过载约束下的大机动目标协同拦截

研究了非线性拦截几何下具有过载约束的多枚弱机动能力的导弹拦截强机动能力的目标的协同拦截问题。首先,在建立导弹的可达域、导弹的可行域以及目标的逃逸域这3个概念的基础上提出了非线性拦截几何下的基于逃逸域覆盖的协同拦截策略,并提出了基于标准弹道的设计方法。然后,给出了协同拦截制导律的形式,研究了导弹的末制导初始阵位、制导律参数以及导弹对目标机动的覆盖区域这三者间的关系,并设计了数值求解算法来实现对多弹的覆盖区域的分配、协同制导律的设计以及多弹初始拦截阵位的配置。最后,对理论结果进行仿真。结果显示,多枚机动性较小的导弹,通过初始拦截阵位的合理配置和协同拦截制导律的合理设计,可以实现对机动性能较强的目标的协同拦截。     

斜爆轰波的波角和法向速度-曲率关系初探

为研究斜劈诱导斜爆轰波的波阵面弯曲效应,以期为斜爆轰的不稳定性及其演化规律提供新的见解,基于加权本质无振荡（WENO）格式空间离散和附加Runge-Kutta方法时间离散的求解器,针对不同的化学反应参数（释热量、放热速率和化学反应区参考长度）条件,开展斜爆轰波的数值计算研究。结果表明斜爆轰波沿波阵面的波角变化可分为3个区域：区域I,波角平滑减小;区域II,波角跃升后衰减;区域III,波角有规律振荡。波阵面法向速度-曲率关系在区域I呈现准垂直直线变化趋势,并伴随着爆轰波强度的不断衰减;在区域III则呈现出D形曲线,即由极曲线段、光滑水平变化段和拟线性变化段组成,为类胞格结构的周期性演变;区域II可认为是以上两个区域特征的耦合。不同的化学反应参数对斜爆轰波波阵面的弯曲效应影响存在较大差别。     

Optimal steering law of refractive sail

The interaction between electromagnetic waves and matter is the working principle of a photon-propelled spacecraft, which extracts momentum from the solar radiation to obtain a propulsive acceleration. An example is offered by solar sails, which use a thin membrane to reflect the impinging photons. The solar radiation momentum may actually be transferred to matter by means of various optical phenomena, such as absorption, emission, or refraction. This paper deals with the novel concept of a refractive sail, through which the Sun’s light is refracted by crossing a film made of polymeric micro-prisms. The main feature of a refractive sail is to give a large transverse component of thrust even when the sail nominal plane is orthogonal to the Sun-spacecraft line. Starting from the recent literature results, this paper proposes a semi-analytical thrust model that estimates the characteristics of the propulsive acceleration vector as a function of the sail attitude angles. Such a mathematical model is then used to analyze a simplified Earth-Mars and Earth-Venus interplanetary transfer within an optimal framework.     

基于光敏树脂分析的3D打印加速度传感器设计

MEMS加速度传感器所采用的硅微机械加工技术存在个性化定制、小批量生产成本方面的不足,而3D打印技术的优势就在于无需模具的自由化定制、一机多用实现低成本产品生产,3D打印的发展趋势就是实现微纳尺度结构的制造。在此背景下,采用光固化立体成型技术设计了一种3D打印压阻式加速度传感器结构。传感器基底使用耐高温光敏树脂制作,并采用丝网印刷工艺在基底表面印制导电碳浆形成应变计结构。为此,首先对耐高温光敏树脂的相关热学与机械性能进行分析。通过测试,得到该光敏树脂固化后的起始分解温度等热力学参数。其次,通过控制光敏树脂紫外光固化时间,取得了较好杨氏模量和弯曲强度的树脂,且为该加速度传感器的结构仿真优化与制作工艺提供了必需数据与重要依据。除此之外,还对所设计的碳浆应变计结构进行了测试,得到了有效灵敏系数。通过以上工作,为最终实现3D打印加速度传感器的制作做好铺垫,助力3D打印技术与MEMS传感器技术相融合。     

