基于10 kWe核反应堆电源的海王星探测任务研究

本文对比分析同位素电源和空间堆电源在空间应用优劣基础上,确定空间堆电源为海王星边际探测任务的能源方案,提出了海王星探测涉及的4类主要科学问题,介绍了任务的功能模块、飞行轨道、设计约束等初步方案设想,重点围绕反应堆、热电转换装置、技术路线、涉核安全与辐射防护等阐述了10 kWe级空间堆电源技术方案,形成包括测控通信、电推进、自主运行管理、高可靠长寿命设计、有效载荷与微小卫星初选等在内的探测器平台方案,可为我国海王星探测的论证与实施提供参考.     

空间核反应堆电源研究

空间核反应堆电源是自持的核裂变能在空间的应用,能从根本上解决未来航天器大功率需求的瓶颈问题,是大规模开发和利用空间资源的前提.本文在综述国外新型空间核裂变反应堆电源的技术方案、发展规划的基础上,结合未来发展趋势、任务需求和主要技术路线,提出了空间核反应堆电源按照10, 100, 1000 kWe级不同功率等级分阶段滚动发展的设想,以及需重点突破的关键技术、涉核安全性应重点关注的内容,可为未来空间核反应堆电源的研制提供参考.     

月地高速再入返回飞行器供配电系统设计与实现

结合月地高速再入返回飞行器主要任务特点,简要介绍了供配电系统的功能、主要指标、多舱段联合供电电源系统方案,提出了高比能量锌银蓄电池设计、多模式氢镍蓄电池充电策略、多母线均流设计等方法,解决了返回再入飞行器在复杂空间环境下的高可靠轻小型化供配电系统设计难题.在轨飞行试验结果表明:供配电系统功能正常,工作可靠,性能优良.提出的再入返回飞行器供配电系统分析与设计方法,满足并确保了再入返回飞行试验任务的可靠实现,可为未来探月及其他深空探测领域供配电系统设计提供参考和借鉴.     

地月中继链路系统设计与验证

嫦娥四号任务由着陆器、巡视器和中继星组成,中继星先于着陆器与巡视器发射,着陆器与巡视器着陆于月球背面开展探测任务.中继链路系统负责搭建地面站与月面探测器之间的通信链路,是其工程实现的关键组成部分之一.本文针对嫦娥四号任务特点,开展中继链路系统任务需求分析,并提出中继链路系统方案.该方案在兼顾任务需求的同时,充分继承了嫦娥三号任务成果,并开展系统级优化设计,降低了嫦娥四号任务工程实现代价.该方案结合嫦娥四号任务实际过程,对动力下降、着陆器与巡视器分离、休眠唤醒等关键过程中的中继链路系统工作模式开展设计.最后,本文对系统验证情况进行了介绍.     

嫦娥二号卫星技术成就与中国深空探测展望

嫦娥二号卫星是中国第二颗月球探测卫星,设计主要目标为先期验证后续月球着陆任务的部分关键技术,并深化月球科学探测.圆满完成既定任务后,嫦娥二号飞离月球,进入行星际空间,在国际上首次实现从月球轨道转移日-地拉格朗日L2点.此后,在距地700万千米,实现国际上首次与4179图塔蒂斯小行星近距离交会并获取最高分辨率优于3m的光学图像.本文主要描述了嫦娥二号卫星的主要任务要求、任务特点、研制历程、在轨飞行评价、扩展任务、后续飞行状态和取得的主要技术成就.在分析、对比国内外深空探测现状的基础上,提出未来我国深空探测后续发展的几点建议.     

嫦娥四号任务中继星“鹊桥”技术特点

我国的嫦娥四号任务在世界上首次软着陆于月球背面开展科学探测,中继通信是必须解决的一个关键问题.作为嫦娥四号任务的重要组成部分,中继星"鹊桥"为工作在月球背面的着陆器和巡视器提供中继通信支持.不同于其他月球探测器,鹊桥首次选择了绕地月L2平动点运行的晕(Halo)轨道以保证对月球背面的着陆器和巡视器提供连续的中继通信服务,技术状态新,研制难度大,面临诸多技术挑战.本文对嫦娥四号中继星的任务特点进行了分析,梳理了研制中面临的主要技术挑战,包括使命轨道的选择和设计、中继通信系统方案选择、星上设备对低温环境的适应性等,概括介绍了鹊桥的总体技术方案和飞行任务流程,结合在轨飞行结果总结了鹊桥的主要技术特点和创新点,并对月球中继通信卫星的未来发展进行了展望.     

