用物理噪声源改进航天器信息安全的研究

分析了所提出的一种基于物理噪声源的航天器短消息扩展方法的有效性,计算了扩展后消息的熵,证明采用该方法可以有效增加存在于航天器数据系统中的大量长度很短且多次重复的短消息的熵,从而增强其传输过程的安全性;本文还提出了一种对M.J.Gander和U.M.Maurer所提出的密钥协商协议的改进方法,利用物理噪声源所产生的随机数据,设置通信双方协商过程的初始参数,使之不依赖于通信信道的特性,准确控制协商过程和密钥量,使该方法适用于长寿命航天器与地面之间保密通信中的密钥管理.     

我与月亮有个约会——揭秘“中华牌”月球车

<正>经过漫长的太空旅行,"嫦娥三号"终于到达了目的地。当我的私人座驾——"嫦娥三号"探测器下降到月球上空预定高度时,通过反推火箭缓冲的作用,在月面上徐徐降落,舱门打开,自动弹出斜梯。这时,月球车缓缓地驰出出舱门,滑下斜梯,便开始了激动人心的约会之旅……"嫦娥三号"月球探测器发射升空,最令人瞩目的是它搭载的一部由我国自主研制的"中华牌"月球车。     

利用机器产生风暴

在美国加利福尼亚州阳光谷这个世界上最大的风洞里,有6台功率各为1654.87万瓦的汽轮机,它们可以在短时间内形成一场风力比飓风强5倍的巨大的空气运动。当最大风速达到每小时550千米时,可以对飞机、直升机和航天器部件的空气动力学特性进行测试。正是在这个风洞里,对怀特兄弟100年前成功试飞过的飞机的仿制模型进行了风洞测试。     

“天宫”和“神八”成功对接

当今掌握航天器太空对接技术的只有美国和俄罗斯。它是建设空间站,乃至国际航空大国的一个重要标志。中国已经成为世界掌握此项技术的第三个国家——2011年11月3日凌晨1时36分和14日20时00分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船先后成功实现首次和第二次交会对接,标志着我国在突破和掌握空间交会对接技术上迈出了重要一步。这无疑是中国航空航天史上的一个重要里程碑,自然引起世界舆论的广泛关注。     

基于改进凸优化算法的多机编队突防航迹规划

为更好地发挥多机编队在低空突防作战中的优势，对已有的凸优化算法进行改进，提出一种多机编队低空突防航迹规划方法。首先，根据低空突防任务特点进行问题建模，包含多机编队航迹规划模型、障碍物模型以及任务分配评估模型。其次，提出基于匈牙利算法的集群任务分组概念，设计更符合战场需求和运动学规律的预规划航迹。之后，考虑新类型的外部障碍物和不同任务小组间的组间避障，通过对约束进行合理的近似与凸优化，实现多机安全飞行。最后，通过对比仿真，验证所提改进方法的可行性和有效性。结果表明，改进后的航迹规划算法能实现对低空突防任务的合理分配，求解效率和成功率均有所提高，对新加入的障碍有良好的避障效果。     

空间站40年巡礼

2011年10月2日晚7点02分，笔者在北京天安门广场仰头往天空一看，“天宫一号”由西向东飞过，广场上的人群纷纷鼓掌欢呼。天宫一号是我国在2011年9月29日发射的目标飞行器，它已具备了空间站的雏型。空间站的历史空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期生活和工作的载人航天器。     

充液航天器试验的三维数值分析

对自旋充液航天器地面气浮台试验的动力学特性进行了分析和计算。以刚体系统的动量矩定理和流体运动的基本方程为基础，考虑液体晃动、涡旋、重力、离心力及Ｃｏｒｉｏｌｉｓ力等因素的影响，并运用Ｐｆｅｉｆｆｅｒ推广的关于流体均匀涡旋运动的理论，导出了液体晃动的边值问题和流固耦合旋转系统运动的联立微分方程组。运用边界元方法求解了重力场中部分充液偏置贮箱内液体晃动的三维边值问题，并将系统运动的联立微分方程组交换后化为广义特征值问题来求解。从而求得液体晃动的能量耗散率和系统的章动时间常数。     

基于kalman滤波的分布式航天器相对状态解算

根据所提出的利用无线电和激光测量两航天器相对状态的测量方案,利用动力学法建立了关于待估参数即两航天器相对位置参数的动态状态方程,建立了测量方程,利用卡尔曼滤波法对相对位置进行解算,分析了克服滤波发散的方法,给出了具体仿真算例,通过对仿真结果的分析发现,提出的模型与解算方法可有效提高航天器间的定位精度。     

充液挠性航天器俯仰运动非线性动力学分析

考虑了带弹性帆板与液体燃料的航天器做俯仰运动时刚-液-弹之间的相互耦合作用,采用已推导的刚-液-弹耦合系统非线性动力学方程组,应用多尺度法对耦合系统液体一阶主共振的非线性动力学特性进行解析分析,发现了幅频曲线软、硬特性随液深发生转换的现象,发生转换时的临界液深值大小与液体燃料在航天器中的位置、航天器与弹性帆板的转动惯量相对于液体燃料密度的比值均有关,并通过与数值模拟比较,验证了解析分析的正确性。     

载人航天器并联热网络系统的优化分析

为减小载人航天器热控、环控生保系统中并联热网络系统的质量 ,在一定的简化和假设的基础上 ,建立热网络流动与换热的物理和数学模型。以系统总换热面积最小为优化目标函数 ,用极值有理法求解 ,得到最佳冷媒流量分配率随各热组件效能的变化关系。热组件效能大 ,其冷媒流量分配率就大 ,效能小 ,则其流量分配率就小 ,且热组件的效能总小于其流量分配率。研究结果为航天器工程中并联热网络的轻量化设计提供了一些理论依据