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°。     

空间飞行器对接过程的动力学建模和仿真计算

建立了有内导向瓣周边式对接机构的两空间飞行器对接过程的动力学模型,建模中将对接系统简化为主动飞行器、被动飞行器和主动捕获环三体问题.针对主动捕获环相对于整个飞行器来说质量很小的特点,建模过程中不考虑主动捕获环的质量和转动惯量,只考虑其几何形状特性,利用约束方程确定接触点作用力,通过计算得到了对接机构的相对位移、速度和转角,以及缓冲系统的位移、转角和相互作用力等参数,从而较全面地了解对接动力学过程,对缓冲系统和对接机构的设计具有重要的参考价值.     

自旋空间群的推导

说明了自旋-空间群的结构关系，并举例说明自旋-空间群的推导。     

近空间飞行器光电对抗技术研究

随着光电精确制导武器的广泛使用,光电对抗技术也迅速发展,近空间飞行器作为情报、侦察、监视和通信的重要平台,其生存能力是关系战争胜负的重要方面。本文分析了近空间飞行器的主要威胁-光电制导武器,并对其今后光电对抗手段及发展趋势作了探悉。     

复杂空间轨迹焊接过程运动规划方法

在复杂空间轨迹构件自动焊接场合,对执行机构运动参量的合理、准确规划是保证良好焊缝成形质量和冶金质量的前提。针对已有的运动规划方法未能在空间轨迹焊接中满足焊接速度和位姿恒定等工艺要求问题,该文提出了一种适用于任意复杂空间轨迹焊接的运动规划方法。该方法首先对待焊轨迹上的离散点进行B样条插补,然后建立空间轨迹焊接运动学模型并进行逆运动学求解,获得每个时刻各关节的位移和瞬时速度。仿真计算结果表明:该方法可保证在整个焊接过程中焊接区始终处于水平状态,且焊接速度、焊炬倾角、焊炬末端与焊接区距离保持恒定的预设值。该文提出的焊接运动规划可应用于复杂空间轨迹电弧焊、激光焊和搅拌摩擦焊等自动焊接场合。     

空间微小碎片探测器设计

所描述的空间微小碎片探测器采用PVDF压电薄膜作为传感器,所探测的目标为质量分布5×10~(-11)g(直径约3．3μm)～l×10~(-5)g(直径约200μm),速度分布2km/s～15km/s的空间碎片和微流星体,所测量的信息为空间微小碎片的质量、飞行速度和轨道信息以及空间微小碎片时空分布情况。     

微型飞行器的微小摄像与无线传输系统

微型飞行器(microaerialvehicles,简称MAVs)有限的带载荷能力对其上的侦察设备提出了更高的要求。该文重点研究了应用于微型飞行器的微小摄像与无线传输系统。该系统以低质量和小体积实现了一定距离内视频图像的无线传输。系统组成包括机载摄像、发射单元和地面接收单元。机载摄像发射模块质量为16g(包含摄像头和发射天线),体积为30mm×40mm×5mm,可实时传输视频图像,传输有效半径达1km(视距范围内)。该系统成功地应用在翼展320mm的飞行器中。     

临近空间飞行器再入轨迹优化设计

针对临近空间飞行器再入轨迹的优化设计问题,给出了临近空间飞行器再入轨迹运动学模型和再入轨迹优化模型。选取飞行器末端飞行速度实际值与理想值之差的平方最小为性能指标,控制变量为迎角和滚转角。过程约束为过载、动压、热流,终端约束为高度、轨道偏角、轨道倾角。应用罚函数法和约束算子法将有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。应用庞特里亚金极小值原理及最优控制理论对性能指标进行处理,得到最优控制问题的正则方程、控制方程及横截条件。在C++环境下应用共轭梯度法对无约束优化问题进行数值解算。仿真结果表明应用共轭梯度法能够得到满足各种约束的再入轨迹。因此,共轭梯度法对于临近空间飞行器再入轨迹优化问题的求解是可行的。     

临近空间高超声速飞行器轨迹跟踪控制研究

临近空间高超声速飞行器在大空域飞行过程中,呈现复杂的不稳定运动模态,对控制器设计提出了较高的要求。以一种通用临近空间高超声速飞行器纵向运动模型为研究对象,在分析运动模态随飞行空域变化的基础上,提出了一种基于轨迹线性化与反演控制相的轨迹跟踪控制方法。该方法以参考轨迹为基准,采用Jacobian线性化方法动态建立系统平衡状态,采用反演控制方法对跟踪误差进行修正,以实现对参考轨迹的精确跟踪,并通过 Lya-punov方法分析了系统的稳定性。仿真结果表明,论文所设计的控制器在高超声速飞行器大范围飞行过程中具有良好的跟踪性能。     

