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空间多目标掠飞观测接近轨道设计方法

现代防御技术 2024年第1期52卷 57-64页

作者：刘育昊张兵方子今航天科工空间工程发展有限公司北京100854 航天科工第二研究院研究生院北京100854

针对当前的天基空间观测任务中存在的观测效率低、燃料不足等问题,基于粒子群算法与空间多目标观测模型提出一种空间多目标掠飞观测的接近轨道设计方法以实现观测器在不变轨道的情况下实现对特定多目标的近距离掠飞观测。结合两轨道卫... 详细信息

针对当前的天基空间观测任务中存在的观测效率低、燃料不足等问题,基于粒子群算法与空间多目标观测模型提出一种空间多目标掠飞观测的接近轨道设计方法以实现观测器在不变轨道的情况下实现对特定多目标的近距离掠飞观测。结合两轨道卫星的距离计算与天光地影条件建立空间多目标观测模型。利用粒子群算法对观测器轨道六根数优化,得到对特定多目标的综合最近距离观测的最优轨道,以轨道高度差产生的周期差抵消目标与交线处位置的相位差,以消耗时间为代价得到了最省燃料的方式。利用仿真说明了该轨道设计方法的有效性。

关键词：多目标观测轨道设计天光地影条件粒子群算法掠飞观测燃料最优

太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台设计与应用

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实验技术与管理 2024年第9期41卷 124-130页

作者：刘子荣张晓辉刘军虎李焱宇王同辉北京理工大学宇航学院北京100081 航天科工空间工程发展有限公司北京100854

为探究太阳能无人机在飞行过程中飞行姿态与能量状态之间的耦合关系,该文设计了太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台。该平台可有效模拟无人机俯仰、滚转和偏航姿态,实时测量不同飞行状态时太阳能机翼发电状态的变化,通过单轴转动实... 详细信息

为探究太阳能无人机在飞行过程中飞行姿态与能量状态之间的耦合关系,该文设计了太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台。该平台可有效模拟无人机俯仰、滚转和偏航姿态,实时测量不同飞行状态时太阳能机翼发电状态的变化,通过单轴转动实验和模拟飞行姿态的多轴转动实验,展示了姿态/能量耦合机理;通过引入最大功率点跟踪控制器,对比分析了不同控制算法的跟踪效果。实验结果表明该实验教学平台可直观展示太阳能无人机的能效特点,帮助学生认知太阳能无人机运动特征与太阳能机翼发电功率的耦合关系,可有效支撑太阳能无人机高能效飞行关键技术实验研究。

关键词：太阳能无人机模拟飞行姿态/能量耦合实验教学

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面向管理员的网络安全多维度监控与实现研究

网络安全技术与应用 2024年第6期 12-14页

作者：刘森林贾可佳航天科工空间工程发展有限公司北京100000

随着企业数字化转型不断深入,企业网络空间环境愈来愈复杂,为满足企业经营管理、科研生产、日常办公等信息化系统运行的需求,企业自建或者租用互联网运营商的网络资源来搭建满足自身业务使用的网络环境变得越来越普及。线型、星型等各... 详细信息

随着企业数字化转型不断深入,企业网络空间环境愈来愈复杂,为满足企业经营管理、科研生产、日常办公等信息化系统运行的需求,企业自建或者租用互联网运营商的网络资源来搭建满足自身业务使用的网络环境变得越来越普及。线型、星型等各类结构结合而成的综合性网络结构在企业网络中使用非常常见。作为企业网络管理员,如何利用相关技术手段实现网络全方位的监控是增强网络管理员日常运维管理能力和提升网络管理员工作效率的重要手段。本文在此基础上研究面向管理员的网络安全多维度监控与实现技术,并列举了典型的应用场景,分析了多维度监控平台在某工业制造网络中的应用和取得的效果,为企业工业控制网络从传统的单一层次的事后被动监测到多层次、多维度的主动安全防御进行转变提供了思路和目标。

