空间薄膜充气管的太阳辐射压力及外热流分析

本文分析了不同轨道高度以及同一轨道高度不同位置,空间薄膜充气管所受太阳辐射压力及其扭矩大小,以及所受外热流情况.研究发现影响空间薄膜充气管的太阳辐射压力及其产生的扭矩与轨道高度无关,但随轨道位置变化而变化;外热流是轨道高度和位置的函数:随着高度的增加,太阳直接辐射热流不发生变化,但在所有外热流中其数值最大,地球红外辐射热流和地球反照热流则随着轨道的增加而下降,且后者下降的速度更快.     

红外地平仪外热流计算

红外地平仪部分凸出于航天器外表面．除受到太阳辐射、地球反照和红外辐射外,还受到航天器外表面的反射辐射．文中在对包括红外地平仪外表面在内的封闭系统进行辐射分析的基础上,得到红外地平仪外热流的空间有效辐射角系数计算公式;采用蒙特卡洛法,计算了某航天器两个位于不同外表面的红外地平议外凸圆柱体所受的外热流,并讨论了反射辐射对红外地子仪所受外热流的影响     

超低地球轨道卫星大气阻力预测与影响因素分析

为了对超低地球轨道卫星的大气阻力进行有效预测和分析,该文基于自由分子流试验粒子Monte Carlo方法,通过嵌入多种国际主流大气模型,开发了一套低地球轨道任意复杂外形航天器气动特性预测的通用三维并行软件,并以GOCE卫星为研究对象,计算并分析了该卫星的大气阻力特性,研究了大气模型参数、飞行高度、轨道纬度和经度等因素对大气阻力的影响规律。结果表明:随着高度的增加,阻力急剧减小,阻力系数却单调增大,卫星阻力的预测对大气模型的敏感性增强;轨道纬度和经度变化的影响主要体现在通过影响来流大气参数而间接影响阻力系数和卫星阻力,大气温度和组分影响阻力系数,而阻力系数和来流大气密度共同决定卫星阻力;随着轨道纬度和经度的变化,卫星阻力和阻力系数均呈现非单调的波动性变化。研究表明:JB2008和DTM-2013大气模型表现相近,而USSA-1976、 Jacchia-1977和NRLMSISE-00大气模型计算出的阻力都较前两者偏高。     

卫星相关研究概述

1卫星稳定法 卫星的在轨稳定可由下述主动或被动方法获得。 1.1重力梯度 重力梯度是一种被动稳定方法,有时用于LEO小卫星。作用在卫星上最靠近和最远离地球的部件上的引力差形成一个力矩,该力矩维持卫星姿态与当地铅垂线一致。为得到足够的力矩,需在卫星上安装长杆。由于地球同步轨道上的引力差为零,故该法不适用于地球同步卫星。     

一种基于辐射耦合传热等效模拟的瞬态热平衡试验方法及系统

该发明公开一种基于辐射耦合传热等效模拟的瞬态热平衡试验方法及系统,所述方法包括:(1)计算卫星在轨运行时卫星的至少一表面的空间轨道外热流,以获取一第一外热流的模拟加热功率值;(2)计算太阳能帆板对所述卫星的至少一表面的辐射加热热流,以获取一第二外热流的模拟加热功率值;(3)计算真空试验容器的热沉对所述卫星的至少一表面的辐射加热热流,以获取一第三外热流的模拟加热功率值;(4)根据所述第一外热流的模拟加热功率值、第二外热流的模拟加热功率值和第三外热流的模拟加热功率值,获取一外热流模拟加热总功率值;(5)在卫星的至少一表面设置加热器,并且通过程控直流稳压电源输出一电流加载于所述加热器,同时根据所述外热流模拟加热总功率值进行加热,以实现辐射耦合传热等效模拟。     

某自旋微小空间飞行器运动过程研究

为研究某自旋微小空间飞行器入轨运行一周的运动情况,建立各主要坐标系描述飞行器的运动状态。考虑较高轨道的空间环境因素对飞行器运行过程的影响,建立了飞行器轨道动力学模型和基于欧拉方程的姿态动力学模型。采用双欧法进行仿真计算,得到了飞行器入轨运行一周的轨道和姿态参数情况。结果表明:高轨道空间空气密度极低,飞行器主要受地球引力、太阳辐射压力及大气阻力的影响,靠自身旋转稳定,运动轨迹近似圆形,运行一周后轨道增高4.66 km,滚转角和偏航角产生波动,变化小于±0.04°;俯仰角随时间逐渐增大,变化幅度近似360°。     