典型喉衬材料抗过载烧蚀性能的实验研究

为了掌握固体火箭发动机典型喷管喉衬材料的抗过载烧蚀性能,通过地面旋转模拟过载实验系统,开展了20g和30g高横向过载下的三种喉衬材料抗过载烧蚀性能研究。结果表明,在高横向过载下喷管喉衬会出现偏烧蚀现象,即过载区域喉部烧蚀厚度远大于非过载区域;与非过载区域相比,过载区域喉部烧蚀率显著增大,且过载区域喉部烧蚀率随着横向过载的增加而显著增大,20g横向过载下,高强石墨材料的喉部烧蚀率增大到12.43倍,30g横向过载下,高强石墨材料的喉部烧蚀率增大到20.53倍;在高横向过载下,轴编C/C抗过载烧蚀性能最好,无纬布针刺C/C次之,高强石墨最弱。在高过载和非过载下,喉衬材料的烧蚀性能优劣将发生根本变化,在过载下固体发动机喷管设计过程中应该予以重视。     

客舱地板斜撑杆对民机典型机身段耐撞性能的影响

针对一类具有客舱地板下部斜撑杆的民机典型机身段,研究了斜撑杆对机身段耐撞性能的影响。建立了客舱地板及其下部结构的有限元模型,客舱地板以上的框段结构、乘员质量和座椅被简化为刚性质量块。分析了斜撑杆为开孔/不开孔开剖面结构、斜撑杆剖面尺寸变化以及无斜撑杆和刚性斜撑杆情况下,机身段在坠撞速度为7m/s时的冲击特性。对比分析了各种情况下座椅位置处的加速度-时间历程曲线、机身段的破坏模式和能量吸收情况。结果表明存在合适刚度的斜撑杆,使该类型机身结构具有良好的耐撞毁性能,而增加或减少斜撑杆刚度均有可能产生多次高过载。     

The effect of the longitudinal propagating waves on the electron acceleration in the reconnecting current sheet

Based upon the most efficient electron acceleration near the midplane of 3D non-neutral driven reconnecting current sheet (RCS) and the electrostatic wave excitation by the drift Maxwellian distribution of electrons in Vlasov simulation, we assume that the electrostatic waves mainly propagate opposite to the reconnecting electric field and investigated how these waves affect the electron acceleration. The main results are: (1) when the electron’s velocity equals to the phase speed of the waves, they will be trapped and have the different accelerating characteristics from the untrapped electrons through solving the momentum equations of electrons analytically; (2) the test particle simulations further prove that the number of the energetic electrons decreases with the increasing intensity of unstable waves, and the distribution of the energetic electrons takes on the double power-law.     

首都机场双跑道独立运行的设想与研究

目前首都机场的双跑道隔离运行方式无法适应航空运输业的飞速发展,抑制了首都机场的枢纽化进程.通过对首都机场运行状况的分析及其与国外机场的比较,认为双跑道独立运行方式是一种先进的管制方法,而且投资少,见效快,可以使机场跑道的容量成倍增长.独立运行的核心问题是如何保障进近过程中航空器的安全,它对空域、跑道监视设备和监控方法都提出了更高的要求.给出首都机场双跑道独立运行的设想和初步研究,为首都机场的发展提供了必要的理论支持与技术保障.     

多元过程能力指数计算方法的比较研究

对有关多元过程能力指数的研究文献进行了简要梳理与分析,重点研究了4种多元过程能力指数的理论模型与计算方法,分析了4种方法各自的特点与不足,并利用一个经典实例对4种方法的测算结果进行了对比分析.     

弹射救生用人体数学模型

 利用人体弹射试验数据建立起人体动力学特性的数学模型(简称人体数学模型)。模型的动态响应特性分析可以解决一些与弹射有关的人体工程学问题。根据人体的最大动态超调,结合椎骨强度可确定人体耐受弹射加速度的限度。从防护角度出发,分析座垫对人体受力的影响和人体响应的时相特点而要求座垫厚度必需很薄。还提出改善弹射动力和确定测试系统性能指标的依据。将模型用于弹射实践可以减少人体试验,对人体安全和研制生产都极其有利。