关键词：企业网络网络空间网络安全多维度监控

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空间可展薄膜阵列天线构型设计与验证

机械工程学报 2024年第3期60卷 11-19页

作者：谢超张恩杰严飙高峰杨金平房光强王治易上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海宇航系统工程研究所上海201108 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201108

面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构... 详细信息

面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构的一阶扭转振动频率近似解,指导了薄膜天线结构动力学特性的快速分析与参数设计,相比于非线性有限元法,具有高效便捷的特点。其次,研究了薄膜天线主梁截面半径、框架长宽比、张力大小等特性参数对天线振动频率的影响,给出了结构参数的优选范围,通过仿真和试验方法验证了参数设计的合理性。最后,介绍了薄膜天线在轨展开验证情况,试验表明在卫星姿态机动扰动下天线结构保持稳定,验证了结构设计的可行性。

关键词：空间天线可展开薄膜阵列天线构型设计在轨验证

大气及真空环境下电流对柔性环滚动载流摩擦性能的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 666-676页

作者：王炳辉宋晨飞钱志源逄显娟宋鹏飞张永振河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471000 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201108

使用外滚道、柔性环和内滚道构成滚动载流摩擦副,对比研究了大气及真空(1×10-3Pa)环境下电流对柔性环滚动载流摩擦磨损性能的影响.随着电流从0 A增至20 A,电致黏着导致摩擦力随电流增大而增大.大气环境下氧化作用可促进摩擦表面材料剥... 详细信息

使用外滚道、柔性环和内滚道构成滚动载流摩擦副,对比研究了大气及真空(1×10-3Pa)环境下电流对柔性环滚动载流摩擦磨损性能的影响.随着电流从0 A增至20 A,电致黏着导致摩擦力随电流增大而增大.大气环境下氧化作用可促进摩擦表面材料剥落,导致磨痕宽度更大,进而导致大气摩擦力更高,表层塑性变形更严重.真空环境下氧化磨损被抑制,接触表面材料剥落和塑性变形相对较轻.电流从0 A增加至20 A,大气磨损面O与Cu原子比从0.379 7减少至0.144 3,真空磨损面O与Cu原子比从0.093 9减少至0.029 9.硬度测试显示:在塑性硬化和电致软化共同影响下,摩擦表层硬度随电流的增大先增加后降低,硬度最高点对应的电流为5 A,真空下电致软化效果更明显.

关键词：真空柔性环滚动载流摩擦磨损硬度

双作用斯特林热机内部气体微团运行机理数值研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 389-395页

作者：常德鹏孙岩雷王珏罗靖胡剑英罗二仓中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 航天科工空间工程发展有限公司北京100854

针对一台双作用斯特林热机,通过SAGE计算以及Runge-Kutta法和线性插值等后处理过程,对内部气体微团进行热力求解,最终得到由欧拉观点转化为拉格朗日观点的热力结果。研究表明,斯特林热机回热器内部各气体微团独自运行于不同的热力过程,... 详细信息

针对一台双作用斯特林热机,通过SAGE计算以及Runge-Kutta法和线性插值等后处理过程,对内部气体微团进行热力求解,最终得到由欧拉观点转化为拉格朗日观点的热力结果。研究表明,斯特林热机回热器内部各气体微团独自运行于不同的热力过程,气体微团间互相接力,实现宏观上发动机的热功转换功能,其热力循环的包络线近似于2个等压过程和2个等温过程的组合。同时,研究实际机型的气体微团运行机理和热力过程,并从数值上验证斯特林循环与概括性卡诺循环的相互关系,为斯特林热机的设计与分析提供一定的理论基础。

关键词：斯特林热机斯特林循环 Runge-Kutta法运行机理概括性卡诺循环

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牵拉人工肌腱式双足机器人矢状面行走控制

机械工程学报 2024年第15期60卷 18-27页

作者：高海波王圣军单开正韩亮亮于海涛哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201108

针对传统双足机器人刚性支腿结构缺乏弹性元素的局限,提出一种借鉴人体腿-足肌腱功能的人工肌腱牵拉式支腿结构,并搭建了基于五杆拓扑构型的四自由度双足机器人原理样机。建立了基于线性倒立摆(Linear inverted pendulum,LIP)模型的双... 详细信息

