美国新一代重型运载火箭发展分析

2011年9月14日,美国航空航天局(NASA)正式对外公布了美国新一代重型运载火箭(HLLV)—"航天发射系统"(SLS)的设计方案,标志着美国新一代载人深空运输系统的研发进入了新阶段。"航天发射系统"的研制采取了一种渐进式发展模式,其初始方案的近地轨道(LEO)运载能力为70t,改进后将达到130t,可用于向近地轨道及更远的空间发射"多用途乘员飞行器"(MPCV)和大型有效载荷,以满足载人登陆小行星、载人进入火星轨道等深空探测的任务需求,还可作为"国际空间站"商业乘员运输系统的备份运输工具。2012年3月19日,美国航空航天局发布公告,为"航天发射系统"寻求先进的发展建议。     

基于GPU的高光谱遥感主成分分析并行优化

主成分分析（principal component analysis, PCA）是高光谱遥感图像特征提取的重要方法。为了在保证精度的同时,提高高光谱遥感PCA算法的计算效率,文章提出一种基于图形处理器（graphic processing unit,GPU）＋中央处理器（central processing unit,CPU）异构系统的PCA并行优化方法。该方法利用GPU的并行计算能力实现PCA中复杂的协方差矩阵计算与维数缩减过程,优化了像元去均值的计算流程;解决了GPU内核计算像元累加和非合并访问问题;利用共享内存机制,提高了访存效率。此外,该方法采用改进的Jacobi快速迭代法在CPU中进行特征分解,保证了算法的精度。实验结果表明,该方法在保证精度的同时能够有效提高计算效率,在Quadro600平台上的加速比达到141倍,满足了高光谱遥感图像实时应用的需求。     

一种承力式表面张力贮箱

卫星平台总体结构的要求是自身重量轻,承载能力强,与推进剂燃料贮箱是相同的,如果能把推进剂燃料贮箱作为卫星平台的结构承力件使用,无疑会使卫星平台的结构重量减轻.为此,提出一种卫星平台承力结构件的表面张力贮箱方案.针对采用承力式表面张力贮箱的卫星平台承力结构方案进行了基本的受力分析.通过实例计算证明了承力式表面张力贮箱的适用性.     

AECSC-J ASMIN湍流燃烧仿真软件研发和检验

航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一。介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心、北京应用物理与计算数学研究所和中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心联合研发的AECSC-JASMIN软件主要框架、算法以及针对该软件的算例检验。在Sandia射流火焰、支板火焰和单头部燃烧室检验算例中,对比实验数据,射流和支板火焰预测结果与实验值一致;支板算例的平均相对误差在15%之内;单头部燃烧室模拟结果符合物理实际,总压损失与实验值基本吻合。说明AECSC-JASMIN软件可用于复杂结构高分辨率高精度湍流燃烧数值模拟。     

一种SGCMG系统奇异逃离方法

单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)系统进入奇异后无法提供准确的三轴指令力矩,通过奇异机理分析,设计了一种奇异逃离方案。首先构造新的动态坐标系,在系统进入奇异后,将控制坐标系切换到新的坐标系下,在新的坐标系上放弃一个维度的控制,将系统考虑为平面内的SGCMG冗余控制系统,然后在平面内采用二维零运动使得系统快速逃离奇异状态,当SGCMG系统逃离奇异状态后,再重新接入三维度的控制。仿真结果表明,提出的方法具有很好的奇异逃避效果。     

大型飞机A380-800在既有跑道起降的适应性研究

为了探究已建跑道能否满足大型飞机A380-800起降的要求,建立了弹性层状的刚性道面模型和A380-800的整个主起落架模型,通过数值计算,分析了A380-800对道面土基的响应深度、场道面层层底最大拉应力和面层最大竖向位移的影响,并与B747-400的计算结果进行了对比。结果表明:尽管A380-800的最大起飞重量比B747-400大41.09%,但A380-800主起落架机轮数目多、间距和轮距均较大,有利于增强应力扩散、减弱叠加效应,所以其土基响应深度与B747-400仅相差4.29%;其层底最大拉应力的平面位置因受主起落架机轮布置的影响,与B747-400的层底最大拉应力出现在不同位置,且两种机型的层底最大拉应力值仅相差1.09%;其面层最大竖向位移出现在三轴双轮中心轴所在断面,而B747-400面层最大竖向位移出现在内侧双轴双轮的后轴所在断面,且两种机型的面层最大竖向位移仅相差0.49%。因此,从力学特性角度,以B747-400为设计机型或适应B747-400正常起降的道面结构层能够适应A380-800的正常起降。      

基于主元分析的液体火箭发动机试验系统故障特征提取

在液体火箭发动机试验系统故障诊断中．采用主元分析方法对试验系统中可能出现的多种故障模式进行分析,确定了主元数目,并对试验系统原始测量数据进行特征提取。从氢、氧系统故障模式的主元投影结果分析看,各类故障可以较好分离出来,为下一步的故障诊断打下良好基础。     

故障预测与健康管理体系结构综述

随着装备系统复杂化、综合化、智能化、自动化、精密化的不断发展提高,其可靠性、维修性、测试保障性、安全性以及全寿命周期管理的问题越来越受到重视,传统的事后故障维修诊断不利于装备的维修和后勤保障,因而故障预测与健康管理(PHM)技术应用而生.本文阐述PHM系统框架,明确不同PHM体系下的工作流程,实例分析了PHM体系结构的...     

主成份估计的特征根因子筛选方法

线性回归模型的主成份估计具有模型紧致和减弱病态的作用,并提高参数估计效果,但是如何筛选特征根却是主成份估计的重要问题。本文找到了主成份估计的特征根与残差平方和之间的确定关系,并根据模型拟合优度和减弱测量随机噪声对参数估计的影响,提出主成份估计筛选特征根的准则。由于特征根与残差平方和具有确定关系,使用这个准则就极为方便,它既可以选到最优组合,又大大减少了计算量,这就具有实际使用价值。