包括向阳侧太阳风离子、"拾起"离子以及在月球尾迹边界处的太阳风离子的特征进行分析,得到以下主要观测结果:1)在慢速太阳风中观测到双峰结构,分别为太阳风中的氢离子和二价氦离子;2)在行星际磁场具有明显昏向(+By)分量期间,在月球向阳侧持续观测到有月表散射或反射后被拾起的太阳风离子;3)与入射的太阳风离子不同,这些拾起的太阳风离子具有明显的角度分布特征;4)在行星际磁场昏向(晨向)期间,太阳风中的氢离子在月球尾迹北半球的边界处呈现减速(加速)特征并进入尾迹;而并未发现氦离子进入尾迹的特征。"嫦娥一号"卫星的这些观测数据对于认识近月空间等离子体环境有着重要的意义。