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星舰-超重体系与开发的范式变革探究

上海航天（中英文） 2024年第3期41卷 87-94页

作者：吴佳林盛英华程川张众上海航天技术研究院上海201109 上海宇航系统工程研究所上海201109

为了梳理和分析星舰-超重体系与开发的模式,及其相比以往航天运输体系的变革,本文首先回顾星舰-超重的宏观演化与微观验证历程,而后评估基于星舰-超重的太空新物流体系优势与挑战,最后探讨资本驱动下航天运输系统价值网升维与开发范式... 详细信息

为了梳理和分析星舰-超重体系与开发的模式,及其相比以往航天运输体系的变革,本文首先回顾星舰-超重的宏观演化与微观验证历程,而后评估基于星舰-超重的太空新物流体系优势与挑战,最后探讨资本驱动下航天运输系统价值网升维与开发范式变革的内在逻辑。研究发现:星舰-超重的开发理念是“创新引领,市场运作;宏观演化,微观验证”,本质是资本内在增值需求推动新技术、新平台的快速集成和应用。

关键词：星舰-超重太空物流体系开发范式变革水平减速与垂直起降

南方大豆油脂和脂肪酸组分全基因组关联分析及候选基因预测

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南方大豆油脂和脂肪酸组分全基因组关联分析及候选基因预测

作者：盛英华云南大学

学位级别：硕士

大豆是世界上重要的油料作物之一,其产量约占全球植物油消费量的30%。云南省位于我国西南地区,地形地貌复杂,立体气候明显,形成了复杂多样的大豆种质资源和遗传变异类型。目前,利用高密度分子标记开展云南省大豆种质资源品质性状关联分... 详细信息

大豆是世界上重要的油料作物之一,其产量约占全球植物油消费量的30%。云南省位于我国西南地区,地形地貌复杂,立体气候明显,形成了复杂多样的大豆种质资源和遗传变异类型。目前,利用高密度分子标记开展云南省大豆种质资源品质性状关联分析的相关报道较少。本研究以262份云南省大豆资源与50份外省品种为材料组成关联群体,在2018和2019年对大豆籽粒油脂、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸含量进行表型鉴定;基于高通量测序技术对关联群体进行全基因组重测序,分析关联群体的SNP基因型,通过结合表型与基因型数据,开展不同环境下大豆油脂和脂肪酸的全基因组关联分析。取得的主要结果如下:1.对关联群体进行基本统计量分析表明,油脂和各脂肪酸组分的基因型和环境间差异呈极显著(P<0.01);在基因型与环境互作中,除硬脂酸与亚油酸差异不显著外,其余组分均呈极显著(P<0.01)。对油脂和各脂肪酸组分进行遗传力估算,其中油脂最高(0.85),硬脂酸最低(0.46)。两年中各脂肪酸组分含量的变化趋势相同,大豆油脂与5种脂肪酸含量从高到低依次为亚油酸、油酸、油脂、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸;两年中油酸的变异系数最大,分别为25.02%和24.86%,油脂的变异系数最小,分别为7.35%和6.48%。对油脂和脂肪酸进行相关性分析表明,两年中除棕榈酸与亚油酸相关性不同外,其余脂肪酸组分的相关性趋势是一致的,其中油脂与油酸呈显著正相关,与其余组分呈负相关趋势;棕榈酸与油酸呈显著负相关,与硬脂酸、亚麻酸呈显著正相关;硬脂酸与油酸、亚麻酸呈负相关;油酸与亚油酸、亚麻酸呈显著负相关。2.数据质量控制后,共获得SNP标记38723个,其中79.54%(30802个)的标记位于大豆20条染色体上,20.46%(7921个)的标记位于SCAFFOLD片段上。在这些位于各染色体上的标记中,19号染色体上标记最多(4634个),11号染色体上标记最少(486个)。3.对关联群体进行群体结构特征估计,当亚群数K为6时CV error(交叉验证错误率)最小,因而将此关联群体分为6个亚群。4.采用软件TASSEL V5.0中的MLM+K模型方法,对大豆籽粒油脂、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸组分进行不同环境下的全基因组关联分析。在-logP≥3显著性水平下,两年共定位到647个SNP标记,其中80.06%(518个)的标记位于大豆20条染色体上,19.94%(129个)的标记位于SCAFFOLD片段上。在这些位于染色体上的标记中,6号染色体上标记最多(65个),11号和17号染色体上标记最少(7个)。2018年分别定位到104个、41个、72个、23个、67个和26个与油脂、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸显著关联的标记;2019年分别定位到35个、44个、114个、38个、80个和92个与以上研究性状显著关联的标记。两年重复定位到23个标记,其中油脂6个,棕榈酸8个,油酸1个,亚油酸2个,亚麻酸6个。5.对该群体与油脂和5种脂肪酸组分显著关联标记的效应值进行分析统计。2018年中定位到的333个标记中,油脂和5种脂肪酸含量的增效等位变异分别为33个、25个、27个、11个、29个和9个;减效等位变异分别为71个、16个、45个、12个、38个和17个。2019年中定位到的403个标记中,油脂和5种脂肪酸的增效等位变异分别为18个、17个、61个、9个、63个和59个;减效等位变异分别为17个、27个、53个、29个、17个和33个。两年重复定位到油脂、棕榈酸和亚油酸含量的增效等位变异分别为5个、2个和2个,油脂、棕榈酸、油酸含量的减效等位变异分别为1个、6个和1个。6.利用https://***网站的参考基因组信息(Wm82 Glyma2.0)对2018年和2019年显著关联标记附近1 kb区域进行检索,两年共筛选到72个大豆同源基因,两年重复筛选到与同一组分相关的基因为6个,分别与油脂(1个)、棕榈酸(2个)和亚麻酸组分相关(3个)。

