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高密度集成微惯性导航自主完好性监测

中国空间科学技术 2024年第1期44卷 34-43页

作者：孟凡琛宋健民邢朝洋王巍北京航天控制仪器研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司北京100048

针对多平台、小型化、集群化等未来微小型空天飞行器故障信息自主监测等技术需求,提出了一种高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法。该算法依托最优估计理论,分析微惯性导航系统中可能出现的量测误差信息源,通过优选子集数目进行预... 详细信息

针对多平台、小型化、集群化等未来微小型空天飞行器故障信息自主监测等技术需求,提出了一种高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法。该算法依托最优估计理论,分析微惯性导航系统中可能出现的量测误差信息源,通过优选子集数目进行预检验甄选,利用牛顿恒等式优化工程计算方法,达到微惯性导航系统故障信息检测与排除的目的。与传统MHSS算法相比,该算法能够显著降低系统的计算复杂度,并可有效检测小差错和多差错故障观测量,具有较高的故障信息源检测识别概率,增强了高密度集成微惯性导航与制导系统鲁棒性和完备性。

关键词：高密度集成微惯性导航组合导航完好性监测鲁棒性

基于流场仿真的某型涡轮叶片的表面微结构分析

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导弹与航天运载技术（中英文） 2024年第2期 32-41页

作者：刘士杰李伟王慧梁国柱北京航天动力研究所低温液体推进技术实验室北京100076 北京航天动力研究所北京100076 北京航空航天大学宇航学院北京102206

利用流场仿真和扫描电子显微镜观测的方法,对某型涡轮叶片工作前后的表面微形貌进行了分析,研究了高温高压环境对叶片表面形貌变化的影响。首先为了提高计算效率,根据叶片形式,建立了涡轮叶片流场的周期性对称CFD模型,并利用有限体积法... 详细信息

利用流场仿真和扫描电子显微镜观测的方法,对某型涡轮叶片工作前后的表面微形貌进行了分析,研究了高温高压环境对叶片表面形貌变化的影响。首先为了提高计算效率,根据叶片形式,建立了涡轮叶片流场的周期性对称CFD模型,并利用有限体积法对流场的温度和压力进行计算分析;然后利用扫描电镜对工作叶片的表面形貌进行观测,分析叶片表面微缺陷形式;最后根据仿真与试验观测结果,分析了叶片缺陷产生的原因和影响叶片表面微结构变化的因素。结果表明:叶片前缘温度达到最高的860K,在几何结构和波系的共同作用下,叶片前后缘、叶尖、叶根附近流场流动特性复杂,流道内温度和压力分布不均匀;叶片后缘根部出现长约180μm的穿晶/沿晶混合模式的微裂纹,后缘叶尖处有长约30μm的夹杂物裂纹出现,这是叶片热应力、叶片表面金相转变、氧化、氢脆等共同作用的结果;应根据涡轮泵的实际任务情况对涡轮泵地面热试车程序进行合理的安排,尤其在关机阶段要考虑是否对涡轮叶片的冷却采取大气环境隔离措施。研究可为液体火箭发动机涡轮叶片寿命评估提供参考。

关键词：涡轮叶片扫描电镜表面形貌工作寿命流场仿真

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一种对高速运动目标的单光子测距方法

激光与红外 2024年第3期54卷 373-379页

作者：刘祖迪崔国栋潘康立罗辉韩隆华北光电技术研究所北京100015 北京航天控制仪器研究所北京100854

作为一种前沿的激光探测技术,单光子激光测距技术已成功应用于月球测距、卫星测距和地面测高等领域。然而,单光子测距在机载空对空、地对空平台上对高速运动目标进行跟踪测距时,回波光子落在不同的时间窗,导致直接计数无法有效提取信号... 详细信息

作为一种前沿的激光探测技术,单光子激光测距技术已成功应用于月球测距、卫星测距和地面测高等领域。然而,单光子测距在机载空对空、地对空平台上对高速运动目标进行跟踪测距时,回波光子落在不同的时间窗,导致直接计数无法有效提取信号的问题仍需解决。针对空对空条件下单光子激光测距的应用需求,基于时间相关光子计数技术设计一种适用于全天时、宽时域、多噪声条件下对高速运动目标的单光子测距方法。该方法采用阵列单光子探测器和相邻时间窗相关统计多帧处理算法提取激光回波光子信号,并在Matlab平台上对算法进行仿真实验,使用多元阵列单光子探测器实现最大测程百公里以上、背景噪声计数率约为5 MHz、单脉冲回波光子计数平均值为1条件下的回波光子信号提取。该方法能够克服传统单光子探测只能对准静态目标测距,只能在小接收视场和小波门范围等弱背景噪声及目标轨迹可预测条件下应用的限制,将单光子探测由只能固定平台夜晚对准静态目标测距推广至通用平台全天时对高速运动目标测距。

