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宇航学报杂志 2016年第09期

Journal of Astronautics

主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国宇航学会
国际刊号:1000-1328
国内刊号:11-2053/V
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 984.00
创刊:1980
类别:工程科技II
周期:月刊
发行:北京
语言:中文
起订时间:
曾用名:宇航学报
出版社:协会类
邮编:100048
主编:马兴瑞
邮发:2-167
库存:200
主要栏目:
  • 论文
  • 实验研究
  • 研究简报
  • 评述
  • 综述
  • 工艺
  • 动态
  • 高超声速飞行器气动/隐身优化设计方法

    作者:焦子涵; 邓帆; 刘辉; 陈林; 付秋军; 尘军 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对高超声速飞行器气动布局设计中气动设计与隐身设计矛盾的问题,采用高精度气动和隐身计算方法,建立了基于直接全局优化算法、二次曲线参数化方法和Kriging代理模型的多学科优化设计平台,并对典型高超声速布局升力体外形开展气动/隐身一体化优化设计研究。结果表明:升力体布局典型状态下升阻比由3.13提高到3.69,考虑垂直极化和水平极化状态,俯仰±30。的雷达散热截面(RCS)均值下降60%以上,表明该平台具有良好的寻优能力,风洞试验结果验证了优化算法的可行性;高超声速飞行器的机身和翼/舵等部件具有显著的绕射特性,物理光学法等高频算法不能准确捕捉前后缘绕射,应当采用矩量法计算其RCS特性;高超声速飞行器的垂直极化和水平极化的RCS特性差异巨大,在设计中应当予以考虑。

  • 绳系空间太阳能电站动力学响应分析

    作者:魏乙; 邓子辰; 李庆军; 张凯 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    利用绝对节点坐标方法研究绳系空间太阳能电站在轨飞行的太阳能电池板动力响应。通过勒让德变换引入广义动量,在约束哈密尔顿体系下建立轨道、姿态和弹性振动耦合的动力学方程。基于祖冲之类方法的思想,结合辛龙格-库塔方法对微分-代数方程进行数值求解。数值算例说明本文建模方法和数值算法都是有效的,能很好地保持系统约束和能量。最后分析了绳长、平台系统的质量、轨道高度对于梁中点挠度和轴向平均应变的影响。

  • 基于速度增量修正的卫星入轨段外测数据定轨新方法

    作者:茅永兴; 马静远; 钟德安; 倪晓秋; 向颉 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    在传统的数值积分精密定轨方法基础上,提出基于器箭分离速度增量修正的定轨方法,实现了器箭分离前后两段外测数据的联合定轨。仿真计算结果和任务实战数据验证结果表明,该方法大大提高了地月转移轨道入轨段外测定轨精度,比传统初轨确定方法提高约一个数量级。

  • 一种提高空间实验室定轨精度的方法

    作者:张宇; 段建锋; 陈明; 孔静; 段成林 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    以近地航天器轨道动力学为基础,建立变阻力系数大气摄动模型,设计了求解变阻力系数的算法。然后利用天宫一号飞行器的测轨数据进行计算,分析了空间实验室飞行高度的轨道特性,其中包括:大气模式密度误差、变阻力系数与空间环境关系、定轨残差和星历误差。在空间环境平静和磁暴的条件下,制定了多种求解变阻力系数的策略,解决了空间实验室长弧段定轨精度受限的问题,并在空间环境平静条件下实现了优于10米的定轨精度,在磁暴条件下实现了优于20米的定轨精度。

  • 吸气式超声速导弹爬升段多约束轨迹优化

    作者:明超; 孙瑞胜; 白宏阳; 严大卫 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对吸气式超声速导弹飞行过程多约束及强耦合的特性,研究了超声速导弹爬升段的轨迹优化设计问题。考虑吸气式推进系统与气动力、飞行轨迹的耦合,对超声速导弹冲压发动机的性能进行分析,揭示了吸气式发动机推力、静压裕度以及余气系数随飞行状态的变化规律;在考虑过载、动压、终端弹道参数及发动机参数等约束的条件下,建立多约束条件下的轨迹优化模型,提出一种适用于此类飞行器飞行轨迹与推力规律的优化设计方法,并对最小油耗的爬升弹道进行优化设计分析。仿真结果表明,该方法能有效解决吸气式超声速导弹多约束轨迹优化问题,可为吸气式超声速导弹的弹道规划与制导律设计提供参考。

