S1000D Process数据模块解析引擎的设计与实现

通过分析S1000D Process数据模块[1]的内容以及该数据模块的阅读需求,在借鉴了基于堆栈运算计算机器相关理论的基础上,设计了一个基于多堆栈,类似于虚拟机器执行器的导航解析引擎。     

一级轻气炮加载实验测试系统用于炸药装药发射安全性研究

论述了一级轻气炮加载实验测试系统用于研究微秒量级炸药安全性的可行性、实验原理、实验方法、数据采集及处理等问题。以某模拟炸药为例,用本测试系统对其开展了发射安全性实验研究,并与铸装B炸药和压装B炸药的大型落锤加载装置的实验结果进行了对比。结果表明,一级轻气炮加载实验测试系统研究微秒量级炸药安全性的实验方法能够实现对炸药装药撞击起爆基本现象的定性、定量观测与表征。     

一种基于Spark的国产化海量数据预处理和计算技术

以提升航天大数据软件的数据处理性能为目的,以原有的MapReduce框架为基础,提出一种新的面向国产平台的基于Spark内存计算和数据预处理技术相结合的技术。将原软件框架的数据解析算法前移,采用Kafka消息队列对不规格数据进行分布式预处理。针对MapReduce框架消耗内存过大的问题,利用RDD调用机制与Spark内存计算的优势,采用一种基于Spark的快速处理框架,并在国产平台上进行了移植适配。经工程验证,新的基于Spark框架的数据处理性能较之前的MapReduce的数据处理性能有了显著提升,稳定实现了在面向全国产平台的大数据批处理技术的性能优化。     

推进剂重定位过程仿真与分析

为了拓展低温上面级滑行时间，满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性，中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案，其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程的问题，提出一种基于Flow-3D的三维CFD仿真方法。该方法采用卷气体积与液体体积之比（卷气率）预示气泡逸出过程，比以往采用气泡粒子数预示气泡逸出过程的方法更为合理准确。重定位及气泡逸出过程的仿真结果与半人马座落塔试验的结果具有一致性，捕捉到了重定位过程所有特征流型，且对应时刻误差不超过10%。仿真结果表明间歇沉底推进剂管理方案的可行性，并确定了某低温上面级的相关设计参数。     

可重复启动低温上面级的推进剂管理装置研究

回顾了低温上面级推进剂管理技术的国内外研究现状,分析了上面级微重力环境中低温推进剂管理涉及的液体蓄留、气液分离和局部热控等关键技术。开展了液氧贮箱推进剂管理装置的方案设计,并试验验证了可填充蓄液器的填充和下层板网的指定路径排气等关键功能,确认了方案的可行性。     

基于改进YOLOv5s的安全帽检测算法

针对现有安全帽检测算法难以检测小目标、密集目标等缺点，提出一种基于YOLOv5s的安全帽检测改进算法。采用DenseBlock模块来代替主干网络中的切片结构，提升网络的特征提取能力；在网络颈部检测层加入SE-Net通道注意力模块，引导模型更加关注小目标信息的通道特征，以提升对小目标的检测性能；对数据增强方式进行改进，丰富小尺度样本数据集；增加一个检测层以便能更好地学习密集目标的多级特征，从而提高模型应对复杂密集场景的能力。此外，构建一个面向密集目标及远距离小目标的安全帽检测数据集。实验结果表明：所提改进算法比原始YOLOv5s算法平均精确率（mAP@0.5）提升6.57%，比最新的YOLOX-L及PP-YOLOv2算法平均精确率分别提升1.05%与1.21%，在密集场景及小目标场景下具有较强的泛化能力。     

基于可靠性分析的立方星网络维护架构优化

立方星编队或星座构成分布式空间传感器网络，可提高立方星执行复杂空间任务的能力。然而立方星易发生故障，其故障时间不确定性也导致了传感器网络性能的不稳定，这凸显了对立方星网络进行在轨维护的重要性。考虑立方星传感器网络的功能维持问题，描述了一种网络维护架构，通过定期发射、在轨备份立方星以及时更换故障立方星，从而提高网络对单星随机失效事件的快速响应与恢复能力。建立了该架构的运行成本模型，包括固定成本、储存成本和短缺成本。收集整理了真实的立方星寿命数据，并使用最大化拟合优度参数估计方法得到最优立方星寿命的随机模型。采用基于蒙特卡罗仿真的遗传算法优化备用立方星的补给时刻和补给数量，在备份成本与系统性能下降所带来的损失之间进行权衡，使得系统的综合收益最优。     

带核心机驱动风扇级的变循环发动机总体性能研究

在常规发动机数学模型的基础上,构建了基于变循环的发动机前、后涵道引射器模型,建立了带核心机驱动风扇级(CDFS)的变循环发动机性能计算模型及非线性方程组,深入研究了带CDFS的变循环发动机主要设计参数的匹配规律,并在一定控制规律下给出了性能计算流程。通过性能仿真分析了此类发动机的高度-速度特性和节流特性,并根据性能分析结果提出了可能存在的问题及相应的解决措施。结果表明,带CDFS的变循环发动机在单、双外涵模式下有完全不同的特性,双外涵模式不适合在高空大马赫数状态下开加力使用。另外,还给出了保证地面起动安全性的模态转换点。     

基于FPGA的FLASH控制器设计

针对NAND型FLASH不易管理（地址线、数据线和命令线复用，并且芯片出厂时有坏块）的特点，文章提出了一种可靠的解决方案。该方案基于FPGA完成了对NAND型FLASH的综合管理，包括初始可写入页的查找、坏块表建立、数据写入、数据读出以及数据块擦除等操作。仿真和测试结果表明，文章的设计方案运行稳定，满足航天工程化的要求。