临近空间太阳能飞行器关键基础力学问题研究

本文针对低Re数空气动力学和大展弦比低翼载飞行动力学这两个影响临近空间太阳能飞行器成败的核心基础力学问题开展了研究分析.结果表明:数值和风洞试验结果均很好地捕获了随Re数下降升阻比快速下降的趋势,分析其产生机理在于随Re数下降一方面摩擦阻力系数增加,但起主导作用的是层流分离造成压差阻力大幅增加和升力系数下降,从而使气动效率大幅恶化;发现了后缘层流分离泡这种新的流动结构,由此阐明了低Re数条件下气动特性所具有的非线性效应,其根本原因在于层流分离涡结构的突变;发现了临近空间太阳能飞行器运动响应新的模式,研究表明造成其运动响应异常最为根本的原因在于其低翼载和大展弦比气动布局与飞行动力学之间的耦合效应.     

临近空间飞行器若干问题讨论

临近空间作为未来战场上很有发展前景的区域,逐渐得到了各国专家的重视,本文对这一区域的飞行器的设计构成以及影响因素进行了讨论.     

引力场中自旋粒子运动的非线性效应

研究了轴对称引力场中准经典自旋粒子的短程线运动.由自旋空间一般形式的Killing方程导出了以这些方程解形式出现的运动常量.主要讨论在赤道平面的特殊情况,由于场源具有角动量,自旋粒子在Kerr场中的运动不同于史瓦西场中的情况.     

双自旋卫星姿态运动的解析解

本文采用积分因子法较简单地求得双自旋卫星在零马达力矩条件下姿态运动微分方程组的首次积分。文中讨论的方法表明,由于初刻条件选取的不同,可能导致首次解析积分结果的不同表述。     

自旋为0和自旋为1/2的场的运动方程

对自旋为0的场和自旋为1/2的场进行了一般讨论,对这两种场的运动方程给出了详细的推导并做了一定的比较.     

自旋耦合在直积及直和空间的研究

介绍了直积及直和空间的加法和内积运算.同时给出了电子自旋算符和波函数,以及两个角动量耦合的对易关系.最后,通过精确推导应用到具体问题求解.     

空间飞行器小模数齿轮接触分析及实验研究

为研究空间某飞行器中小模数齿轮在真空环境下的接触力学与摩擦学行为,首先建立了齿轮啮合面接触应力的数学模型,得出了齿轮啮合面的应力分布规律；然后搭建了真空齿轮系统摩擦磨损实验平台,并对比研究了真空条件和空气中常压条件下齿轮的主要磨损形式；通过扫描电子显微镜对啮合面不同位置的磨痕微观形貌进行表征,研究了齿轮摩擦磨损行为与啮...     

临近空间飞行器在空间通信中的应用

临近空间飞行器凭借其突出的优点,在空间通信方面有着广阔的应用前景。本文在分析临近空间飞行器的分类方法和各自特点的基础上,论述了多种临近空间飞行器作为通信平台的优缺点、通信栽荷的选择与发展方向和临近空间通信平台的应用方法。通过介绍国际上,特别是美国在临近空间通信系统研究应用方面认识与发展的历程,和近年来主要军事大国在临近空间通信平台方面所进行的试验与研究的进展情况,得出了我国发展,临近空间通信系统的必然性和可行性。     

近空间飞行器机翼动态可靠性分析

为保证飞行器的结构可靠和飞行安全，开展近空间飞行器机翼结构动态可靠性分析和寿命预测是十分必 要的，基于近空间飞行器机翼受力分析，在考虑随机载荷和强度变化下给出了机翼动态可靠性分析的新方法。 首先分析了飞行器机翼截面的剪切应力、拉压应力和相当应力的计算; 然后考虑气动载荷作用次数用泊松随机 过程表征; 在机翼强度干涉理论的分析结构强度的基础上，提出截尾正态分布描述气动载荷的新方案，建立了 机翼动态可靠性模型，给出了可靠性指标; 分析了强度退化和飞行动态对可靠性的影响，以给出保证飞行器结 构可靠性的基本要求，为结构可靠性控制器设计提供参考。仿真结果表明，在实际飞行中若要保证飞行器的结 构可靠性，应尽量避免飞行速度过快增加及负迎角和大迎角，条件允许的情况下适当增加飞行高度。     

空间飞行器中性浮力实验体结构设计

中性浮力地面实验系统的实验体设计问题是有效实现空间飞行器研制阶段地面演示验证实验的关键技术之一。根据实验系统的任务需求,对实验体结构系统进行了设计。首先根据阿基米德原理对浮心和重心相对位置进行设计;然后通过对质量特性进行计算,给出了实验体结构的最终设计方案;并进行了物理仿真实验,实验结果证明了设计方案的合理性和可行性。