航天器環(huán)境工程最新期刊目錄

JUICE木星探測器交流磁場控制技術(shù)分析————作者：劉超波;肖琦;高揚;徐超群;李蔓;劉守文;

摘要：空間科學(xué)發(fā)展對空間交流磁場（約20 kHz）的探測需求愈加凸顯。減小探測器自身交流磁場對星載磁場傳感器的干擾對于獲得高精度空間磁場數(shù)據(jù)至關(guān)重要。2023年發(fā)射的JUICE木星探測器實現(xiàn)了世界領(lǐng)先的交流磁場控制。文中介紹了JUICE的磁場傳感器配置和磁控指標(biāo)，并歸納了交流磁場的來源；重點分析了JUICE的交流磁場指標(biāo)估算，交流磁場測量，以及太陽電池板和反作用輪的磁場控制等關(guān)鍵技術(shù)；討論了交流磁場控制...

適用于大型空間載荷的微振動數(shù)據(jù)處理方法————作者：崔浩東;劉寶祿;許明明;竇江培;

摘要：為解決大型空間載荷地面微振動測試中多傳感器數(shù)據(jù)的變換合成問題，依托中國巡天空間望遠鏡（CSST）空間星冕儀載荷的測試工作，文章提出一種微振動數(shù)據(jù)處理算法：通過簡易的坐標(biāo)變換，將星冕儀載荷與衛(wèi)星接口處的多傳感器測量數(shù)據(jù)由傳感器本體坐標(biāo)系變換至參考坐標(biāo)系下；以傳感器的測量數(shù)據(jù)為輸入，采用空間力合成理論計算得到載荷質(zhì)心處六分量形式（F_x,F_y,F_z<...

航空發(fā)動機試驗艙進氣整流系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)值驗證————作者：白冰;邵鈺杰;韓瀟;龔潔;呂世增;趙月帥;楊波;李國華;張立明;富鈺;

摘要：航空發(fā)動機試驗艙的氣動特性影響發(fā)動機性能評估準(zhǔn)確性。為提高某型航空發(fā)動機試驗艙的流場均勻性，文章針對試驗艙前艙的擴壓段和穩(wěn)壓段，設(shè)計了4套不同的整流系統(tǒng)組合方案，包括折流板、錐形多孔板、平面多孔板、蜂窩器和阻尼網(wǎng)等元素。應(yīng)用計算流體動力學(xué)（CFD）方法對各個方案的前艙、來流管道及來流閥門的流場進行計算。結(jié)果表明，來流管道中的閥門對來流流場造成了一定影響，導(dǎo)致進入前艙的氣流不均勻；折流板和錐形多孔板...

液氧/甲烷火箭尾焰二次燃燒反應(yīng)機理模型簡化研究————作者：萬律強;李雙菲;陳彥君;

摘要：可重復(fù)使用火箭發(fā)射至回收期間，其尾焰中的富燃燃?xì)鈺�與空氣中的氧氣發(fā)生二次燃燒。為快速分析二次燃燒對火箭箭體熱環(huán)境的影響，建立了一個適用于描述液氧/甲烷火箭尾焰二次燃燒的化學(xué)動力學(xué)機理模型。利用DRGPFA方法剔除Gri-Mech 3.0機理模型的冗余組分及反應(yīng)，根據(jù)文獻實驗值對計算結(jié)果進行驗證，并分析了環(huán)境參數(shù)（壓力和溫度）對燃燒過程的影響；繼而通過溫度敏感性分析得到簡化的10組分14步及9組分7...

大型航天器地面垂直分離試驗系統(tǒng)設(shè)計及驗證————作者：尹旺;董愨;

摘要：針對大型航天器艙段垂直分離地面試驗對重力卸載精度、可控分離速度以及試驗便易性等要求，文章提出一套基于電機控制的垂直分離試驗系統(tǒng)的設(shè)計；通過綜合控制仿真，對該系統(tǒng)拉力控制裝置的作用力及分離參數(shù)進行了預(yù)測，并在實際的航天器艙段分離試驗中進行了驗證。試驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)能夠有效模擬艙段在分離行程內(nèi)的零重力環(huán)境，重力卸載效率大于95%；在分離動作完成后，可實現(xiàn)對分離艙段速度的平穩(wěn)控制，從而保障了分離過程的...