某自旋微小空间飞行器运动过程研究

为研究某自旋微小空间飞行器入轨运行一周的运动情况,建立各主要坐标系描述飞行器的运动状态。考虑较高轨道的空间环境因素对飞行器运行过程的影响,建立了飞行器轨道动力学模型和基于欧拉方程的姿态动力学模型。采用双欧法进行仿真计算,得到了飞行器入轨运行一周的轨道和姿态参数情况。结果表明:高轨道空间空气密度极低,飞行器主要受地球引力、太阳辐射压力及大气阻力的影响,靠自身旋转稳定,运动轨迹近似圆形,运行一周后轨道增高4.66 km,滚转角和偏航角产生波动,变化小于±0.04°;俯仰角随时间逐渐增大,变化幅度近似360°。     

基于海浪模型的海洋反射率计算

实验证明海洋反射率比较小,但用卫星遥感海洋特性时,一个重要参量就是海洋反射率,因而对它的精确计算具有十分重要的意义.我们提出了一种新的计算海洋反射率的模型--海浪模型,实验已经证明在一类水情况下,海浪模型是完全正确的.本文在理论上研究了影响海洋反射率的因素,得到了海洋反射率与其相关的曲线,这些结论对计算海洋--大气系统的辐射传输方程有实际作用.     

空间对接机构丝杠副在轨温度的数值模拟

根据空间对接机构的结构特点和环境条件,利用能量守恒原理和节点网络方法,提出反映机构热特点的简化物理数学模型.采用蒙特卡洛法和太阳窗口,分析计算单机间的辐射交换因子和构件的太阳热量.对于低轨飞行器,能量方程中考虑地球红外辐射和反射辐射的影响.应用隐式R-K法,耦合求解机构节点刚性非线性温度微分方程组,得到收拢和伸出两种状态下,机构丝杠副等组件的在轨瞬态温度变化规律,分析不同构件表面辐射特性对温度的影响.研究结果对丝杠副工作热可靠性评估、机构热控方案的设计和实施有实际参考价值.     

卫星太阳光压力矩计算中有效作用面积的计算

为了精确计算卫星在轨运行时所受的太阳光压力矩,给出了1种考虑太阳帆板与卫星体相互遮挡时太阳光压力矩的求取方法.将卫星体和太阳帆板组成的几何体进行投影变换后,判断其相互遮挡并采用凸多边形求交的算法求取太阳光压有效作用面积,从而计算太阳光压力矩.以某太阳同步轨道卫星为例进行计算,结果表明:当卫星体和太阳帆板的面积相比较小时,太阳光压力矩的求取可忽略卫星体以及卫星体对太阳帆板遮挡的影响.该方法同样可推广到考虑太阳帆板与卫星相互遮挡时气动力矩的求取.     

夏季太湖表面辐射和能量通量特征观测分析

利用太湖表面2012年6~8月的辐射和湍流通量观测资料,分析了太湖夏季晴天辐射平衡和能量平衡各组分的日变化特征。结果表明:12012年夏季晴天太湖表面向下、向上短波辐射和向下、向上长波辐射日平均值分别为282.6、19.5、425.8、478.6 W/m2,反照率日平均值为0.05;2夏季晴天净辐射、感热通量、潜热通量和热储项日平均值分别为210.3、3.8、121.8、5.7 W/m2;3夏季晴天感热通量白天为负最小值为-13.4 W/m2,夜间为正最大值为17.3 W/m2。潜热通量晴天白天最大值达到216.6 W/m2,是能量平衡分配的主导;与陆地下垫面不同的是,夜间潜热通量仍保持正值。热储项白天为正,夜间为负,约60%的能量以潜热的形式消耗。天气过程出现时,湖体稳定的正温层被打破,累积热储项急剧减少。     

飞机目标的红外建模与探测器成像

基于红外物理学、热传递学,分析了飞机飞行过程中的主要辐射源.运用商业软件FLUENT,计算得到了飞机温度场和辐射场分布.综合大气透过率、探测器响应等因素影响,推导导引头探测器的基本教学模型.最后在搭建OpenGL软件平台的基础上,通过实验得到了导引头探测器接收到的飞机红外辐射图像.     