关键词：单光子激光测距时间相关光子计数技术高速运动目标相关统计

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北半球夏季急流遥相关:进展与展望

大气科学 2024年第1期48卷 287-304页

作者：王林徐霈强中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029

急流遥相关是沿急流波导传播的准静止行星尺度波列,在大气环流的维持和演变中有重要作用,其异常活动常伴随极端天气气候事件的发生。研究急流遥相关在不同时间尺度的变异特征和机理不仅可以加深对大气环流变化规律的理解,还可以为相应... 详细信息

急流遥相关是沿急流波导传播的准静止行星尺度波列,在大气环流的维持和演变中有重要作用,其异常活动常伴随极端天气气候事件的发生。研究急流遥相关在不同时间尺度的变异特征和机理不仅可以加深对大气环流变化规律的理解,还可以为相应时间尺度上的天气预报、气候预测乃至气候预估提供科学依据。根据波导的性质,北半球夏季的急流波导可以分为以正压效应为主要维持机制的副热带急流波导和以斜压效应为维持机制的极锋急流波导。本文聚焦夏季急流遥相关活动最为活跃的欧亚大陆地区,在回顾急流遥相关理论的基础上,简要总结了近年来关于夏季副热带急流遥相关和极锋急流遥相关的形成条件、动力机制、气候影响和未来变化的研究进展,并展望了一些未来值得继续深入研究的问题。

关键词：急流大气波导大气遥相关行星波波流相互作用

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仿真转台控制系统变结构自适应控制技术研究

导航定位与授时 2024年

作者：李亚楠胡吉昌王胜利赵庆王媛媛北京航天控制仪器研究所

仿真转台是航空航天以及工业领域重要的仿真设备。为了使仿真转台控制系统适应负载转动惯量变化，并增强其对控制系统数学模型参数摄动、外界干扰等的鲁棒性，现将自适应理论应用于仿真转台的伺服控制系统，并使用变结构滑模控制设计控... 详细信息

仿真转台是航空航天以及工业领域重要的仿真设备。为了使仿真转台控制系统适应负载转动惯量变化，并增强其对控制系统数学模型参数摄动、外界干扰等的鲁棒性，现将自适应理论应用于仿真转台的伺服控制系统，并使用变结构滑模控制设计控制律，添加全程滑动模态因子，设计一种基于现代控制的复合自适应控制器。使用Simulink和Matlab搭建仿真环境，在20Hz的正弦信号下得到负载变化前后的仿真结果，PID控制系统和自适应控制系统响应幅值误差分别增大3.6%和1.3%，自适应控制有效地降低了系统的误差；输入阶跃信号时，自适应控制系统使稳态误差由3.2%减小到0.3%。最终在仿真转台上进行实物实验，在幅值0.1°频率20Hz的正弦信号下，添加负载及干扰后，PID控制系统响应幅值误差增大了6.6%，自适应控制系统幅值误差仅增大2.4%，比PID控制系统误差变化小。实验结果表明，自适应控制器控制效果优于PID控制器，所设计的自适应控制器使控制系统对负载变化和干扰的鲁棒性得到了改善。

关键词：仿真转台自适应控制变结构控制全程滑动模态因子伺服控制系统半实物仿真平台

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MEMS加速度计全温性能优化方法

中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 64-70页

作者：刘国文刘宇李兆涵王学锋金仲和王巍浙江大学航空航天学院杭州310027 北京航天控制仪器研究所北京100039 中国航天科技集团有限公司北京100048

针对微机电系统(MEMS)加速度计全温性能低的问题,提出锚区应力对消方法、低应力粘接工艺和温度补偿方法。首先,通过调整两个键合的锚区面积大小实现锚区应力对消,使得加速度计的温度性能得到改善;然后,建立加速度计堆叠封装模型并对专... 详细信息

