基于期望任务寿命的可重复运载火箭RMT参数规划模型研究

随着世界航天领域科技的高速发展,可重复运载火箭一直是国内外的研究热点。伴随着该技术的蓬勃发展,高可靠性、高安全性、高质量成为新一代运载火箭设计目标,在可重复运载火箭的高可靠性背景下,对系统的可靠性、维修性、测试性的相关指标进行设计与参数规划显得尤为重要。针对上述问题,综合运用可靠性工程理论、可用度、马尔可夫状态转移过程理论等等,准确地对可重复运载火箭的发射过程进行解析,并且根据复杂装备的指标要求,对其进行分析与研究,最终得到一个较为可靠的可重复运载火箭RMT指标的参数规划模型。     

一种新的惯导系统静基座快速初始对准方法

惯导系统中的一个十分重要的问题是其初始对准问题,提高其初始对准的速度和精度无论对军用或民用领域都具有十分重要的意义.由于惯导系统静基座对准时的可观测性很差,将卡尔曼滤波器用于解决惯导系统的初始对准问题时,方位失准角收敛很慢.提出一种快速估计方位失准角的方法,直接利用两水平失准角快速收敛的估计结果估计方位失准角,从而大大提高了整个惯导系统静基座对准的速度,计算机仿真结果验证了该方法的快速性和有效性.      

X射线脉冲星导航中钟差的可观测性问题

标准X射线脉冲星导航(XNAV)能够求解航天器的位置信息,但航天器钟差会导致XNAV的结果产生误差.鉴于脉冲星周期的稳定性,在利用XNAV进行轨道估计中,将钟差作为状态变量进行估计的授时方案已被相关学者提出.一种针对卫星轨道修正专门设计的可观测性分析工具在文中给出,利用其能够有效地判断各个状态的可观测性情况.利用该方法分析将钟差作为状态变量的导航方案,其结果表明仅需2颗脉冲星就可以对全部轨道六根数,以及卫星钟差进行观测;仿真结果验证了可观测性分析结论,双脉冲星导航时系统可以达到60m的定位精度和60ns的授时精度.对比仿真同时揭示了该方案能够有效地抑制钟差对导航精度的影响,将由于钟差引起的定位误差减小20倍以上.理论分析与仿真表明,将钟差作为状态变量的导航方案是一种能够有效地估计钟差,并抑制钟差影响、提升系统估计精度的导航方案.     

虚拟仿真实验系统的建模方法研究

提出了虚拟仿真实验系统建模的“数学模型 图像模型”的模型结构,该模型从真实实验抽象出实验场景、仪器对象以及元器件对象,采用面向对象方法对它们进行数学建模与图像建模,完成对真实实验的虚拟;总结了虚拟仿真实验开发过程中的各种仿真建模方法和技术,包括数学模型的建立、静态和动态三维图像模型的建立、数学模型与图像模型的协调工作等;最后给出了面向对象的可重用建模方法,该方法具有良好的直观性、可扩展性和可重用性。     

低成本、高可靠、可重复使用——Space X公司产品技术特点分析

2014年4月18日Space X公司的猎鹰9号V1.1型火箭执行国际空间站货运发射任务时,第一级箭体成功实现了受控再入和软落水。一周后,在一次新闻发布会上,Space X首席执行官艾伦·马斯克又宣布,该公司正向美国联邦索赔法院提起诉讼,对美国空军就未来几年内的36次太空发射项目签订的一份批量采购合同提出异议。Space X公司虽然与波音、洛克希德·马丁等大型航天企业相比还是个小公司,但近年来名声鹊起,猎鹰系列运载火箭及龙飞船都已投入使用,并以其低廉的成本吸引了公众的眼球。那么,Space X公司的火箭到底有什么独门秘籍,可以大幅度降低成本呢?本刊特别邀请北京航天动力研究所的技术人员袁宇撰写了系列文章,尝试剖析该公司的火箭、发动机、飞船的技术特点,以解开猎鹰系列火箭低成本之谜。     

星载可展开天线研究

海洋二号卫星微波校正辐射计天线(HY-2 CRA)是高增益、低副瓣、高波束效率、低损耗的天线子系统. 其高主波束效率、低损耗等要求对天线展开精度、形面精度、测试等提出了极大挑战. 由于卫星发射整流罩结构限制, 天线采用可展开机构形式, 并用正交模耦合器实现频率复用. 天线频率分别达到18.7 GHz, 23.8 GHz 和37 GHz.为了减小天线形面变形, 保证天线波束指向, 天线反射面(包括反射面支架、馈源支架)采用碳纤维复合材料, 确保天线在宇宙空间变形尽可能小. 本文就HY-2 CRA的设计、加工、测试等进行了论述.     

一种惯导系统快速对准模型和方法

从控制论的观点探讨了实现惯性导航系统(INS)快速对准及标定的途径及方法.通过引入李雅普诺夫变换,论证了SINS(Strapdown Inertial Navigation System)模型与GINS(Gimbaled Inertial Navigation System)模型的等价关系;通过基于物理本质的相似变换,提出了用伪状态来代替真实状态,从而使INS的可观测状态和不可观测状态之间动态解耦,得到了INS的最佳完全可观测子系统模型;通过对INS可观测子系统模型的简化,提出了一种快速估计方位失准角和标定陀螺仪漂移误差的方法,该算法表明方位失准角和陀螺仪的漂移误差完全可从水平失准角速率中快速估计出来,而不必使用陀螺的输出信号.      

基于 CAIV 的经济可承受性设计

使用有限的采办经费获得数量更多、性能更优良的武器装备是装备发展所面临的一个迫在眉睫的难题,解决这个问题的有效方法就是进行经济可承受性设计和管理。本文以最先进的经济可承受性设计技术(CAIV 技术)为指导思想,建立了一套方案,论证各个阶段的经济可承受性设计方法和流程,并以先进多用途战斗机为例进行说明,对其3个关键战术技术指标进行了权衡分析,建立了关键性能指标与费用之间的关系,通过计算空战效能和单机价格,找到了最优的参数组合方案。文章最后对经济可承受性设计和管理的应用前景进行了展望。     

铝合金可回抽搅拌摩擦焊接头组织和性能

针对8 mm 厚2219 铝合金进行可回抽搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了回抽过程中搅拌针运动

轨迹、不同回抽位置的接头组织形态及力学性能。结果表明:搅拌针的运动轨迹是焊接速度与搅拌针相对于轴

肩回抽速度的合成运动轨迹,并呈现出一定的线性关系。回抽结束处和回抽起始处的接头组织形貌为典型的

常规搅拌摩擦焊接头,位于中间回抽区域的焊接接头可以认为是100% 焊透的焊接接头与“相同直径的轴肩+

(100% ~0%) ×L 的搅拌针”形成的焊透深度逐渐变浅的常规搅拌摩擦焊接头复合形成的。接头力学性能测

试结果表明:回抽结束处的性能最高,回抽起始处的性能次之,中间回抽区域的力学性能最低,并且随着回抽距

离的逐渐增加,中间回抽区域的力学性能逐渐增加。不同回抽位置的搅拌摩擦焊接头均呈现出典型的韧性断

裂形貌。

     

基于可修复故障树的民机燃油系统安全性分析

针对传统故障树和马尔科夫分析的不足,本文介绍了可修复故障树的基本原理,并以某型民机燃油系统为例,运用该方法进行系统安全性评估。根据分析的结果探讨了该方法在民机复杂系统安全评估中的适用性,供民机复杂系统安全评估人员参考。