  • 尖楔前体飞行器FADS系统驻点压力对神经网络算法精度的影响

    作者:王鹏; 胡远思; 金鑫 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对尖楔前体(类乘波体)飞行器用嵌入式大气数据传感(FADS)系统存在建模困难及解算模型精度低的问题,首先采用BP神经网络建模代替传统的FADS系统空气动力学建模的方法,建立含有双隐含层的四层神经网络模型,然后通过合理选择网络结构参数及训练验证,对FADS系统的攻角进行解算,最后对驻点压力对算法精度的影响进行研究。结果表明,本文建立的含有双隐含层的四层神经网络模型精度较高,攻角测试误差小于0.25°;驻点压力是否作为输入参数对FADS系统神经网络算法求解精度影响较大,攻角测试误差相差达0.1°。在飞行器前缘半径允许的情况下,应尽量得到驻点压力用于解算攻角,提高解算精度。

  • ToF相机在空间非合作目标近距离测量中的应用

    作者:梁斌; 何英; 邹瑜; 杨君 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对已有测量手段在空间非合作目标近距离测量中的问题,本文主要分析了ToF(Time-of-Flight)相机在空间应用中的可能性。首先总结了空间非合作目标近距离测量现状及已有测量手段;随后介绍了ToF相机的原理及发展,并以非合作目标典型特征为例对其性能指标进行分析;接着将ToF相机与现有空间近距离测量手段进行性能比较;并对其中的关键技术进行梳理;最后对ToF相机的未来发展趋势及其在空间中的应用进行展望。

  • 一种利用地球敏感器的星光导航方法

    作者:杨博; 俞雪瑶; 苗峻 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对直接敏感地平的红外地平仪一星光导航系统精度低的问题,提出通过建立扁率误差补偿函数,研究扁率引起的姿态角测量误差;建立地心矢量的姿态角误差模型,通过修正地球扁率误差来补偿姿态角,对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同时基于SODERN地球红外辐射模型,考虑红外辐射强度随纬度和季节的变化建立真实红外辐射曲线,通过滤波算法获得精确的地球切线边缘的量测信息,提高红外地平仪测量精度。仿真结果表明,该方法有效提高了基于红外地平仪的星光导航定位方法的可靠性和精度,导航位置误差能达到500m左右,较原有系统提高3倍以上。

  • 空间机械臂抓取目标动力学与寻的制导控制

    作者:韩艳铧 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对安装有两连杆机械臂的航天器对地球圆轨道上的空间目标已形成自由绕飞(即满足齐次C—W方程)的情形,研究通过机械臂抓取该目标的系统动力学建模与制导控制问题。在目标固连旋转参考系下,运用非惯性系下的拉格朗日分析力学,建立了两连杆机械臂系统动力学方程。忽略惯性耦合影响,对模型进行了合理简化,在此基础上设计了机械臂末端执行器即机械手抓取目标的寻的制导控制规律。然后代人原始复杂模型,进行数值仿真校验。结果表明,在机械臂载体自由绕飞空间目标的条件下,机械手能够准确地抓住目标。

  • 弹载SINS四元数模约束下滤波空中对准

    作者:梅春波; 秦永元 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对弹载SINS/GPS系统的空中对准,提出一种四元数模约束条件下的非线性滤波初始对准算法。首先,利用坐标变换和四元数姿态描述,将传统的强非线性滤波对准问题转化为一个二阶弱非线性滤波问题;其次,采用二阶扩展卡尔曼滤波(EKF)对二阶非线性部分进行处理,得到一种简洁的滤波对准方案;最后,推导了四元数模约束条件下滤波算法的最优实现,及反馈四元数估计结果时的闭环滤波形式。利用车载MEMS IMU/GPS系统,进行了初始对准的地面试验,结果表明,在车辆弱机动条件下,对准算法能够实现姿态和惯性器件误差的快速估计,实现惯导系统的对准。

  • 一种多级助推段弹道导弹跟踪算法

    作者:许登荣; 程水英; 包守亮 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对多级助推段弹道导弹存在多个加速度突变点、机动性强导致跟踪难度大的问题,提出一种基于量测转换的强跟踪输入估计(STMIE)弹道导弹跟踪算法。在对多级助推段弹道导弹动力学特性分析的基础上,推导出雷达站东北上(ENU)坐标系下弹道导弹的运动方程,并通过将修正的无偏量测转换(MUCM)与STMIE算法融合,使得在导弹跟踪中应用STMIE算法成为可能。以典型的多级助推段弹道导弹为跟踪目标进行仿真校验,结果表明,本文算法对多级助推段弹道导弹目标跟踪性能优越,且算法复杂度较低,效费比高。