关键词：大豆油脂脂肪酸全基因组关联分析优异等位

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微型飞行器低雷诺数二元翼型的气动特性研究

微型飞行器低雷诺数二元翼型的气动特性研究

作者：盛英华南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文以微型飞行器(Micro-Air Vehicle)为背景，选取特定的二元翼型：对称儒可夫斯基翼型、非对称儒可夫斯基翼型、对称椭圆翼型和NACA0012翼型，在低雷诺数二维不可压绕流条件下，利用位流理论和边界层求解对上述所给定的翼型进行数值... 详细信息

本文以微型飞行器(Micro-Air Vehicle)为背景，选取特定的二元翼型：对称儒可夫斯基翼型、非对称儒可夫斯基翼型、对称椭圆翼型和NACA0012翼型，在低雷诺数二维不可压绕流条件下，利用位流理论和边界层求解对上述所给定的翼型进行数值分析。同时，选取儒可夫斯基对称翼型在低紊流风洞中进行低雷诺数翼型实验，通过实验手段分析低雷诺数翼型的气动特性。为给定翼型的数值模型，本文采用儒可夫斯基变换和保角转绘。前者用于计算由平面上的圆直接生成的翼型，后者用于计算一般翼型。文中采用的数值求解过程为：首先求解给定翼型的位流速度分布，在此基础上采用Thwaites积分法和Head积分法，分别计算纯层流、纯湍流以及层流+转捩+湍流这三种流态的边界层，分析三种流态的边界层特性。低雷诺数翼型实验是在西北工业大学的低紊流风洞中进行的。在风洞实验中，主要测量了翼型表面的静压。根据获得的实验数据计算翼型表面的速度分布，进而分析实验翼型边界层的转捩、分离特性，并与理论的数值计算结果相比较。综合理论分析和实验结论，给出微型飞行器低雷诺数二元翼型选型的初步建议。