针对传统双足机器人刚性支腿结构缺乏弹性元素的局限,提出一种借鉴人体腿-足肌腱功能的人工肌腱牵拉式支腿结构,并搭建了基于五杆拓扑构型的四自由度双足机器人原理样机。建立了基于线性倒立摆(Linear inverted pendulum,LIP)模型的双足机器人行走规划优化范式。提出了基于LIP模型的双足机器人动步态控制器。在摆动相阶段,采用基于贝塞尔曲线的足端轨迹规划及融合模型前馈的PD控制策略。在支撑相阶段,采用足端地面支反力前馈结合机身姿态、高度反馈的控制策略。搭建试验平台对机器人运控算法进行了有效性验证。试验结果表明,双足机器人可实现0.8 m/s(约两倍腿长/s)的稳定行走速度,机身俯仰角度波动可控制在±7°以内,机身高度波动可控制在±4 cm以内。上述研究成果可进一步推广至面向三维空间移动作业的人形机器人系统设计。

关键词：双足机器人人工肌腱动步态行走控制

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面向月球基地的自循环热管理及发电系统研究

载人航天 2024年第2期30卷 206-213页

作者：孙培杰王长焕李双菲王东保吕小静翁一武卜劭华上海宇航系统工程研究所上海201108 上海交通大学上海201100 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201100

针对月球基地热管理需求,根据月面热环境特点,设计了一种面向月球基地的新型自循环热管理及发电系统。系统将有机朗肯循环(ORC)和喷射制冷循环(ERC)相结合,以仪器设备散热和太阳能或核能废热为热源,以外部冷背景为冷源,系统内一部分的... 详细信息

针对月球基地热管理需求,根据月面热环境特点,设计了一种面向月球基地的新型自循环热管理及发电系统。系统将有机朗肯循环(ORC)和喷射制冷循环(ERC)相结合,以仪器设备散热和太阳能或核能废热为热源,以外部冷背景为冷源,系统内一部分的工质吸收热源,通过有机朗肯循环发电,另一部分工质通过蒸发器吸收航天员日常工作环境中的热量,为航天服和科学研究提供冷量。系统不需要外部电力,可以独立运行,实现发电与制冷。经分析模型计算,在满足月球基地热量收集、传输和排散的基础上,可以实现最大废热制冷率40%以上,总废热利用效率50%以上.

关键词：月球基地有机朗肯循环自循环热管理喷射制冷循环发电

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火星样品返回任务中样品捕获定向概念与验证

中国空间科学技术(中英文) 2024年第05期44卷 107-114页

作者：刘志高金忠于茂华王治易杨文淼韩天刘洲苑会领上海宇航系统工程研究所中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室北京科技大学机械工程学院

针对火星样品返回任务中样品捕获回收概念，提出了一种样品捕获定向系统架构，以实现火星轨道样品容器的在轨捕获、姿态定向，并将样品容器转移到封装桶内。该方案使用捕获盖进行样品容器的捕获；4个扇面形成可收缩的捕获空间，用于约... 详细信息

针对火星样品返回任务中样品捕获回收概念，提出了一种样品捕获定向系统架构，以实现火星轨道样品容器的在轨捕获、姿态定向，并将样品容器转移到封装桶内。该方案使用捕获盖进行样品容器的捕获；4个扇面形成可收缩的捕获空间，用于约束定位样品容器；扇面上的传送带与样品容器接触，利用摩擦力与突出挡条带动样品容器运动，传送带相互协同传动用于实现样品容器姿态回正，并转移到封装桶内。为了准确实现样品定向与直线转移，基于扇面转角测量信号制定了扇面与传送带的协调动作策略。设计和研制了样品捕获定向机构样机，测试验证了样品捕获、定向和转移功能。该机构具有质量小(<12 kg)、定向与转移功能集成度高、样品容器姿态回正适应性强、转移可靠性高等特点，可应用于火星样品返回任务。

关键词：火星样品返回轨道样品火星样品容器样品捕获定向样品转移捕获初始条件