高量級沖擊試驗中橡膠波形發(fā)生器動力學(xué)特性分析————作者：任志強;李新明;沈志強;晏廷飛;劉闖;楊艷靜;

摘要：針對航天器在發(fā)射、爆炸分離、著陸等關(guān)鍵過程中遭遇的極端沖擊環(huán)境，提出一種基于達芬方程的非線性動力學(xué)模型，用于精確預(yù)測和控制高量級沖擊試驗中橡膠波形發(fā)生器產(chǎn)生的半正弦波形。研究構(gòu)建波形發(fā)生器的非線性彈性力模型，并導(dǎo)出相應(yīng)的動力學(xué)方程，采用龍格-庫塔法進行方程的數(shù)值求解。利用剛度等效原則，建立波形發(fā)生器的數(shù)值模型，并通過氣動式?jīng)_擊試驗機進行半正弦波形的模擬試驗。基于沖擊試驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用局部搜索優(yōu)化算法對...

液體火箭發(fā)動機典型承力結(jié)構(gòu)動態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計————作者：朱兆基;樊勛;董龍雷;王玉濤;馮秀志;王珺;

摘要：為滿足液體火箭發(fā)動機承力結(jié)構(gòu)在振動和沖擊復(fù)雜力學(xué)環(huán)境下的環(huán)境適應(yīng)性和輕量化設(shè)計要求，文章提出一種包括靜力學(xué)優(yōu)化、動力學(xué)優(yōu)化和隨機振動優(yōu)化的動態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化流程，并開展多工況多目標(biāo)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。通過靜力分析，將總?cè)岫戎底鳛榧s束施加于隨機振動優(yōu)化工況中；動力學(xué)優(yōu)化聚焦于優(yōu)化固有頻率，避免低階模態(tài)產(chǎn)生共振，進而提升結(jié)構(gòu)的抗振性能。基于OptiStruct軟件平臺，結(jié)合參數(shù)靈敏度分析，確保優(yōu)化設(shè)計在復(fù)雜載荷...

同軌星間激光通信終端熱控設(shè)計與驗證————作者：韓延龍;李世俊;謝騰;

摘要：星間激光通信終端因質(zhì)量輕、體積小且對光學(xué)組件溫度要求嚴(yán)苛，其熱控設(shè)計具有一定挑戰(zhàn)性。文章以固定式同軌終端為研究對象，全面綜合考量平臺因素與空間環(huán)境對終端的影響，開展熱量傳遞分析和熱控方案設(shè)計。基于同軌終端獨特的結(jié)構(gòu)特點，精心設(shè)計出靈活性較高的散熱面，配合主動加熱回路，顯著提升了同軌終端在不同組網(wǎng)軌道的熱控適配能力。地面及在軌驗證表明，所設(shè)計的熱控方案能夠有效控制同軌星間激光通信終端光學(xué)系統(tǒng)在軌溫度...

壓縮拐角激波邊界層干擾熱流分布實驗研究————作者：蔡琛芳;張雋研;沙心國;梁彬;袁湘江;

摘要：激波邊界層干擾產(chǎn)生的高熱流嚴(yán)重影響飛行器結(jié)構(gòu)安全。為探索激波邊界層干擾對高速飛行器熱流分布的影響，文章利用紅外熱圖技術(shù)，研究了不同后掠角和雷諾數(shù)對34°壓縮拐角模型激波邊界層干擾流場熱流分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明：增加后掠角有助于降低流場整體熱流峰值，其中中心線熱流峰值最大可降低1/3，但小角度后掠模型受后緣弓形激波影響致使局部熱流升高，峰值趨近0°后掠模型；雷諾數(shù)對激波邊界層干擾流場影響顯著，表現(xiàn)...

大型空間光學(xué)載荷隔振與指向一體化平臺仿真研究————作者：郭怡琳;馮勃;周建;徐明龍;

摘要：為減輕航天器微振動對大型空間光學(xué)載荷指向精度及成像質(zhì)量的影響，并滿足輕量化需求，文章采用音圈電機設(shè)計了一種具備俯仰和偏航調(diào)節(jié)功能的四支腿隔振與指向一體化平臺。首先，建立了該平臺的簡化動力學(xué)模型，并基于PID控制策略推導(dǎo)了動力學(xué)控制方程，分析了質(zhì)心偏離及控制參數(shù)對控制效果的影響。隨后，設(shè)計了帶負(fù)載的隔振與指向一體化平臺，利用ADAMS剛?cè)狁詈虾蚆ATLAB/Simulink控制聯(lián)合仿真技術(shù)，構(gòu)建了主...