关键词：微型飞行器低雷诺数二元翼型边界层转捩边界层分离

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单喷管火箭燃气导流环境下的噪声分析

南京理工大学学报 2019年第2期43卷 165-169,176页

作者：盛英华沈林曹文斌乐贵高邢成龙上海宇航系统工程研究所上海201109 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

火箭发射时的发动机喷流噪声是航天发射的主要外激励源,噪声大小也是结构和仪器设备设计与验证的技术指标之一。该文以单台火箭发动机喷流经过单侧导流槽气流诱发的噪声问题为对象,通过求解三维可压缩流动Navier-Stokes方程,建立某火箭... 详细信息

火箭发射时的发动机喷流噪声是航天发射的主要外激励源,噪声大小也是结构和仪器设备设计与验证的技术指标之一。该文以单台火箭发动机喷流经过单侧导流槽气流诱发的噪声问题为对象,通过求解三维可压缩流动Navier-Stokes方程,建立某火箭发动机喷流噪声激励数值预测方法,其中流通量采用二阶Roe TVD差分格式,并采用中心差分离散SAS湍流模型的耗散项,通过计算声类比Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程得出喷流噪声激励,数值仿真结果与实测数据吻合良好,并分析了噪声传播延时及其地面分布规律。分析结果表明,发动机喷流噪声主要表现为宽频带噪声,随着噪声监测点和发动机喷口之间距离的增加,总声压级呈现出衰减趋势。

关键词：喷流噪声燃气射流计算流体力学起飞环境火箭发动机

挠性充液航天器超近程逼近段动力学建模与控制

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中国空间科学技术 2017年第4期37卷 1-9页

作者：王首喆刘华清张庆展靳永强盛英华上海宇航系统工程研究所上海201109 上海卫星工程研究所上海201109

超近程逼近过程中,服务航天器为刚柔液耦合的复杂系统,单摆等液体晃动模型不再适用,对这种工况下的航天器进行了动力学建模与控制的研究。采用虚功率原理推导了一种新的适用于三轴推力作用下的液体晃动等效模型,通过引入相对位置导引矢... 详细信息

超近程逼近过程中,服务航天器为刚柔液耦合的复杂系统,单摆等液体晃动模型不再适用,对这种工况下的航天器进行了动力学建模与控制的研究。采用虚功率原理推导了一种新的适用于三轴推力作用下的液体晃动等效模型,通过引入相对位置导引矢量与相对位置误差矢量,建立了相对轨道误差动力学模型,结合相对姿态动力学模型,得到超近程逼近段的刚柔液耦合的相对轨道姿态动力学模型。针对模型存在的不确定性和未知干扰,设计了基于滑模估计器的相对姿轨耦合控制律。通过数学仿真验证了控制律的有效性,仿真中的晃动结果与Flow-3D结果能够吻合,验证了晃动模型的合理性。

关键词：在轨服务超近程逼近轨迹导引刚柔液耦合相对姿轨耦合滑模估计器

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带挠性附件航天器在轨质量特性辨识

航天控制 2017年第5期35卷 9-14,36页

作者：王首喆张庆展靳永强盛英华上海宇航系统工程研究所上海201109

考虑挠性附件的振动,研究了航天器在轨质量特性辨识问题。利用推力器产生激励,采用陀螺仪、加速度计和振动信号传感器作为敏感器,设计了模态滤波器提取各阶模态响应。通过交互迭代,设计了转动惯量和质心位置的辨识算法;根据加速度计原理... 详细信息

考虑挠性附件的振动,研究了航天器在轨质量特性辨识问题。利用推力器产生激励,采用陀螺仪、加速度计和振动信号传感器作为敏感器,设计了模态滤波器提取各阶模态响应。通过交互迭代,设计了转动惯量和质心位置的辨识算法;根据加速度计原理,设计了质量的辨识算法。采用批量最小二乘法对算法进行求解。该算法适用于模态参数已知、任意初始状态航天器的质量特性辨识。仿真结果表明算法收敛速度快、辨识精度高。