光幕幕厚与大气对弹丸红外热辐射探测性能影响研究

为改善光电探测靶的探测性能,研究了光电探测器对光幕区中弹丸红外热辐射能的获取,分析了幕厚、弹丸长度、弹丸辐射面积、大气衰减与光幕区弹丸红外热辐射特性的关系。采用将弹体划分为多个小面元的方法,建立了弹丸红外热辐射计算方程。研究了光电探测器的弹体红外热辐射通量计算方法。根据红外热辐射大气衰减理论,分析了不同波长光电探测器获得的弹丸红外热辐射能与大气透过率的关系,并计算了光电探测器在不同幕厚和作用距离下获得的弹丸红外热辐射能。结果表明:当探测距离一定时,弹丸作用于光幕的表面红外热辐射能与光电探测器接收辐射能成正比;当弹体长度与幕厚相等时,光电探测器获得的信号最强;距离越远大气的红外透过率越小,探测灵敏度越低;3~5μm波长光电探测器可获得最佳弹丸红外热辐射能。     

The hottest planet

Of the over 200 known extrasolar planets, just 14 pass in front of and behind their parent stars as seen from Earth. This fortuitous geometry allows direct determination of many planetary properties. Previous reports of planetary thermal emission give fluxes that are roughly consistent with predictions based on thermal equilibrium with the planets' received radiation, assuming a Bond albedo of approximately 0.3. Here we report direct detection of thermal emission from the smallest known transiting planet, HD 149026b, that indicates a brightness temperature (an expression of flux) of 2,300 +/- 200 K at 8 microm. The planet's predicted temperature for uniform, spherical, blackbody emission and zero albedo (unprecedented for planets) is 1,741 K. As models with non-zero albedo are cooler, this essentially eliminates uniform blackbody models, and may also require an albedo lower than any measured for a planet, very strong 8 microm emission, strong temporal variability, or a heat source other than stellar radiation. On the other hand, an instantaneous re-emission blackbody model, in which each patch of surface area instantly re-emits all received light, matches the data. This planet is known to be enriched in heavy elements, which may give rise to novel atmospheric properties yet to be investigated.     

隐身战斗机红外辐射特征计算及红外隐身效果分析

针对飞机红外隐身和反隐身技术发展的需要,建立了隐身飞机红外图像的仿真模型,并对飞机的红外隐身效果进行了评估.首先在飞机红外辐射计算模型的基础上,对二元喷管、低发射率蒙皮、发动机舱隔热、喷管冷气注入等进行红外隐身建模,经过渲染生成隐身飞机的红外图像;然后对低发射率蒙皮、发动机舱隔热与喷管冷气注入3种红外隐身措施的隐身效果进行分析.仿真结果表明,不同的隐身措施下,隐身战斗机辐射差异较大.      

南极瑞穗站辐射特征的初步研究

本文利用1979－1980年在南极瑞穗太阳分光辐射分量和长波辐射通量及微气象观测资料，计算并分析了辐射分量，地表反射率，地表和大气的有效比辐射率，大气的有效透过率和雪面反射率与太阳高度角的关系及他们的日，年变化，并对输出输入长波辐射的实测与计算值进行了比较，初步结果表明：在南极瑞穗站净辐射年平均值为－14．6W／m^2，在波长305－2800nm,305-695nm,和695-2800nm范围内地表反射率分别为0．79，0．95，和0．64，地表和大气有效比辐射率的年平均值分别为0．99和0．77，大气的有效透过率在不同的波长范围内有不同值，代表春，夏，秋季的10月19日，12月28日和3月3日，在305－2800nm波长范围内，晴天大气透过率分别为0．828，0．871和9．835。     

三江平原沼泽湿地开垦后的热量平衡变化

三江平原沼泽湿地分布广泛且集中，沼泽湿地局地冷湿效应显著，但随着沼泽湿地开垦面积的增加，导致区域热平衡发生一系列的变化，最终会影响整个区域的生态环境。1997－1999年间、以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地，从热平衡的角度出发，采用小气候自动观测仪器采集数据，研究区域沼泽湿地的热平衡状况。主要观测要素有：总辐射、净辐射、反射率等，并与开垦后的农田进行对比，探讨沼泽湿地生态系统演化的热平衡结构的变化规律。研究结果表明：沼泽湿地开垦后，地表反射率减少了16％左右，地表接受的太阳辐射增加了8％－10％，地表显热交换活跃，虽然这大大改善了土壤的热状况，有利于农田作物的生长，但明显改变了沼泽湿地原有的冷湿效应，减弱沼泽湿地特有的环境效应，随着湿地开垦面积的增加，必然导致区域生态平衡的变化。     

四川省太阳辐射能量支出状况的研究

根据四川省近200个台站30年(1951—1980)整编气候资料并结合自然地理景观,统计计算了全川各站逐月及年的总辐射、地表反射率及地表有效辐射,在绘制分布图的基础上分析了它们的时空分布特征.