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基于模型的载人登月飞船系统设计应用探讨

载人航天 2022年第1期28卷 1-9页

作者：彭坤袁文强黄震马晓兵郝平北京空间飞行器总体设计部北京100094 杭州电子科技大学杭州310058

针对载人航天任务设计难度大幅增大和技术状态倍增的问题,采用基于模型的系统工程方法对载人登月飞船系统进行正向设计和应用研究。首先,按照基于模型的系统工程设计思路,从利益相关方和核心业务目标出发,逐项分解出任务需求;通过功能... 详细信息

针对载人航天任务设计难度大幅增大和技术状态倍增的问题,采用基于模型的系统工程方法对载人登月飞船系统进行正向设计和应用研究。首先,按照基于模型的系统工程设计思路,从利益相关方和核心业务目标出发,逐项分解出任务需求;通过功能分析对问题域的功能点进行定义,形成系统需求;根据系统需求和飞行器通用功能将功能要求落实到系统组成和内部结构中,定义系统的逻辑结构。其次,利用行为图来开展载人飞船地月转移段飞行方案建模和动态逻辑仿真工作,实时显示登月飞行器的组合体状态及相互间的信号传递。最后,利用MagicDraw平台集成Matlab软件开展了变轨速度增量和推进剂消耗等总体参数设计与轨道设计性能仿真的联合设计工作,实现总体方案的快速迭代,同时利用活动图建立4种登月飞行模式并开展飞行模式的多方案权衡建模。整个载人登月飞船正向设计过程按照需求、架构、行为和参数仿真4个方面进行了基于模型的系统工程方法应用的初步探讨,为后续载人登月飞行器的基于模型的系统工程应用提供参考。

关键词：基于模型的系统工程载人登月需求分析飞行方案仿真多方案权衡参数仿真

各国登月计划及载人登月的目的与可行性简析(下)

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中国航天 2008年第11期 41-44页

作者：韩鸿硕蒋宇平

二、国外载人登月的目的21世纪人类＂重返月球＂到底要去干什么？从科学探测与研究的角度综合分析,主要应该有如下一些目的：①更加深入地了解月球,包括月壤成分、月核组成、地质结构、形成过程、大气和对月球探测的影响等;②了解太阳... 详细信息

二、国外载人登月的目的21世纪人类＂重返月球＂到底要去干什么？从科学探测与研究的角度综合分析,主要应该有如下一些目的：①更加深入地了解月球,包括月壤成分、月核组成、地质结构、形成过程、大气和对月球探测的影响等;②了解太阳系以及行星（主要包括地球）的起源与演变;

关键词：载人登月登月计划重返月球综合分析科学探测地质结构月球探测太阳系

基于双二体模型的载人登月着陆点选取分析与仿真

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科学技术与工程 2013年第13期21卷 3818-3823页

作者：李刘强罗建军谢剑锋西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学国防重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094

载人登月的着陆点选取研究,对于今后实施载人登月以及全月面到达的研究很有意义。而载人登月着陆点的选取又涉及到多种约束,只是选取燃料和驻留时间两个约束对相关着陆点进行建模分析和仿真。本文首先对月球相关几何关系进行研究,基于... 详细信息

载人登月的着陆点选取研究,对于今后实施载人登月以及全月面到达的研究很有意义。而载人登月着陆点的选取又涉及到多种约束,只是选取燃料和驻留时间两个约束对相关着陆点进行建模分析和仿真。本文首先对月球相关几何关系进行研究,基于双二体模型对月面着陆点选取与停留时间关系进行研究;其次根据能量消耗和地月转移轨道倾角约束考虑了三种不同的着月和上升策略,对三种不同策略的着月点和停留时间进行数学建模;最后,通过仿真,总结得出载人登月月面着陆点选取与燃料和驻留时间的关系。

关键词：载人登月双二体模型着陆点最大轨道面改变能力

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载人登月飞行器高速返回再入制导技术研究

控制理论与应用 2014年第12期31卷 1678-1685页

作者：胡军张钊北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190

返回再入段是载人登月任务完成后,保证宇航员安全返回地球的关键阶段,其跳跃式再入制导方法的研究是我国载人登月任务需要突破的一项重要关键技术.由于探月返回飞行器速度极高,其弹道特性与神舟飞船一类的近地轨道返回的飞行器有较大差... 详细信息

返回再入段是载人登月任务完成后,保证宇航员安全返回地球的关键阶段,其跳跃式再入制导方法的研究是我国载人登月任务需要突破的一项重要关键技术.由于探月返回飞行器速度极高,其弹道特性与神舟飞船一类的近地轨道返回的飞行器有较大差别,也给制导导航与控制(简称GNC,以下同)系统设计带来较大挑战.与无人再入飞行器相比,载人飞行器需要具备防过载超限能力、大范围再入航程适应能力、高精度落点控制能力.为了满足上述要求,本文提出了一套基于全系数自适应校正的预测制导方案.在再入前,通过对基本倾侧角进行校正,提高了规划弹道对再入初始条件散布的适应性;再入后利用外环的预测与全系数自适应校正实现对规划弹道的持续修正,保证规划弹道与飞行器状态的匹配性,内环则采用短周期的弹道跟踪制导;对于横向制导,本文给出和比较了采用实时漏斗制导律、独立预测–校正制导律方案以及横航向独立自校正和耦合自校正方案.

