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宇航学报杂志 2018年第10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
  • 临近空间高超声速飞行器黑障问题研究综述

    作者:龚旻; 谭杰; 李大伟; 马召; 田冠锁; 王暕来; 孟令涛 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    首先对国内外黑障问题研究历史进行了回顾,然后从等离子体鞘套形成机理和基本特征、电波传播机理及信道特征等方面阐述了高超声速飞行器黑障问题的成因。随后,着重介绍了等离子体流场和电波传播数值模拟方法并分析了方法的适用性。进一步对等离子体地面模拟方法和诊断技术进行了概述,并对国内外地面黑障实验结果进行了详细分析。在此基础上,针对临近空间高超声速飞行器的特点,采用层次分析法(AHP)对现有黑障消除技术进行了评估,给出了目前工程实用方法、近期可能实现的工程实用解以及未来具有应用潜力的消除技术。最后,对黑障问题后续研究方向提出了几点建议。

  • 空间细胞机器人系统关键技术及其应用

    作者:赵航; 赵阳; 田浩; 安德孝 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对传统空间操控装置难以适应未来大型空间设施在轨建设的问题,提出一种能够实现多层次自重构的空间细胞机器人系统,并对其概念体系以及设计理念进行了分析。介绍了空间三角桁架装配场景下的空间细胞机器人系统硬件设计。提出了空间细胞机器人系统关键技术,包括多智能体协同不确定行为规划、多层次机器人系统构型决策、多智能体协同无环境地图自主导航以及多智能体分层协同分布式控制等。最后结合空间细胞机器人系统的特点与优势,对其应用前景进行了展望。

  • 基于遥测电流的太阳翼在轨振动参数辨识方法

    作者:吴跃民; 刘志全; 任守志 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对传统太阳翼在轨振动特性测试需采用高精度星载设备或额外增设测量装置的问题,建立了太阳翼发电电流与太阳光线入射角之间、太阳翼在轨振动与太阳翼发电电流波动之间的关系。在此基础上提出了仅依靠遥测电流波动信息辨识太阳翼在轨振动固有频率和阻尼比的方法,即:首先通过傅里叶变换获取电流波动信号的幅频响应;结合模态分析结果辨识振动频率及对应阶次信息;通过滤波算法分解各阶次振动,逐一计算对应阻尼比。为验证本方法有效性及误差水平,构造了由多个单自由度衰减振动及随机信号叠加而成的模拟电流波动信号进行仿真分析,结果表明方法有效,误差可接受。在某卫星太阳翼在轨振动参数辨识上的应用实例也表明,本文所提出的方法满足工程应用需求。

  • 空间旋转目标涡流消旋概念与仿真分析

    作者:石永康; 杨乐平; 朱彦伟; 褚福东 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对消除空间旋转目标姿态旋转的问题,本文将第二代高温超导技术与涡流制动技术相结合,提出超导式涡流消旋的概念。然后,对涡流消旋的技术可行性进行了定性分析,通过对多种消旋技术手段的权衡比较归纳出涡流消旋的优势。接着,采用电磁张量理论,建立了电磁—涡流作用机理的精确磁场和涡流力矩模型;最后,考虑实际消旋的任务需求,对典型的高速旋转目标、低速旋转目标、以及复合旋转目标的消旋进行了动力学仿真研究。仿真结果表明,涡流消旋具有足够强大的制动能力,能有效消除目标的高速旋转或复合旋转运动。

  • 一种改进的航天器时变模态参数递推辨识方法

    作者:倪智宇; 刘金国; 吴志刚 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对基于预测器的递推子空间辨识(RPBSID)方法在估计系统的状态变量时计算量较大的问题,提出一种改进的RPBSID方法并应用于航天器的时变模态参数辨识。与原算法相比,改进后的方法在求解状态量时不需要逐个时刻构建相应的Hankel矩阵,而是利用仿射投影算法(APA)实现状态量的递推估计,从而减少了辨识过程中的数据量。在此基础上,利用该状态变量递推得到时变系统的状态空间模型和模态参数。在数值仿真中,建立带有大型挠性附件的卫星动力学模型,分别考虑系统模态参数线性变化、突变和周期改变的情况,利用改进的RPBSID方法对结构的时变频率和阻尼比等参数进行了辨识。理论分析和数值仿真的结果表明这种改进的方法不仅能够有效地辨识系统的时变模态参数,而且与原方法相比具有更高的计算效率。

