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空间激光终端二维转台U型架结构优化设计

电子机械工程 2024年第3期40卷 17-21页

作者：李旭鹏张文会黄龙王旭东张庭睿西安空间无线电技术研究所陕西西安710199

空间激光终端二维转台是建立星地/星间高精度激光通信链的关键部件,其U型架结构的性能直接影响转台的稳定性和测量精度。为了适应发射阶段载荷过载及满足空间环境的严苛要求,文中提出了一种基于铝基碳化硅材料的U型架结构优化设计方案... 详细信息

空间激光终端二维转台是建立星地/星间高精度激光通信链的关键部件,其U型架结构的性能直接影响转台的稳定性和测量精度。为了适应发射阶段载荷过载及满足空间环境的严苛要求,文中提出了一种基于铝基碳化硅材料的U型架结构优化设计方案。该方案综合考虑材料特性和结构布局,对U型架的11种典型尺寸参数进行了分析和优化,实现了结构的轻量化和高刚度。研究发现,U型架支撑端厚度和侧肋斜率是影响其一阶基频和重量的关键因素。仿真结果表明,优化后的U型架质量减轻了25.03%,一阶基频提高了85.48Hz。实物U型架随二维转台的力学试验验证表明,二维转台的整体性能和可靠性得到了有效提升。

关键词：激光终端二维转台 U型架结构优化

基于连续小推力转移的小行星防御轨道设计与仿真

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兵工学报 2022年第S2期43卷 146-152页

作者：刘豪董跃杨倩刘佳北京理工大学宇航学院北京100081 北京空间科技信息研究所北京100094

人类发现的小行星越来越多,为应对小行星碰撞地球,国内外许多学者开展了动能撞击防御技术的研究,有学者基于脉冲转移方案开展了Apophis小行星动能撞击轨道优化设计。采用连续小推力直接转移方案对Apophis小行星动能撞击进行轨道设计和... 详细信息

人类发现的小行星越来越多,为应对小行星碰撞地球,国内外许多学者开展了动能撞击防御技术的研究,有学者基于脉冲转移方案开展了Apophis小行星动能撞击轨道优化设计。采用连续小推力直接转移方案对Apophis小行星动能撞击进行轨道设计和仿真。结果表明,新方案对发射时地球的位置敏感度较低,所有窗口下最优转移轨道的飞行时间都接近于最大允许飞行时间;撞击时Apophis的轨道相位均在近日点一侧,此时Apophis的轨道速度较高,有利于得到较大的撞击速度。通过对新设计方案和脉冲直接转移方案的设计结果进行比较,新方案实现的Apophis速度增量约为脉冲转移方案的1.78倍。

关键词：小推力转移脉冲转移行星防御轨道设计

航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能研究

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精密成形工程 2022年第7期14卷 143-149页

作者：韩修柱霍秀兵周志勇常磊王谦王旭东北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京卫星制造厂有限公司北京100094 航天东方红卫星有限公司北京100094 北京科技大学北京100083

目的针对航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件在实际的使用工况下极易出现腐蚀与咬死的问题,对不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能进行研究。方法分别在高量级腐蚀条件和低量级腐蚀条件下,采用重复拧紧试验方法,对侧面销... 详细信息

目的针对航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件在实际的使用工况下极易出现腐蚀与咬死的问题,对不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能进行研究。方法分别在高量级腐蚀条件和低量级腐蚀条件下,采用重复拧紧试验方法,对侧面销钉和螺母开展耐腐蚀性能、防咬死性能研究。结果在高量级腐蚀条件下,无表面处理的30CrMnSiA侧面销钉+TC4螺母组件在经历12 h腐蚀试验后,其表面发生了100%的腐蚀;经历过重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12h腐蚀试验后,其表面腐蚀面积>50%;未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12 h腐蚀试验后,其腐蚀面积约为25%~50%。在低量级腐蚀条件下,经历重复拧紧试验和未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件均未发生表面腐蚀,而30CrMnSiA(无镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件的腐蚀面积为25%~50%。镀镍处理可以显著提高30CrMnSiA侧面销钉的耐腐蚀性能。结论经过镀镍表面处理的30CrMnSiA侧面销钉比经过表面钝化处理的1Cr17Ni2侧面销钉具有更好的耐蚀性能、防咬死性能和环境适应性。重复拧紧虽然对镀镍侧面销钉的耐腐蚀性能有影响,但重复拧紧后的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能仍优于无镀镍处理的侧面销钉和螺母组件。30CrMnSiA镀镍侧面销钉+TC4螺母的组件通过了低量级实际工况的盐雾试验考核。