关键词：质量特性挠性附件交互迭代模态滤波器最小二乘法

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高空飞行环境中液体运载火箭底部热环境研究

宇航学报 2019年第5期40卷 577-584页

作者：周志坛丁逸夫乐贵高梁晓扬孙培杰盛英华南京理工大学机械工程学院南京210094 上海宇航系统工程研究所上海201109

采用数值模拟和飞行测试验证相结合的方法对液体运载火箭高空对流/辐射耦合换热问题开展系统深入研究。基于燃气多组分输运Navier-Stokes方程、热辐射方程、Realizable k-ε两方程湍流模型,建立了高空含自由流的运载火箭燃气喷流流动模... 详细信息

采用数值模拟和飞行测试验证相结合的方法对液体运载火箭高空对流/辐射耦合换热问题开展系统深入研究。基于燃气多组分输运Navier-Stokes方程、热辐射方程、Realizable k-ε两方程湍流模型,建立了高空含自由流的运载火箭燃气喷流流动模型。辐射模型采用离散坐标法(DOM),空间离散采用二阶迎风TVD格式,对多个典型飞行高度火箭底部热流进行大型并行计算,将数值结果与试验数据进行广泛对比,验证了计算模型的精度和有效性。数值研究表明,火箭底部辐射热流在刚起飞阶段达到最大值,随着飞行高度上升,辐射热流逐渐降低,火箭底部对流热流表现为先升高后降低的趋势,并在20 km高空达到峰值。本文的预测分析方法对液体运载火箭底部热防护设计具有重要的理论意义和工程应用价值。

关键词：对流/辐射耦合换热液体运载火箭热环境燃气喷流

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星舰气动性能及任务特性仿真分析

上海航天（中英文） 2023年第6期40卷 90-99页

作者：程川崔玮刘阳朱亮聪盛英华北京跟踪与通信技术研究所北京100094 上海宇航系统工程研究所上海201109 航天系统部装备部军事代表局上海201109

通过对星舰的总体参数和气动布局进行反演建模,采用数值仿真方法,分析星舰的气动布局特点、前后翼面操纵控制策略、典型载人登月任务推演等。结果表明:星舰再入返回采用低质阻比有翼锥柱体外形设计,与传统航天飞机的返回方式不同,再入... 详细信息

通过对星舰的总体参数和气动布局进行反演建模,采用数值仿真方法,分析星舰的气动布局特点、前后翼面操纵控制策略、典型载人登月任务推演等。结果表明:星舰再入返回采用低质阻比有翼锥柱体外形设计,与传统航天飞机的返回方式不同,再入时末端速度较低,前后翼面在小、大攻角下均能实现对舰体姿态的有效控制,采用创新性的气动翼面和发动机反推组合控制技术,充分利用气动减速,实现舰体平躺再入返回和垂直降落的回收模式。经分析可知,星舰载人登月任务需发射在轨补给星舰次数偏多;采用轨道式投送方案时,星舰具备实现全球1 h快速抵达任务能力。

关键词：星舰气动特性控制技术数值仿真可重复使用

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载人登月飞行模式研究

宇航学报 2009年第1期30卷 1-7,17页

作者：盛英华张晓东梁建国赵金才上海宇航系统工程研究所上海201108

针对载人登月任务,基于近地月之间交会对接点和火箭发射次数,将载人登月初步归纳出七种飞行模式,并从飞行模式、飞行模块质量、系统可靠性等方面详细分析各种登月飞行模式的优缺点,得出了较优的登月模式。根据我国的航天运输系统发展,... 详细信息

针对载人登月任务,基于近地月之间交会对接点和火箭发射次数,将载人登月初步归纳出七种飞行模式,并从飞行模式、飞行模块质量、系统可靠性等方面详细分析各种登月飞行模式的优缺点,得出了较优的登月模式。根据我国的航天运输系统发展,提出了有限规模和大规模载人登月模式,给出了我国载人登月工程的发展建议。

关键词：载人登月飞行模式运载火箭