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宇航学报杂志 2018年第03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
  • 气相氛围中悬浮粉末燃料爆震燃烧研究进展

    作者:刘龙; 夏智勋; 黄利亚 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对在氧化性气相氛围以及在燃料/氧化剂混合气相氛围中粉末燃料爆震燃烧波的传播特性,总结了气相氛围中悬浮粉末燃料爆震燃烧的实验和数值模拟研究进展,归纳了影响爆震波速度、稳定性、传播模式、细观结构和胞格尺寸的主要因素。同时,还介绍了粉末燃料应用于爆震发动机或燃烧室的案例;结合粉末爆震自身特点对实验装置和燃烧诊断测试手段和数值模拟方法进行总结分析;最后针对下一步需要开展的研究工作进行展望。

  • 目标捕获后航天器组合体的角动量转移与抑振规划

    作者:王兴龙; 周志成; 曲广吉 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对失稳目标捕获后航天器组合体的位姿调整与稳定问题,提出一种组合体角动量转移与振动抑制复合规划方法。首先建立了同时考虑了空间机械臂、目标卫星太阳翼、服务卫星太阳翼等柔性构件的航天器组合体动力学模型。然后提出角动量转移优化方法,规划机械臂最终构型,保证组合体相对稳定后的角速度最小;基于粒子群算法设计了机械臂最优抑振轨迹规划方法,抑制角动量转移过程中的机械臂和太阳翼的柔性振动。最后通过数值仿真验证了规划方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够有效实现组合体的角动量转移,并显著降低组合体的柔性振动,具有工程实用性。

  • 异面压缩下六边形铝蜂窝平均塑性坍塌应力研究

    作者:荣吉利; 朱宇博; 宋乾强; 张涛; 吴志培 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    为了研究铝蜂窝在准静态异面压缩下的平均塑性坍塌应力,基于简化的基本折叠单元理论,以单个完整铝蜂窝六边形单元为研究对象,根据能量守恒定律,形成一个基本折叠单元外力所做的功等于屈曲能和膜能的总和,由此分别假设铝蜂窝材料服从Tresca屈服准则或Mises屈服准则,给出了两个准静态异面压缩下铝蜂窝平均塑性坍塌应力的理论计算公式,试验结果验证了理论推导的正确性。提出的公式对研究铝蜂窝的异面压缩性能具有一定的工程指导意义。

  • 临近空间载人舱着陆动力学及影响因素分析

    作者:岳帅; 聂宏; 张明; 魏小辉; 甘盛勇 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    为满足临近空间载人舱着陆缓冲装置可重复使用以及多着陆工况下能提供较好缓冲性能的要求,提出一种以双腔油气缓冲器为主支柱,单腔油气缓冲器为辅助支柱的新型着陆缓冲系统。针对舱体着陆过程,建立了考虑地面弹塑性变形的联合仿真动力学模型;通过与单腿着陆冲击试验的对比分析验证了所建动力学模型的有效性。在此基础上,研究了水平着陆速度,着陆俯仰角以及地面摩擦系数三种初始着陆条件对临近空间载人舱着陆性能的影响。研究结果表明:降低水平着陆速度可有效减小舱体水平着陆过载及提高着陆稳定性能;水平或小俯仰角着陆可使主、辅支柱的受载分配更加合理;减小足垫与地面间摩擦力可降低舱体竖直过载并提高着陆稳定性能。

  • 一种复杂外形航天器投影面积计算的Monte Carlo方法

    作者:靳旭红; 黄飞; 程晓丽; 丁延卫; 王强 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对航天器投影面积的计算问题,借鉴统计学中Monte Carlo技术的思想,结合计算几何学中基本的射线与三角形相交理论,提出一种鲁棒性和通用性都较好的计算复杂外形航天器沿任意方向投影面积的Monte Carlo方法,详细给出方法实现过程,采用共享存储模式实现了方法的并行化,以充分利用当前高性能计算领域主流的多核处理器技术。以投影面积存在解析解的单面圆形平板和欧洲空间局SAMSON小卫星在典型姿态下的投影面积验证了方法的可靠性以及对复杂工程外形的适用性。该方法可应用于SAMSON和GOCE卫星大量姿态下投影面积的计算,分析赤纬和赤经对投影面积的影响,为卫星的姿态和轨道控制提供输入参数。