一种基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案

本文提出一种新的基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案.针对正交空时分组码的特殊结构,从特征空间角度深入研究,进一步发掘信号传输潜力,证明了新提出的理论优化设计相较于过去方案的优势.在传统的酉的基于弦距离的Grassmann码本设计基础上,对预编码码本进行非酉化改进,在有限反馈的意义下实现综合性能的进一步提升.同时,给出并论证了该方法保证系统满分集时对码本大小的约束条件.另外,为了降低天线空间相关性对系统性能带来的恶化影响,在前面的研究基础上,提出一种融合"注水"的预编码码本生成方法.该方案的综合性能优势在仿真中得以验证.     

大功率光纤激光材料与器件关键技术研究进展

相比于其他类型激光器,大功率光纤激光器具有结构紧凑、转换效率高、光束质量好、热管理方便等优点,在工业、国防等领域有着广泛的应用前景.其中高增益光纤材料与元件、高质量激光泵源、高性能激光种子源成为了制约万瓦级光纤激光器发展的主要因素.本文介绍了大功率光纤激光材料与器件的发展现状,分析讨论了高增益双包层光纤与元件(光纤光栅、包层光剥离器、合束器等)、激光泵源、单频光纤激光种子源等关键技术,对国产万瓦级乃至数万瓦级光纤激光技术的发展进行了展望.     

TD-SCDMA系统多业务动态信道分配算法研究

本文在分析TD-SCDMA系统无线资源管理机制的基础上,对该系统的动态信道分配算法进行研究.为了适应多业务资源管理,本文在已有的DCA研究成果基础上,提出了一种改进的共享DCA方案,根据方案流程进行了计算机仿真验证,并与移动边界方案进行对比分析,在语音业务阻塞率、数据业务掉包率和系统吞吐量等方面进行了比较.     

Stewart并联机器人位置空间解析

以集合论和微分几何为工具 ,提出一种Stewart并联机器人操作机工作空间解析建模方法 .在定义工作空间的基础上 ,导出了在杆长和连架球铰许用锥角约束条件下求解工作空间边界的封闭解法 .该方法应用单参数包络面理论 ,将工作空间边界问题归结为对若干变心球面族的包络面求交问题 .最后 ,通过算例验证了该方法的有效性     

虹吸式屋面雨水排水系统在宝钢五冷轧工程的应用

本文结合宝钢五冷轧冷1标工程,论述了虹吸式(压力流)屋面雨水系统的工作原理、计算方法、管材选用、管道的连接方式、虹吸式雨水斗的构造原理、性能、施工方法.虹吸式雨水排放务统是根据"努伯利"方程,通过精确的水力计算利用屋面专用雨水斗实现气水分离.通过与普通重力式雨排水的特点进行比较,可以看出立管数量减少且该系统管道基本不需要坡度,方便了管道布置、美化整体装修效果、节约宝贵的建筑空间、减少屋面负荷的特点;管材具有耐压、防火、降噪、经济效益等因素.由于系统较轻,施工时作业面要求较小、同时大大减少作业强度.该系统具有施工安装简便,排水迅速高效,经济美观实用的优点;跨度大、结构复杂的屋面首选的雨水排放系统,在国外是较为成熟的技术,值得在国内工程推广应用.     

空中/地面机器人异构协同技术研究:现状和展望

多空中/地面机器人异构协同是一个新的前沿性技术领域,该技术可拓宽空中机器人和地面机器人的应用范围,提高其侦察、搜救及执行其它任务的效率.本文对空中/地面机器人的异构协同技术中的群集运动、编队控制、编队控制稳定性分析、网络控制、实际应用等核心问题进行了系统综述,并分析空中/地面机器人异构协同技术的未来发展趋势.     

大型露天煤矿拉铲开采工艺参数的计算方法

根据我国露天煤矿地质赋存特点，提出了拉铲倒堆开采工艺的联合作业方式，即露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺，最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时，倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式，将一部分剥离物直接抛掷到内排土场；然后配备大功率的推土机扩展平台，降低倒堆台阶高度；最后由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。分析了露天煤矿拉铲开采工艺主要开采参数的确定原则，给出了主要参数的计算方法。     

基于BIST的板级数模混合电路的可测性研究

本文通过对电路板可测性设计技术的广泛研究，提出基于板级BIST技术的可测性设计方法，在此基础上设计和研制了具有可测性的板级数模混合电路验证样机。该样机采用分块监测，逐级诊断的故障诊断策略，采用模块和元件两级故障定位方法，验证平台的测试实验表明分级监测的可行性，指明了可测性设计和内建自测试技术的研究新思路。     