  • 温度变化对包带装置预紧力影响分析与验证

    作者:康士朋; 唐杰; 宋林郁; 胡励; 任海辽 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    为研究温度变化对包带装置(CBD)预紧力的影响,提出包带装置温度影响系数计算方法:解析法和基于ABAQUS软件的仿真计算方法,并通过包带装置温度试验对提出的方法进行校验。结果表明:由解析法得到的结果与试验值偏差在5%以内;由仿真计算得到的结果与试验值偏差在15%左右,针对这一偏差,通过将仿真计算结果乘以1.15倍修正系数来对仿真计算方法进行修正。将研究结果应用于包带装置预紧力计算,在传统的包带装置预紧力计算公式中增加温度补偿项,提出了含温度影响的包带装置预紧力计算公式,可保证在最低温度环境下,包带装置预紧力仍然可以满足星箭力学承载要求、星箭连接要求;本文也提出在最高温度环境下,包带装置预紧力达到最大值,这为包带装置强度校核提供计算依据。

  • 高温燃气流超声速风洞扩压器热防护设计

    作者:田宁; 齐斌; 邹样辉; 刘召军 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    为实现高热流环境下高温燃气流超声速风洞系统的重复使用,采用数值方法对扩压器热环境进行了分析,采用沸腾换热方法对扩压器进行了热防护设计,并通过试验验证了沸腾换热理论应用的可行性。结果表明,沸腾换热在水流速2m/s的情况下可实现热流2MW/m^2的热防护,应用沸腾换热可以有效降低设计难度,在较低的速度和压力损失下达到更好的换热效果。

  • 增强高超声速化学反应流数值计算的稳定性方法

    作者:王羽; 蔡晋生; 屈崑; 粟虹敏 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对高超声速化学反应流数值模拟中包含源项对角化雅可比矩阵的数值格式稳定性很差的问题,在对采用上下对称的高斯一赛德尔(LU—SGS)格式的离散方程进行线性稳定性分析的基础上,提出一种依据流动状态对流场的块网格进行局部加密的方法,以增强流场数值计算稳定性。在高超声速流场中,对包含激波后亚声速高温区域的块网格给予加密,而其他区域中的块网格可以适当进行网格粗化或保持不变。算例结果表明,相比于初始网格,局部加密后的改进网格并不会产生过多的网格量,而且能够采用较大的柯朗-弗里德里奇-列维(CFL)数以达到数值求解过程中稳定计算和快速收敛的目的。

  • 航天器声振力学环境预示与验证

    作者:朱卫红; 韩增尧; 邹元杰; 刘绍奎; 王泽宇 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对航天器声振力学环境预示的难题,开展大型复杂航天器声振力学环境的预示方法研究和试验验证。首先结合航天器声振力学环境的特点,研究采用混合有限元一统计能量分析(FE—SEA)方法建立航天器声振预示模型的关键技术,在此基础上建立整星级和系统级航天器(整流罩-卫星-仪器舱-适配器组合体)的混合预示模型,最后将预示结果与噪声试验数据进行对比,验证了预示方法和模型的有效性,并基于分析结果探讨影响航天器声振力学环境预示精度的关键环节。

  • 碳化材料三维烧蚀热响应有限元计算研究

    作者:刘骁; 国义军; 刘伟; 曾磊 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    针对碳化烧蚀热防护材料三维温度场计算问题进行了研究。采用弹簧松弛法模拟防热层表面后退运动,应用化学反应动力学模型描述材料内部热解过程,内部温度场计算模型考虑了防热材料的热传导、热解吸热、热解气体在碳化层内的流动以及热解气体与碳化层之间的热交换。对控制方程采用有限元方法进行离散,时间方向采用Newton—GMRES隐式迭代推进求解。将计算结果与经典程序的计算结果及实验数据进行了比对,初步验证了计算方法的可靠性,并通过球头算例展示了程序对三维问题的良好处理能力。

  • 中国航天科技国际交流中心简介

    作者: 期刊:《宇航学报》 2016年第09期

    2016年7月29日,中国航天科技集团公司的四家直属、支撑单位进行了专业化力量重组,包括中国宇航出版有限责任公司、中国航天报社、中国宇航学会和航天人才开发交流中心,成立了我国航天文化新机构——中国航天科技国际交流中心。该中心定位为航天新闻传播主阵地、科技出版发行主渠道、特色文化创意主力军、人才培育服务主基地和国际科技交流主平台。

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