针对微机电系统(MEMS)加速度计全温性能低的问题,提出锚区应力对消方法、低应力粘接工艺和温度补偿方法。首先,通过调整两个键合的锚区面积大小实现锚区应力对消,使得加速度计的温度性能得到改善;然后,建立加速度计堆叠封装模型并对专用集成电路(ASIC)粘接参数、加速度计敏感结构点胶方式与点胶参数进行仿真分析,从而确定了加速度计的低应力粘接形式和粘接工艺;最后,对加速度计零偏和标度因数设计了三阶温度补偿方法并进行了实验测试。实验结果表明,加速度计全温零偏稳定性达到47.3μg(1σ)、全温标度因数稳定性达到43.6 ppm(1σ),提高了加速度计的全温性能。

关键词： MEMS加速度计应力对消低应力粘接温度补偿

调控五配位Al含量制备高性能低温Sabatier反应催化剂

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高校化学工程学报 2024年

作者：陈志强蒋榕培刘梦然王青项锴孙海云方涛北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测了Al2O3载体中五配位Al3+的含量，借助X射线光电子能谱仪(XPS... 详细信息

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测了Al2O3载体中五配位Al3+的含量，借助X射线光电子能谱仪(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)考察了Ru基活性位点电子性质的调控效果，利用固定床反应器测试了催化剂性能。结果表明，Al2O3载体中的五配位Al3+可有效调控Ru基活性位点的电子性质，进而提升低温Sabatier反应Ru基催化剂性能。其中，以五配位Al3+含量约为28.1% 的Al2O3载体制备的Ru基催化剂，在低温区(<300 ℃)的CO2转化率和CH4选择性均可达90% 以上。而且，在100 小时的稳定性测试中，催化性能没有明显降低。

关键词：低温Sabatier反应 Ru基催化剂五配位Al 电子性质调控催化性能提升

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氢气透平膨胀机静压止推轴承参数设计研究

低温工程 2024年第3期 72-78页

作者：肖海亮吴俊哲北京航天试验技术研究所北京100074 航天氢能科技有限公司北京100070

为了提高应用于氢气透平膨胀机中的氢气静压止推轴承的静态承载特性,建立了带均压槽的单排环形供气小孔静压止推轴承模型。应用Fluent软件进行仿真计算,分析了节流孔深度、节流孔数目、节流孔分布圆半径、节流孔直径对于轴承静态承载特... 详细信息

为了提高应用于氢气透平膨胀机中的氢气静压止推轴承的静态承载特性,建立了带均压槽的单排环形供气小孔静压止推轴承模型。应用Fluent软件进行仿真计算,分析了节流孔深度、节流孔数目、节流孔分布圆半径、节流孔直径对于轴承静态承载特性的影响。与文献实验值进行对比,验证了仿真模型以及方法的有效性。结果表明,为保证最好的轴承静态承载特性应选择合理的气膜厚度,增大节流孔深度可以减少轴承最大耗气量,节流孔分布圆半径为R=/R_(1)R_(2)时静态承载特性最好,减小节流孔直径以及节流孔数量可以减少轴承耗气量并且增大气膜最大刚度,但会降低轴承承载力与大气膜厚度下刚度。

关键词：氢气透平膨胀机静压气体轴承止推轴承静态承载特性有限元仿真

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2023年国外导弹防御发展综述

战术导弹技术 2024年第1期 1-6,19页

作者：熊瑛夏薇王林北京航天长征科技信息研究所北京100076

2023年,国外导弹防御系统向实战化发展,跟踪研究了2023年度国外导弹防御系统的最新发展动向,总结了美国、俄罗斯、欧洲和印太等国家和地区导弹防御政策变化、装备研制和部署情况,探讨了反导技术的未来发展。分析指出,美国调整导弹防御... 详细信息

2023年,国外导弹防御系统向实战化发展,跟踪研究了2023年度国外导弹防御系统的最新发展动向,总结了美国、俄罗斯、欧洲和印太等国家和地区导弹防御政策变化、装备研制和部署情况,探讨了反导技术的未来发展。分析指出,美国调整导弹防御指挥权,更加重视天基预警跟踪系统的发展;俄罗斯天基探测系统组网推迟,更加注重国产化发展。未来世界主要国家将更加注重反导系统的实战能力,并将导弹防御手段从军事领域全面外延,重视天基预警系统的发展。

关键词：导弹防御拦截弹预警探测高超声速防御防空反导导弹挫败中轨道卫星