关键词：销钉螺母防咬死耐腐蚀

AZ31镁合金不同挤压速度下的组织演变及力学性能研究

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精密成形工程 2022年第6期14卷 10-19页

作者：韩修柱田政臧晓云肖阳张高龙于洋北京空间飞行器总体设计部北京100094 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 郑州轻研合金科技有限公司郑州450041 天津航天机电设备研究所天津300301

目的针对AZ31镁合金材料在挤压成形过程中变形较为困难的问题,研究AZ31镁合金在不同挤压速度下的微观组织和力学性能演化规律。方法采用DEFORM-2D软件对0.5、3、12、20 mm/s这4种挤压速度下材料挤压变形过程中的材料流动趋势、应变场、... 详细信息

目的针对AZ31镁合金材料在挤压成形过程中变形较为困难的问题,研究AZ31镁合金在不同挤压速度下的微观组织和力学性能演化规律。方法采用DEFORM-2D软件对0.5、3、12、20 mm/s这4种挤压速度下材料挤压变形过程中的材料流动趋势、应变场、应力场和温度场等进行数值模拟和分析。结果AZ31镁合金材料的挤压温度场随着挤压速度的增加显著升高,不同速度挤压后坯料的温度模拟值与实验结果实测值的变化趋势吻合。随着挤压速度的增大,材料的晶粒尺寸先增大后减小,0.5、3、12、20 mm/s这4种速度挤压后的晶粒尺寸分别为1.0、0.9、1.4、1.1μm,变形材料的加工硬化率呈现出先增大后减小的趋势。在0.5 mm/s的挤压速度下,材料内部的微观组织均匀性较差,然而强度较高,抗拉强度约为416 MPa;在挤压速度为12 mm/s时,合金的晶粒组织最均匀,同时其综合力学性能较好,屈服强度为220 MPa,伸长率为17.3%,其加工硬化率也达到最大,为0.184。结论通过DEFORM数值模拟能够为镁合金挤压变形提供指导。对于镁合金挤压变形,采用较低的挤压速度(约0.5 mm/s)对AZ31镁合金进行挤压变形,能够获得强度较高、伸长率相对偏低的挤压棒材,采用较高的挤压速度(约12 mm/s),则更有利于获得综合性能优良的镁合金挤压棒材。

关键词：挤压速度 AZ31镁合金组织力学性能

面向星载边缘计算的遥感目标检测算法轻量化优化研究

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空间控制技术与应用 2022年第5期48卷 86-94页

作者：张鹏程武文波李强曹城华北京空间机电研究所北京100090 西北工业大学西安710072

遥感图像目标实时检测是遥感领域高效能应用的一项关键技术.基于深度网络的目标检测模型检测率高,但该类算法模型往往参数多、计算量大,导致模型在边缘端设备难以部署,对该类模型进行轻量化优化是当前深度网络目标检测算法应用落地的一... 详细信息

遥感图像目标实时检测是遥感领域高效能应用的一项关键技术.基于深度网络的目标检测模型检测率高,但该类算法模型往往参数多、计算量大,导致模型在边缘端设备难以部署,对该类模型进行轻量化优化是当前深度网络目标检测算法应用落地的一个核心问题.本文以YOLOv5s目标检测模型作为基础,将一种卷积核剪枝方法应用于YOLOv5s模型中,先对BN(batch normalization)层缩放因子做稀疏化处理,然后以其为评判标准对卷积核进行剪枝和参数微调,并用遥感飞机数据集进行训练和测试.实验结果证明,该方法可以在裁剪了30~50%的模型参数的情况下,使模型的目标检测性能变化在2%以内,即通过该方法可以有效减少YOLOv5s模型的过拟合,达到降低模型大小的效果.

关键词：遥感图像目标检测 YOLOv5 剪枝

多模式离子推力器输入参数设计及工作特性研究

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物理学报 2022年第7期71卷 259-267页

作者：李建鹏靳伍银赵以德兰州理工大学机电工程学院兰州730050 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

针对我国小行星探测任务对电推进系统离子推力器设计要求,基于等离子体基本理论建立了多模式离子推力器输入参数与输出特性关系,完成各工作点下屏栅电压、束电流、阳极电流、加速电压,流率等输入参数设计,采用试验研究和理论分析的方法... 详细信息