关键词：载人登月跳跃式再入预测制导全系数自适应弹道规划

基于人工免疫算法的载人登月任务地月转移双脉冲中止策略研究

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载人航天 2014年第2期20卷 146-151页

作者：彭坤果琳丽向开恒王平杨雷中国空间技术研究院载人航天总体部北京100094

载人登月任务中,任务中止策略设计是确保航天员安全返回的重要基础。首先结合"星座"计划飞行方案分析了载人登月任务各飞行阶段的中止策略;其次针对地月转移巡航段进行了双脉冲中止策略设计,以速度增量数值、方位角以及变轨时间间隔为... 详细信息

载人登月任务中,任务中止策略设计是确保航天员安全返回的重要基础。首先结合"星座"计划飞行方案分析了载人登月任务各飞行阶段的中止策略;其次针对地月转移巡航段进行了双脉冲中止策略设计,以速度增量数值、方位角以及变轨时间间隔为控制变量,加入轨道同向、近地点高度、偏心率以及飞行时间约束,提出双脉冲变轨计算流程;最后采用人工免疫算法对该问题进行了求解和优化。仿真算例表明,双脉冲中止策略存在多组解,其全局分布特性为:飞行时间越短速度增量需求越大;飞行时间相近时,大偏心率中止轨道对应的速度增量小;故障点离地月加速点越近,所需速度增量越小。同时也验证了人工免疫算法求解双脉冲中止策略问题的有效性。

关键词：载人登月中止策略双脉冲人工免疫算法

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关于中国载人登月工程若干问题的思考

导弹与航天运载技术 2010年第6期 1-5页

作者：龙乐豪中国运载火箭技术研究院北京100076

对有关中国载人登月工程做了初步思考,提出载人登月的目的和意义,针对国情并结合对国外载人登月发展态势的分析,就中国能否以及如何实现载人登月给出了基本结论。

关键词：载人登月中国工程策略

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美国GD公司的低成本载人登月计划

中国航天 1993年第5期 33-34页

作者：何英

美国通用动力公司(GD)提出了一项利用现有技术以减少成本和风险进行载人登月计划的建议并可能动员欧洲各国参加此项计划。该公司预计,如果1994财年开始这项工作,载人登月任务可在2000年进行。与月球有效载荷相对接并将之送至月球。 ... 详细信息

美国通用动力公司(GD)提出了一项利用现有技术以减少成本和风险进行载人登月计划的建议并可能动员欧洲各国参加此项计划。该公司预计,如果1994财年开始这项工作,载人登月任务可在2000年进行。与月球有效载荷相对接并将之送至月球。头两次任务均不载人。首次发射定于1999年,由一四脚月球短途飞行器(LEV)将重约9.7公吨的科学/支援设备送到月球表面。这些设备包括一个密封舱和与乘员居住设施有关的设备,一个地球物理站,遥控漫游车,一台光学望远镜,以及太阳阵。第二次

关键词：载人登月 GD 半人马座半人马星座航天飞机美国美利坚合众国北美洲

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苏联的载人登月计划

中国航天 1993年第2期 35-37页

作者：元珊

60年代至80年代间,苏联的官方新闻界对其载人登月计划,即N1—L3计划,一直保持沉默。直到1989年的夏天,苏联《消息报》才首次透露了该计划的内幕。现将N1—L3计划介绍如下:

关键词：运载火箭飞行航空运动登月飞船载人登月登月舱发射装置发射台航天员宇航员飞行器发射火箭发射发动机轨道舱拜科努尔莫斯科时间月球表面

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基于地月L_1点的载人登月飞行方案分析

载人航天 2014年第6期20卷 562-568页

作者：高启滨张洪礼韩潮北京航空航天大学宇航学院北京100191

为解决传统载人登月方案中重型运载火箭难以研制、交会对接窗口选择困难等问题,提出了符合我国现有技术条件的基于地月L1点的载人登月方案设想。基于对圆形限制性三体模型和地月L1点特性的分析,将载人登月任务划分为不同的飞行阶段,研... 详细信息

为解决传统载人登月方案中重型运载火箭难以研制、交会对接窗口选择困难等问题,提出了符合我国现有技术条件的基于地月L1点的载人登月方案设想。基于对圆形限制性三体模型和地月L1点特性的分析,将载人登月任务划分为不同的飞行阶段,研究了载人登月任务的规模、系统组成以及各舱段的质量分配等。通过与基于环月轨道方案各参数的分析和对比,提出通过付出较小代价将基于环月轨道的载人登月方案转化为基于地月L1点的载人登月方案的方法。结果分析表明,经方案转化,不但能充分发挥地月L1点的优势,而且在一定条件下可以使节省燃料成为可能。

关键词：地月L1 点载人登月飞行方案