在轨对星球表面遥操作技术现状与展望

在轨对星球表面遥操作技术面向未来星球表面样本收集与分析、设备运输与部署、基础设施建设与维护等日愈增长的复杂任务需求,通过星球轨道载人航天器内的航天员在轨遥操作星球表面的机器人执行作业任务,是推动未来载人登月、月球基地建设和载人火星探测等任务实质进展的关键支撑.本文综述了NASA, ROSCOSMOS, ESA等航天机构围绕在轨对星球表面遥操作开展的Surface Telerobotics, KONTUR, METERON等工程专项和系列在轨技术试验,分析了在轨对星球表面遥操作中的人机交互界面设计、人机工效设计、力反馈和空间通信等关键技术,并结合中国未来深空探测发展趋势和任务需求,提出了利用即将建成的中国空间站开展航天员在轨对地遥操作挖掘安置试验、遥操作建筑3D打印试验等技术试验设想,为中国未来月球基地建设等重大深空任务中在轨对星球表面遥操作技术的研究和试验验证提供参考.     

中国载人交会对接技术的设计与实现

中国在载人航天工程第二步第一阶段任务中,自主研制了天宫一号目标飞行器和神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船,通过3次在轨飞行任务完成了8次交会、6次对接,覆盖了自动和手动等多种交会对接模式,突破并掌握了交会对接技术.从交会对接系统、交会轨道、交会测量和控制、信息传输、对接与分离、飞行方案,以及试验验证等方面对中国载人交会对接设计的技术特点、所采用的创新技术方法和解决的技术难题进行了介绍,在飞行验证的基础上分析了工程任务取得的成果,与国际水平进行了综合比较,对中国载人交会对接技术的设计和研制情况进行了总结.     

嫦娥二号卫星多目标多任务设计与经验

嫦娥二号卫星在圆满完成后续工程先导技术验证和科学探测任务后,又相继开展了日-地拉格朗日L2点和飞越Toutatis小行星探测,开创了我国多目标探测的先河,开拓了拉格朗日点和小天体新的探测领域.在剖析以往国际上典型多目标多任务探测器特点后,本文紧扣牵引技术发展主题,提出了以系统创新拓展领域,提升能力,带动技术突破和产品发展的思路,设计了在短周期等约束条件下实现多目标探测的策略与步骤;其次针对设定目标任务和推进技术发展的需求,提出了实现更远距离、更多技术验证的高可靠、高精度和自主运行的设计要点,简述了相关技术突破的情况;基于在轨运行表现,分析、汇总嫦娥二号的实现结果和预期改进目标;最后,梳理总结了嫦娥二号在任务设计、技术突破和实施程序与方法等方面的成功创新经验,可供未来任务借鉴.     

中国反应堆冷中子源现状与展望

本文指出我国处于国防科学发展的关键时期,介绍了冷中子源系统在反应堆工程和物质科学研究中的特殊作用,分析了俄罗斯等国冷中子源系统的特点,提出了关于方案选择的一些考虑,介绍了我国反应堆冷中子源现状以及中国科学院在我国国防科学中的作用。     

面向增材制造的正向产品建模技术

传统CAD建模技术因其自身的局限性,极大地限制了增材制造产品的设计空间.为了最大限度地发挥增材制造的技术优势,需要在产品设计阶段通过综合产品形状、大小、层次结构以及物质组成实现产品性能的最优化及制造成本的节约化.本文根据增材制造的4种特性,从复杂形状建模、复杂材料建模、复杂层次建模以及面向制造的建模等4个方面论述了国内外对于面向增材制造的正向产品建模技术的研究概况.在此基础上,本文对该领域的发展趋势进行了探讨,认为综合一体化建模与轻量化建模将成为未来发展方向.     

快速平滑收敛策略下基于QS-RRT的UAV运动规划

基于快速扩展随机树(rapidly exploring random tree,RRT)的运动规划算法,通过随机采样的方式探索未知任务空间,具有概率完备性和较高的计算效率.该类算法在应用于无人机运动规划时必须对飞行距离、过程安全性和航路平滑度进一步优化.针对这一问题,首先对威胁环境、无人机运动学性能和探测能力建模,然后根据飞行特征设计了随机采样、威胁规避、路径可跟踪性以及全局与局部平滑性等优化策略,并构建快速平滑收敛RRT(quick and smooth convergence RRT,QS-RRT),最后以此为基础分别提出了面向已知和未知任务空间的无人机运动规划算法.仿真结果表明,该算法能够在保证飞行路径收敛性、安全性及其规划效率的基础上,有效缩短飞行距离,改善航路的可跟踪性和平滑度,增强在实际飞行过程中的可操作性.此外,该算法还易于在航路优化效果和规划效率之间权衡,增强了对不同规划任务需求的适应性.