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空天飞行影响航天员脑神经功能的现状及展望

航空工程进展 2024年

作者：于辉高丽娜高娜牛畅呼延霆谷良贤西北工业大学航空学院西北工业大学航天学院西北工业大学生命学院

中国空间站的建成标志着我国载人航天“三步走”发展战略圆满实现，未来航天员将开展常态化空天飞行并长期驻留执行科学任务。然而，空天飞行中航天员经历超重、失重、辐射、孤立环境等变化，直接威胁其肌骨系统、神经系统、免疫系统等... 详细信息

中国空间站的建成标志着我国载人航天“三步走”发展战略圆满实现，未来航天员将开展常态化空天飞行并长期驻留执行科学任务。然而，空天飞行中航天员经历超重、失重、辐射、孤立环境等变化，直接威胁其肌骨系统、神经系统、免疫系统等功能正常发挥，尤其是航天员脑神经功能异常将会影响其认知能力，进而影响空间任务顺利完成。因此，保护航天员在空天飞行中脑神经功能具有重要意义。本文以空间视角和时间视角梳理了空天飞行对航天员脑神经功能的影响，总结了当前航天员脑神经保护现状和挑战，并围绕目前存在的关键问题对未来航天员脑神经保护策略进行了展望。

关键词：空天飞行航天员脑神经功能空间任务长期在轨

面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设

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高教学刊 2024年第19期10卷 50-53页

作者：时圣波龚春林苟建军谷良贤粟华吴蔚楠西北工业大学航天学院西安710072

航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程,以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强,强调综合性、系统性和创造性。该文讨论航天飞行器设计课程的四... 详细信息

航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程,以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强,强调综合性、系统性和创造性。该文讨论航天飞行器设计课程的四个主要教学难点,结合西北工业大学办学目标,详尽地阐述课程创新建设思路。课程在知识体系、教学方法、教学资源方面持续改革,构建“国防战略牵引-航天思政引入-工程案例分析-虚拟仿真强化”的创新教学模式,论述课程创新建设具体实施过程。通过多维度评价与反馈,课程创新建设效果良好,有力支撑总体专业骨干和总师后备人选培养。

关键词：航天飞行器设计 “总师型”人才培养系统工程思维航天特色思政全过程评价

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高超声速飞行器动态输出反馈最优跟踪控制

哈尔滨工业大学学报 2011年第7期43卷 131-134页

作者：刘鹏谷良贤西北工业大学航天学院西安710000 北京机电工程研究所北京100074

采用非线性前馈加线性反馈控制结构,利用伴随法生成最优上升轨迹,设计输出反馈控制律与输出跟踪控制律,证明其有条件渐近稳定;实现高超声速飞行器上升段的最优跟踪控制,将系统能观测和不能观测部分分离,降低了对传感测量系统的要求.仿... 详细信息

采用非线性前馈加线性反馈控制结构,利用伴随法生成最优上升轨迹,设计输出反馈控制律与输出跟踪控制律,证明其有条件渐近稳定;实现高超声速飞行器上升段的最优跟踪控制,将系统能观测和不能观测部分分离,降低了对传感测量系统的要求.仿真结果表明,该组合方法能够实现高超声速飞行器的最大能量爬升,同时能够实现对最优上升轨迹的稳定跟踪.

关键词：伴随方法输出反馈渐近稳定高超声速跟踪控制

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多学科设计集成环境的模式和应用

宇航学报 2004年第4期25卷 459-461,472页

作者：谷良贤龚春林西北工业大学航天学院西安710072

进行复杂工程系统的多学科问题设计时,构建理想的设计环境非常必要。从支持分析代码重用、方便集成复杂的设计问题、支持并行计算过程和设计过程监控等角度着手,开发了多学科设计优化集成环境--MD OF。通过运载火箭多学科优化设计实例分... 详细信息

进行复杂工程系统的多学科问题设计时,构建理想的设计环境非常必要。从支持分析代码重用、方便集成复杂的设计问题、支持并行计算过程和设计过程监控等角度着手,开发了多学科设计优化集成环境--MD OF。通过运载火箭多学科优化设计实例分析,验证了MDOF集成复杂设计问题可行性。

关键词：多学科设计设计环境集成

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导弹助推器分离过程数值模拟研究

航空动力学报 2008年第2期23卷 342-346页

作者：王力谷良贤西北工业大学航天学院西安710072

应用了结构网格中的Chimera重叠网格技术和Favre平均三维N-S方程以获得流场解.采用k-ε湍流模型模拟气体的湍流粘性影响,计算中分别考虑空气和两种火箭发动机喷流等三种不同流动介质,采用时间相关边界模拟发动机拖尾段的非定常流动,最... 详细信息

应用了结构网格中的Chimera重叠网格技术和Favre平均三维N-S方程以获得流场解.采用k-ε湍流模型模拟气体的湍流粘性影响,计算中分别考虑空气和两种火箭发动机喷流等三种不同流动介质,采用时间相关边界模拟发动机拖尾段的非定常流动,最终求解带约束的六自由度弹道方程模拟了导弹助推器的分离脱落过程.并对发动机喷流对助推器分离的影响开展研究.所做工作可对于精确确定火箭助推器分离轨迹及姿态提供方法参考.