  • 高超声速飞行器防热瓦结构的变厚度轻量化设计方法

    作者:魏东; 石友安; 杨肖峰; 肖光明; 杜雁霞; 桂业伟 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对非均匀气动加热条件下三维复杂防热瓦结构的轻量化需求,基于变厚度设计理念,发展了一种基于网格变形技术(ASD)和热固耦合分析相结合的防热瓦结构优化方法。优化结果表明,基于网格变形技术能够快速有效地解决优化过程中的网格自动更新问题,避免了网格重新划分的耗费及复杂结构网格重构的困难,并得到了光滑柔顺的厚度形状曲线;相比等厚设计,变厚度设计可以有效考虑载荷的非均匀效应,并极大地减轻结构重量;优化后可以更充分发挥防热瓦结构各层材料的承载能力。

  • 考虑模态质量耦合的随机振动准静态载荷计算

    作者:杨新峰; 单悌磊; 扈勇强; 辛强; 王海明 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对目前模态质量参与法没有考虑模态质量耦合影响而导致模态密集时随机振动准静态载荷计算出现较大误差,从多自由度振动方程出发,利用模态理论和随机谱理论,分析推导出包含模态质量耦合作用的完全模态质量参与法,分析了耦合项的影响规律。此改进的模态质量参与法可用于计算包括密集模态在内的随机振动准静态载荷,并针对模态频率比大于0.95的密集模态给出简化计算公式。以一个算例验证了密集模态的准静态加速度载荷计算。

  • 斜激波串与上游激波干扰特性试验研究

    作者:程川; 王成鹏; 程克明 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    为研究斜激波串在背压条件下前移与上游激波相互干扰的流场结构和运动规律,在来流为马赫数2.7的直管道内设计一种等宽度斜楔,采用动态压力测量、高速纹影和粒子图像测速(PIV)技术等手段进行了试验。研究结果表明:内置斜楔在管道内产生入射激波、分离激波、膨胀波、再附激波和激波诱导分离等复杂上游激波流场,在分离区附近形成有顺压梯度和逆压梯度的区域。当增大下游压比时,斜激波串逐渐向上游激波流场移动;经过斜楔产生的分离区时,斜激波串的移动速度急剧提升,同时出现非对称分离偏转方向的切换。对比了三种长度尺寸的等楔角斜楔所产生的上游激波流场的差异性,发现在相同的斜楔前缘起始点和楔角时,随着斜楔长度的增加,上游激波流场中激波诱导的分离尺度逐渐变大。

  • 带有引诱角色的有限时间协同制导方法

    作者:张帅; 郭杨; 王仕成 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    为实现高价值飞行器的有效突防,采用突防飞行器携带一枚防御器的协同突防方案,在突防器作为引诱角色的情况下,基于有限时间控制理论提出了一种带有拦截角约束的协同制导方法。基于飞行器相对运动学方程和一阶动力学特性,建立了带有拦截角约束的协同反拦截模型;用度量矩阵刻画系统有限时间输入输出动态品质,基于微分线性矩阵不等式给出了有限时间状态反馈控制器设计方法。数学仿真表明,该方法能够确保防御器在有限时间内以预置的拦截角有效拦截对方拦截器;在突防器进行引诱配合的情况下,协同突防方案能够大幅节省防御器需用加速度,验证了协同制导方法的有效性;同时,所提制导方法在不同拦截角度和初始发射条件下都能达到较好的控制效果,表现出较强的鲁棒性。