基于多尺度模擬的航天器用鑭鍶錳氧熱控涂層光吸收性能研究————作者：郭昊峰;汪新智;侯光耀;馬一高;韓驍;盧松濤;吳曉宏;

摘要：熱控涂層是對航天器進行溫度控制的重要手段。通過建立多尺度模擬體系，可以更深入理解新型熱控材料的物理化學(xué)性質(zhì)。針對La_0.75Sr_0.25MnO₃（LSMO）熱控涂層，文章提出一種結(jié)合原子尺度與微納尺度的多尺度設(shè)計方法系統(tǒng)研究其光吸收性能。首先，利用第一性原理計算方法，對LSMO材料的晶體結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，并確定了其重要光學(xué)常數(shù)；然后，...

聚四氟乙烯和環(huán)氧樹脂玻璃纖維板的低氣壓沿面閃絡(luò)行為研究————作者：琚丹丹;李飛;王豪;孫承月;李航;吳宜勇;王學(xué)強;李偉;經(jīng)貴如;

摘要：聚四氟乙烯（PTFE）和環(huán)氧樹脂玻璃纖維板（印刷電路板基材）是航天器常用的兩種絕緣材料。針對低氣壓下這兩種材料因沿面閃絡(luò)現(xiàn)象而發(fā)生絕緣失效問題，實驗研究了低氣體壓力和電極間距對閃絡(luò)放電閾值的影響。結(jié)果表明：當(dāng)氣壓低于0.1 Pa時，兩種材料的閃絡(luò)電壓分別為40 kV和28 kV；在0.1～1 Pa的壓力范圍內(nèi)，隨氣壓的增加，兩種材料的閃絡(luò)電壓均迅速下降；當(dāng)氣壓高于1 Pa至100 Pa時，兩種材料...

基于GaN功率器件的星載高功率T/R組件加速壽命試驗方法————作者：武小坡;肖連輝;李陽斌;吳家鋒;

摘要：針對GaN器件在宇航應(yīng)用中可靠性數(shù)據(jù)匱乏的問題，開展地面加速壽命試驗研究。通過對GaN器件的失效模式和高溫退化機理分析，結(jié)合阿倫尼烏斯模型，計算得出該型器件的加速壽命試驗激活能和加速系數(shù)，進而確定了科學(xué)合理的試驗溫度和試驗時間。針對某基于GaN器件的星載T/R組件，設(shè)計了一種加速壽命試驗方法。按照該方法將該T/R組件置于真空罐中進行480 h的加速壽命試驗，結(jié)果表明，T/R組件的各項電性指標(biāo)和功能...

衛(wèi)星目標(biāo)光學(xué)特性建模與仿真研究————作者：侯雅琴;陶東興;徐彥彤;林博穎;畢研強;

摘要：為監(jiān)測空間在軌目標(biāo)，保障在軌運行航天器安全，需明確空間目標(biāo)的光學(xué)特性。文章針對某新型衛(wèi)星建立了包含幾何模型和輻射模型的衛(wèi)星光學(xué)特性數(shù)學(xué)仿真模型，并搭建了基于數(shù)字微鏡器件（DMD）投影裝置的光學(xué)特性半實物仿真系統(tǒng)。模型驗證結(jié)果表明：目標(biāo)光學(xué)特性數(shù)字建模方法可有效獲取衛(wèi)星目標(biāo)的光學(xué)特性，所得某衛(wèi)星不同譜段下的三維數(shù)字仿真圖像的幾何輪廓清晰；半實物仿真系統(tǒng)能夠生成高質(zhì)量的衛(wèi)星運動場景，滿足目標(biāo)探測與識別...

利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測沸石分子篩對水分子的吸附能力————作者：喬寶韻;喬佳;張軍;謝春旭;趙偉立;

摘要：針對空間望遠鏡水污染問題，本研究選取4種常見的沸石分子篩材料（ZSM-5、ZSM-22、MCM-41和SAPO-11）為研究對象，利用原子氧和紫外綜合模擬實驗設(shè)備，測試了不同環(huán)境下沸石分子篩對水分子的吸附性能，并結(jié)合實驗結(jié)果和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建了一個基于徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的污染物吸附能力預(yù)測模型。分析結(jié)果表明，該模型能夠有效預(yù)測分子篩的吸附性能，其決定系數(shù)R²均大于...

