祝融号火星车主动悬架式移动系统设计与验证

设计了世界上第一个和唯一一个地外天体成功在轨应用的主动悬架移动系统,成功应用于祝融号火星车,通过主动悬架系统火星车可实现蠕动式轮步行走、车体水平升降、抬轮行走等功能,解决了被动悬架式星球车移动系统在松软地形下脱陷能力差、爬坡角度低和无故障车轮隔离能力、车体易托底等问题,验证结果表明:通过蠕动行走,可在16min内迅速脱...     

天问一号火星探测器气动热防护系统设计与实现

本文采用基于热解层模型的烧蚀热响应计算方法,对轻质防热材料的烧蚀机理进行分析,预测了防热材料在火星气动热环境下的烧蚀、热解及传热特性.开展地面风洞试验设计,获取了多状态下的防热材料烧蚀数据.通过与地面试验数据的比对分析,对烧蚀传热计算模型中的不确定性参数进行了修正,最终确定了气动热防护系统的设计状态.飞行任务表明,天问...     

天问一号火星探测器伞系减速分系统设计与验证

火星探测器伞系减速的主要特点包括火星特殊的环境、特殊的任务需求以及特殊的开伞条件.天问一号伞系减速分系统采用了直接弹伞的一级减速方案、超音速锯齿形盘缝带伞、低冲击高速弹伞筒,以及被动分离的轻型多功能筒盖等技术方案,以流固耦合仿真为代表的的多项仿真、以重载直升机空投试验、火箭平台的高空开伞试验为代表的大量的研制试验,对减...     

天问一号火星进入、下降与着陆系统设计与实现

首先针对天问一号火星进入、下降与着陆过程任务形式和工作环境,分析了在系统设计和地面验证方面的技术特点与难点;然后介绍了天问一号探测器完成进入、下降与着陆过程涉及的系统组成和主要构型,对大气进入前飞行、气动减速、降落伞减速、动力减速与着陆缓冲五个阶段以及着陆区选择过程的设计方案、地面仿真与试验验证情况进行了探讨;最后给出了在轨实际飞行结果,验证了系统设计的正确性.     

太阳能辅助燃煤一体化热发电系统研究与经济性分析

进行了太阳能与燃煤机组集成方式和集成机理的研究．利用抛物面槽式集热器收集太阳能,在与燃煤机组集成时,考虑2种系统的物质流和能量流的匹配,进行了集成方案的拟定．在研究太阳能热发生系统的热力特性以及对火电机组热力性能影响的基础上,建立了一体化热发电系统拓扑结构与参数的综合集成优化模型,对大量的集成方案进行了模拟分析,总结了太阳能辅助燃煤一体化热发电系统的集成规律并揭示了其耦合机理．最后对这种一体化发电系统进行了经济性分析,结果表明,考虑了CO2减排带来的环境效益后,这种技术太阳能部分的LEC成本为0．098$／kW·h,低于单纯太阳能热发电方式SEGS成本0．14$／kW·h．     

天宫一号基于控制力矩陀螺的智能多模自适应姿态控制系统设计与验证

天宫一号是目前我国在轨运行的体积最大、重量最重的载人航天器.它具有变构型、变参数的特性,采用控制力矩陀螺系统和喷气推进系统实现高精度、高稳定度姿态控制.本文通过对天宫一号控制对象参数缓变和跳变相结合特点的分析,规划了高可靠灵活的控制策略,设计了智能多模自适应姿态控制系统.利用智能控制中规则集设定多模自适应控制的指标切换函数分配,利用多模自适应控制算法建立多模型控制器实现不同控制对象,不同控制任务的姿态控制.天宫一号通过地面测试和物理仿真试验,最后发射在轨运行,与神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船圆满完成交会对接任务,充分验证了姿态控制系统设计的正确性和有效性.该设计方法在解决大型航天器变构型、变参数组合体姿态控制方面有突出优点,在未来的载人航天领域空间站建设具有应用前景.     

采用流体网络与气热耦合方法的涡轮叶片复合冷却结构改型设计

将流体网络方法应用于高性能涡轮叶片复合冷却结构的设计中,开发了气热耦合数值计算方法,并对其进行了可靠性验证．对采用复合冷却方式的某型高压动叶内部冷却结构进行基于流体网络分析的快速预测,评估其气动与传热特性．针对网络分析结果,提出3种改进措施,即调整不同冷却通道冷却气体流量、减小通道转弯结构流阻、以及调整局部高温区的内冷几何结构．通过全三维燃气．固体叶片一冷却气流耦合计算验证,指出改型设计降低了叶片表面最高温度,整体温度分布更加均匀,冷气入口参数匹配合理．结果表明,计算方法大大缩短了涡轮叶片复杂冷却结构的设计周期．