针对我国小行星探测任务对电推进系统离子推力器设计要求,基于等离子体基本理论建立了多模式离子推力器输入参数与输出特性关系,完成各工作点下屏栅电压、束电流、阳极电流、加速电压,流率等输入参数设计,采用试验研究和理论分析的方法研究了推力器工作特性.试验结果表明:在设计输入参数下,23个工作点推力最大误差小于3%,比冲最大误差小于4%,在功率为289—3106 W下,推力为9.7—117.6 mN,比冲为1220—3517 s,效率为23.4%—67.8%,电子返流极限电压随着推力增加单调减小,最小、最大推力下分别为-79.5 V和-137 V,放电损耗随着功率增大从359.7 W/A下降到210 W/A,并在886 W时存在明显拐点,效率随功率增大而上升,在1700 W后增速变缓并趋于稳定,在轨应用可综合推力器性能、任务剖面要求、寿命,合理设计输入参数区间,制定控制策略.

关键词：离子推力器多模式输入参数设计放电损耗

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非静止轨道星座系统级干扰评估研究

中国空间科学技术 2023年第5期43卷 46-55页

作者：彭菲刘慧梁孙茜楚尧鲍晓月江帆张馨予中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 国家航天局卫星通信系统创新中心北京100094 启元实验室北京100095

非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰,但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题,设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度,并对混合构型NGSO星座... 详细信息

非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰,但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题,设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度,并对混合构型NGSO星座系统间容量损失概率分布进行了建模仿真。在典型星座共存场景下,若大规模星座主动采取空间隔离干扰规避措施,最大系统容量损失将从35%降低为0;若小规模星座主动采取相同规避措施,最大系统容量损失将从78%恶化为100%。结果表明,随着星座规模增大,主动规避措施可有效缓解频率干扰带来的容量损失,反之当星座规模减小,主动规避措施会增加链路中断风险,造成系统容量恶化。最后,针对性提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

关键词：非静止轨道星座系统级干扰评价指标同频干扰星座共存通信容量

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毛细管型真空漏孔及其计量特性研究

真空与低温 2022年第6期28卷 713-719页

作者：赵澜成永军孙雯君曾翔翁俊董猛陈联管保国张瑞芳陈会颖孙冬花丁栋冯天佑李明张旭兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000 中国航发成都发动机有限公司成都610000 上海精密计量测试研究所上海202200

自主研制了毛细管型真空漏孔,介绍了其结构组成。对该漏孔的温度特性、年衰减率、重复性及稳定性进行了实验研究。结果表明,该漏孔的温度系数小于1.0%,年衰减率小于1.0%,重复性小于0.3%,采用氦质谱检漏仪实际使用12 h稳定性小于1.0%。... 详细信息

自主研制了毛细管型真空漏孔,介绍了其结构组成。对该漏孔的温度特性、年衰减率、重复性及稳定性进行了实验研究。结果表明,该漏孔的温度系数小于1.0%,年衰减率小于1.0%,重复性小于0.3%,采用氦质谱检漏仪实际使用12 h稳定性小于1.0%。研制的毛细管型真空漏孔在真空检漏中具有广泛应用前景。

关键词：毛细管型真空漏孔温度系数年衰减率重复性稳定性

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深空探测器表面采样技术适应性研究

航天器环境工程 2022年第2期39卷 200-204页

作者：陈宏博张兰涛袁俊霞党磊印红邹乐洋徐侃彦航天神舟生物科技集团有限公司北京100086 中国航天科技集团有限公司空间生物工程研究中心北京100086 北京市空间生物工程技术研究中心北京100086 北京空间飞行器总体设计部北京100094

对探测器硬件表面的生物负载进行有效评估,是深空探测任务中行星保护的重要环节。文章对比了两种植绒拭子在不同材料表面对不同产芽孢菌的采集效率。结果显示,国产CY-93050T植绒拭子的采集效率高于ESA常用的Copan 552C植绒拭子,两者的... 详细信息

对探测器硬件表面的生物负载进行有效评估,是深空探测任务中行星保护的重要环节。文章对比了两种植绒拭子在不同材料表面对不同产芽孢菌的采集效率。结果显示,国产CY-93050T植绒拭子的采集效率高于ESA常用的Copan 552C植绒拭子,两者的平均采集效率分别为45.38%±13.46%和29.43%±8.2%;材料表面物理性质对采集效率有明显影响,两种拭子对表面光滑的铝合金5A06材料的采集效率高于对阻燃混纺斜纹布的采集效率;两种拭子对不同产芽孢菌的采集效率也存在差异。研究结果可为我国开展深空探测器硬件表面微生物检测提供数据和技术支持。

关键词：尼龙植绒拭子拭子法微生物采样行星保护深空探测