  • 上面级发射中高轨道卫星外热流分析

    作者:杜卓林; 江海; 陈少华; 金迪 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    研究发射轨道的外热流是卫星热控制系统设计的基础。针对上面级发射轨道的特点和卫星姿态,推导出上面级滑行段和点火段瞬态及平均外热流计算公式。以北斗三号中轨导航卫星为例,给出了阳光和轨道面夹角随太阳黄经和升交点赤经的变化关系,以及最长阴影时间、滑行段旋转角速度约束条件的分析方法,在此基础上确定了上面级阶段卫星的极端外热流工况并给出了外热流计算结果。

  • 反舰弹道导弹一体化协同制导与控制

    作者:张聪 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    为提高我国火箭军对海上慢速移动目标的精确打击能力和反舰弹道导弹的突防能力,本文针对"领弹—从弹"构型的多反舰弹道导弹一体化协同制导与控制(ICGC)问题,首先通过对数学模型的变换,将一体化协同制导与控制问题提炼为一类高阶带扰动非线性多智能体系统的协同一致性算法的设计问题。其次,针对"领弹—从弹"构型的多反舰弹道导弹系统,在动态面控制(DSC)的框架下,基于一致性理论和结合扩张状态观测器(ESO)理论,设计分布式一体化协同制导与控制律。之后,对闭环系统的稳定性和收敛特性进行了严格的理论证明与分析,并取得收敛条件。一体化协同制导与控制律保证从弹在位置和速度上协同一致地趋近于期望空间构型,并使得从弹有和领弹近乎相同的攻击角度。最后,通过数字仿真对一体化协同制导控制律进行仿真校验。

  • SINS任意失准角无奇异快速传递对准

    作者:崔潇; 秦永元; 严恭敏; 周琪 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对战术级捷联惯导系统(SINS)任意失准角下的快速传递对准,提出一种直接姿态矩阵线性矩阵卡尔曼滤波的传递对准算法。首先,利用姿态矩阵描述姿态,将传统大、小失准角条件下的强非线性、线性滤波对准问题统一转化为一个线性滤波问题;然后,采用矩阵形式卡尔曼滤波对状态进行估计,得到一种线性矩阵滤波对准算法,可以在任意失准角、无初值条件下完成对准;最后,推导姿态矩阵正交约束条件下滤波算法的最优实现。仿真结果表明,算法适用于任意失准角下的传递对准,在摇摆运动下,可以在10 s内完成快速传递对准,水平精度达到0. 02°(误差均方根)以内,航向精度达到0. 03°(误差均方根)以内。

  • 高精度液浮陀螺仪在双轴转台上的标定方法与误差分析

    作者:刘庆博; 任顺清; 曾鸣; 王常虹 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    为提高液浮陀螺仪在双轴转台上的标定精度,将双轴转台的误差,陀螺仪的安装误差以及陀螺仪自身的静态误差建立在陀螺仪的标定模型中,在1g重力场中分别建立了16位置和20位置陀螺仪的标定方案。采用误差分离技术与最小二乘法来标定液浮陀螺仪的误差模型系数。与传统的8位置标定方法相比,本文所提出的两种多位置标定方法可以自动规避或补偿双轴转台误差,也可消除不易测量的陀螺仪安装误差对标定结果的影响,以此来提高液浮陀螺仪的标定精度。最后对提出的多位置标定方法进行误差分析,验证了方法的有效性。

  • 固体运载火箭抗强电磁脉冲优化设计方法

    作者:龙中权; 赵民; 付继伟; 陈曦; 齐欢 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    本文分析了火箭在飞行过程中的强电磁脉冲(EMP)环境,建立了箭上敏感设备受强电磁脉冲干扰的优化设计模型,包括传导干扰及辐射干扰两种设计模型。针对起飞质量对火箭总体参数设计的制约问题,以最小质量增量为目标函数,采用模拟退火(SA)算法,对箭上典型电气系统抗强电磁脉冲防护进行优化设计研究,为箭上敏感设备抗强电磁脉冲指标与质量增量提供了平衡选取方法。优化结果表明,火箭在飞行过程中典型电气系统的抗强电磁脉冲性能指标达到要求的同时,实现了火箭质量增量最小的目标。