基于機器視覺的固體火箭發(fā)動機金屬殼體表面缺陷檢測方法————作者：孫旭陽;沈飛;姚怡倩;張瀟譽;李曉豪;

摘要：固體火箭發(fā)動機金屬殼體的缺陷檢測對于發(fā)動機狀態(tài)的評估具有重要意義。文章提出一種基于機器視覺的檢測方法，采用基于深度卷積生成對抗網(wǎng)絡(luò)（DCGAN）的數(shù)據(jù)增強技術(shù)和基于卷積注意力模塊（CBAM）的目標(biāo)檢測技術(shù)實現(xiàn)了發(fā)動機金屬殼體表面缺陷的檢測。首先基于已有的少量真實殼體缺陷數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)增強技術(shù)對數(shù)據(jù)集進行增強；再基于增強后的數(shù)據(jù)集，利用深度學(xué)習(xí)算法對缺陷目標(biāo)進行識別和分類；最終實現(xiàn)對發(fā)動機殼體缺陷目...

ALICE FoCal量能器電荷讀出電子學(xué)研究————作者：吝守龍;胡坤;孫鵬飛;胡守?fù)P;許天駒;賈世海;宋金興;李沛玉;智宇;陳雷;張昀昱;趙明銳;鄧桂華;盧志永;靳尚泰;王浩禎;郭佳承;莊曉;蔣濤;張洞明;楊智棋;周靜;李笑梅;

摘要：為滿足ALICE FoCal量能器升級中對高精度電荷讀出和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅�中國原子能科學(xué)研究院開展了基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）線性放電技術(shù)的高精度讀出電子學(xué)研究。搭建了塑料閃爍體與SiPM耦合的測試平臺，并開發(fā)了一套讀出電子學(xué)原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用放大器芯片配合表面貼裝電容和電阻搭建模擬前端，并利用FPGA線性放電技術(shù)實現(xiàn)高精度電荷數(shù)字化，同時集成了多板同步、數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)壓縮功能，能夠滿...

火箭動力系統(tǒng)電子設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護————作者：巫源清;楊一鳴;林革;

摘要：隨著火箭發(fā)射頻次的提高，全天候發(fā)射的需求日益增長。為研究火箭動力系統(tǒng)電子設(shè)備在雷雨天氣下的適應(yīng)性，首先對火箭動力系統(tǒng)常見的電子設(shè)備進行了插腳注入試驗。結(jié)果表明，與集成電路或精密儀器相關(guān)的接口對雷電敏感，需要采用雷電防護措施。繼而詳細(xì)介紹了浮地電路和接殼電路的雷電防護電路設(shè)計方法，并提出了瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）的選型參數(shù)計算方法。最后通過試驗驗證了所設(shè)計的雷電防護電路的有效性，該電路能夠?qū)⒗纂?..

激光通信衛(wèi)星抗微振動設(shè)計策略分析與探討————作者：鮑莉娜;葉桑;尹家聰;張金輝;謝偉華;

摘要：激光通信以其高傳輸速率和強抗干擾性能成為未來空間通信的發(fā)展方向；但激光束的窄散角特性對衛(wèi)星平臺的微振動環(huán)境條件要求嚴(yán)苛。文章系統(tǒng)梳理了Artemis、OICETS和EDRS-C三種國外典型激光通信衛(wèi)星的抗微振動設(shè)計策略；基于對振動譜測試數(shù)據(jù)的分析得出NASDA譜、ESA譜、JBM-EF ICD譜和LCDE譜4條平臺微振動譜線；結(jié)合激光通信衛(wèi)星特點，從組件級擾動力測試、有限元模型修正、系統(tǒng)級微振動試...

太陽模擬器熱平衡試驗設(shè)備及技術(shù)綜述————作者：吳東亮;高慶哲;張鵬嵩;廖韜;

摘要：太陽模擬器能夠較精確地模擬太陽輻照的準(zhǔn)直性、均勻性和光譜特性。深空探測器等航天器的構(gòu)形日益復(fù)雜，其表面熱光學(xué)性能的差異化愈發(fā)顯著，使太陽模擬器在熱平衡試驗中的重要作用愈發(fā)凸顯。文章介紹了太陽模擬器的基本構(gòu)成、工作原理及性能參數(shù)，綜述了國內(nèi)外太陽模擬器設(shè)備和性能指標(biāo)。并結(jié)合我國航天器的發(fā)展提出利用太陽模擬器開展試驗的具體需求，分析了國內(nèi)外典型太陽模擬器熱平衡試驗案例，對我國用于熱平衡試驗的太陽模擬器...

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