  • 频率源对雷达测速精度影响分析

    作者:杨博; 梁允峰; 孟联文; 杜培明; 张永胜 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对高稳频率源如何影响雷达测速精度问题,构建基于频率源分析雷达测速精度的理论模型,利用同步校频和互备双锁相环(PLL)改进方案实现了高稳高可靠频率源,然后通过静态模拟试验和动目标跟踪试验,分析频率源幅度、准确度、稳定度及同步校频、锁相环等模块对多普勒和测速精度的影响。结果表明,锁相环能够提升频率源短稳,降低雷达测速随机误差,同步校频能够减小本地铷钟与外部基准的频差,减小雷达测速系统误差,通过双源和双锁相环的设计,频率源切换或锁相环路切换时,也能够保证测速雷达系统正常工作。

  • 三星时差定位系统的有源校正算法

    作者:任凯强; 孙正波 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对三星时差(TDOA)定位系统中,由星历误差和时间同步误差导致无法精确定位的问题,提出一种基于正交投影的两步迭代有源校正算法。该算法首先利用正交投影将时间同步误差从观测方程剔除,然后引入一个与辐射源位置和星历误差有关的中间变量,通过对中间变量的最优估计消除星历误差对定位精度的影响,最后利用中间变量求解出目标辐射源位置。仿真结果表明,所提算法定位性能的仿真值和理论值均可以达到克拉美-罗界(CRLB),当TDOA观测噪声较小且有3个以上参考源时,可以完全校正星历误差和时间同步误差对定位精度的影响。

  • 基于变参数广义结构的距离扩展目标检测方法

    作者:王智; 简涛; 何友 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对特定杂波背景下的最优或次优检测器结构难以适应过渡杂波环境的问题,首先,给出基于变参数广义结构的距离扩展目标检测器,通过调整参数来适应杂波特性。其次,确定检测器最佳参数的经验公式,经验公式符合数值结果。最后,利用仿真试验分析检测器的检测性能。仿真结果表明,在介于高斯和复合高斯杂波之间的过渡环境中,提出的检测器比现有检测器具有更加优异的目标检测性能,对杂波非高斯程度时空渐变性具有较强的适应能力。

  • 固体火箭点火超压形成机理与影响因子研究

    作者:谢建; 谢政; 杜文正; 常正阳 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    为研究固体火箭点火超压的形成机理和影响因子,以Ariane 5火箭固体助推器1/35缩比模型为研究对象,基于可压缩气体三维Navier-Stokes方程建立固体火箭尾焰流场的数学模型。同时,使用有限速率/涡耗散模型表征尾焰复燃反应,采用有限体积法求解火箭尾焰流场控制方程,得到箭体尾部近场的点火超压幅值与分布情况。与试验数据比较,数值结果较好的反映了点火超压的过程特性。进而,采用该数学模型和求解方法,研究了点火超压的影响因子。计算结果表明,尾焰复燃反应对点火超压的影响较小,与无复燃反应的计算结果比较,点火超压的峰值相对变化幅度不大于1.85%,点火超压的波形与分布特性的变化可以忽略;建压速率越快,点火超压峰值越大,且呈非线性比例关系增长;喷管膨胀比主要影响点火超压的波形,对其峰值影响较小。

  • SMILE卫星低能离子分析仪的设计与仿真

    作者:苏斌; 孔令高; 张爱兵 期刊:《宇航学报》 2018年第03期

    针对SMILE卫星的大通量动态范围、大视场范围(FOV)、高分辨率等离子体探测需求,以带顶盖半球形静电分析器为基础设计了低能离子分析仪(LIA)。仪器利用顶盖电压控制方式实现可变几何因子,通过高聚焦特性离子光学系统和视场偏转系统设计实现高分辨和大视场探测。利用SIMION有限元仿真软件对仪器的性能参数和几何因子变化规律进行研究,并优化了离子光学系统设计。通过仿真可以获得仪器的主要技术指标参数:能量范围0.05 keV-20 keV,能量分辨率0.0791,方位角视场360°,俯仰角视场范围可达±45°。

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