关键词：航空、航天推进系统射流拖尾段重叠网格助推器分离时间相关边界数值模拟

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固体火箭冲压发动机性能快速预估算法

固体火箭技术 2008年第1期31卷 52-54页

作者：王妮谷良贤西北工业大学航天学院西安710072

提出了一种固体火箭冲压发动机性能快速预估方法。在原有模型基础上,加入一维燃烧室热力计算模型和附加阻力计算模型,并以VC++6.0为平台,开发出通用的发动机性能估算模块。该模块以动态链接库为载体,支持Automation,既可以单独应用于动... 详细信息

提出了一种固体火箭冲压发动机性能快速预估方法。在原有模型基础上,加入一维燃烧室热力计算模型和附加阻力计算模型,并以VC++6.0为平台,开发出通用的发动机性能估算模块。该模块以动态链接库为载体,支持Automation,既可以单独应用于动力系统性能估算,也可以作为通用模块,应用于导弹总体设计中,实现总体的快速设计及性能分析。初步使用表明,该方法可快速地预估发动机整体性能,大大缩短了设计周期,能够满足方案设计阶段的精度要求。

关键词：固体火箭冲压发动机性能预估方案设计

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超燃冲压发动机可调尾喷管多目标优化设计

推进技术 2013年第3期34卷 294-299页

作者：王青谷良贤龚春林西北工业大学航天学院陕西西安710072

针对超燃冲压发动机宽马赫数、攻角范围内高性能工作要求,建立了基于试验设计方法和代理模型的可调尾喷管多目标优化设计方法,获得了尾喷管结构随马赫数和攻角变化的调节规律。以推力系数、升力系数和力矩系数为优化目标,以三次型线尾... 详细信息

针对超燃冲压发动机宽马赫数、攻角范围内高性能工作要求,建立了基于试验设计方法和代理模型的可调尾喷管多目标优化设计方法,获得了尾喷管结构随马赫数和攻角变化的调节规律。以推力系数、升力系数和力矩系数为优化目标,以三次型线尾喷管为对象,采用遗传算法优化设计,得到Pareto最优解集;以一组Pareto最优解为基准在不同马赫数和攻角下进行尾喷管变结构设计优化,拟合得到尾喷管结构随马赫数和攻角的变化曲线。仿真结果显示了理论分析的正确性,并发现:变结构设计实现了尾喷管大范围高性能工作;尾喷管性能和几何参数,飞行状态参数均高度非线性,任一个改变都会影响其性能;采用试验设计方法和代理模型,能大大缩小优化设计时间,简化设计过程。

关键词：超燃冲压发动机变结构尾喷管试验设计方法代理模型多目标优化

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偏转弹头导弹动力学建模研究

西北工业大学学报 2011年第5期29卷 766-771页

作者：孙晓峰谷良贤西北工业大学航天学院陕西西安710072

偏转弹头导弹是一种新颖的变外形导弹,通过操纵弹头相对弹体偏转改变导弹的气动特性并产生机动过载。而弹头偏转造成的影响并不局限于气动方面,导弹的动力学模型本身也随之改变。为了发展偏转弹头技术,对其进行动力学建模研究十分必要... 详细信息

偏转弹头导弹是一种新颖的变外形导弹,通过操纵弹头相对弹体偏转改变导弹的气动特性并产生机动过载。而弹头偏转造成的影响并不局限于气动方面,导弹的动力学模型本身也随之改变。为了发展偏转弹头技术,对其进行动力学建模研究十分必要。文章采用质点系的动量定理和动量矩定理推导了偏转弹头导弹的动力学模型,引入矢量的代数表达形式精简了推导过程,并且采用定性分析和仿真的手段对动力学模型进行了适当的简化,兼顾了模型的精确性和适用性。

关键词：导弹建模评估偏转弹头导弹动力学建模

高超声速飞行器表面对流气动加热快速预测方法

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中国科学：技术科学 2013年第11期43卷 1257-1271页

作者：赵吉松谷良贤马洪忠北京机电工程研究所北京100074 西北工业大学航天学院西安710072

构建了高超声速飞行器表面驻点及其下游区对流气动加热的一种快速预测方法.首先,采用工程方法计算飞行器表面无黏流场,针对工程方法的熵吞没效应,将质量流量平衡法与轴对称比拟法相结合对边界层外缘进行熵修正;其次,推导出采用线性方程... 详细信息

构建了高超声速飞行器表面驻点及其下游区对流气动加热的一种快速预测方法.首先,采用工程方法计算飞行器表面无黏流场,针对工程方法的熵吞没效应,将质量流量平衡法与轴对称比拟法相结合对边界层外缘进行熵修正;其次,推导出采用线性方程拟合飞行器表面流场的拟合方程;在此基础上,发展出基于线性流场和线性物面方程的轴对称比拟法,大幅度降低了复杂度和计算量;对于驻点区域,引入隐式曲面拟合驻点主曲率半径并构造鲁棒的驻点区热流计算方法.采用球锥体和仿空天飞行器等多种外形验证了方法的有效性,计算结果表明:1)所述方法总耗时约1 s即可预测出气动加热,并且预测结果与CFD模拟或者试验测量数据比较一致;2)在飞行器表面流线扩展区域,进行熵修正可进一步提高预测精度,在流线不扩张区域,采用等熵或变熵无黏流场的预测结果差别微小.

关键词：气动热预测线性流场轴对称比拟法三维驻点熵吞没效应