  • 基于态势感知一致性的UAV集群分布式协同性能分析

    作者:高杨; 李东生 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对现有无人机集群分布式协同方法没有细致考虑态势感知过程,忽略了对抗环境下态势信息的不确定性对集群协同的影响,对协同性能缺乏量化分析等问题,提出基于态势感知一致性的无人机集群分布式协同方法,并分析协同性能。从集群协同作战角度分析协同方法的实质,考虑态势信息不确定性,给出集群态势感知一致性分析,建立态势觉察一致性、态势理解一致性等概念,并设计协同方法;建立协同时间、协同信息量等指标,分析指标特性,量化分析协同性能;在给定的仿真场景下,对比分析各协同方法性能。结果表明,所提方法协同性能较好,更切合对抗环境,对集群协同作战研究有一定的积极意义。

  • 状态方程对煤油液滴高压蒸发计算的影响

    作者:李鹏飞; 雷凡培; 周立新; 王凯 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    分别基于RK、SRK和PR等不同真实流体状态方程(Eo S)建立了包含亚临界和超临界两种不同机制的瞬态液滴高压蒸发模型。针对我国新一代高压补燃液氧/煤油发动机,对煤油液滴在高压N2环境下的蒸发过程进行数值研究,重点分析了不同状态方程对N2-C12H26二元系统高压气液相平衡,及进一步对煤油液滴高压蒸发计算的影响。结果表明:对液滴蒸发速率影响最大的参数是液滴表面蒸气质量分数,而对该参数影响最大的则是所选取的状态方程。基于SRK和PR Eo Ss的高压气液相平衡及液滴高压蒸发计算结果均与试验数据符合较好,可正确描述液滴高压蒸发特性;而基于RK Eo S的相平衡计算结果显著高估液滴表面蒸气质量分数和环境气体溶解度,并低估临界混合温度和偏摩尔相变热,进而在亚临界蒸发状态下高估蒸发速率,在超临界蒸发状态下低估蒸发速率。另外,基于RK Eo S的计算中液滴发生跨临界转变所需的环境温度显著低于基于SRK和PR Eo Ss的。

  • 太阳闪烁影响下的星际通信链路参数设计

    作者:姚秀娟; 刘波; 杜艺颖; 张明 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    针对太阳闪烁作用于星际通信链路而产生的幅度闪烁、频谱扩展、相位闪烁、时延扩展问题,提出一种适用于星际通信链路的参数设计方法。该方法根据通信链路与太阳的几何关系,计算太阳风中等离子体作用于无线电波的幅度统计特性、时间谱特性,将计算结果作为通信链路的频率选择、传输信号带宽设计、调制方式选择、锁相环路带宽设计的约束条件,并以某空间探测任务为例进行了S、X、Ka三种频段下的信号传输性能仿真分析,结果表明,在太阳闪烁指数m 〈0. 3的情况下,采用Ka频段+8PSK调制相结合的方式,对于太阳闪烁的抵抗能力最强。该方法设计的参数能够降低太阳闪烁对通信链路的影响,可作为工程实际系统设计的参照。

  • 结合TEC的泵驱两相温控系统的空间应用

    作者:王镇锐; 张兴斌; 温世喆; 何振辉 期刊:《宇航学报》 2018年第10期

    为满足天舟一号货运飞船(TZ1)蒸发冷凝科学实验的控温需求,采用半导体制冷片(TEC)和泵驱两相回路结合的控温系统实现了冷凝台-5~40℃(±0. 2℃)的控温要求。对TEC和平行流换热器进行了研究,结果表明该系统能够满足环境温度等于30℃工况下的制冷和散热要求。测试结果表明,平行流换热器在地面和在轨的换热相当,说明重力的影响几乎可以忽略。

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