基于近似模型的在轨加注站贮箱多目标优化设计

为了提高在轨加注站贮箱的结构稳定性并减小贮箱质量,提出了以推进剂装载质量为约束条件,贮箱质量、1阶固有频率、最大形变量为目标函数的多目标优化设计方法。通过参数化建模、模态分析、拉丁超立方试验设计、4阶响应面近似模型及NSGA-Ⅱ算法对贮箱进行多目标优化设计。与有限元计算结果对比表明:在满足推进剂装载质量的条件下,贮箱质量减少32.95%,1阶固有频率提高36.30%,最大形变量减少17.03%,说明所提出的优化设计方法能够精确并高效实现对贮箱多目标优化设计。     

高频响空间直线驱动机构方案设计与研究

弱撞击式对接机构作为控制式对接机构,兼具对接、停靠等多种功能,其特点是采用碰撞力主动柔顺控制技术实现飞行器在轨对接,在降低传统对接机构复杂度的同时,可显著提高对接机构灵活性,适应后续载人登月和深空探测发展的需要。目前国内对于弱撞击对接机构的直线驱动机构研究还处于起步阶段,前期研制样机频响太低、无法满足使用需求,需要对其进行全面系统的研究。以弱撞击对接机构中的高频响直线驱动机构为对象,对其性能影响因素分析、方案比对、设计验证等方面进行研究,取得了良好的效果,为弱撞击对接机构原理样机研制奠定基础。     

某新型运载火箭助推器热试车吊装与固定方案设计

针对某新型运载火箭助推器的热试车试验,开展吊装固定方案设计,通过关键技术攻关,成功实现中国首次最大推力火箭子级热试车试验的吊装对接与固定,并且吊装固定方案安全可靠、简单易行、经济性好,为后续该新型火箭助推器发射场合练试验积累了宝贵经验。     

网状结构织物制备与应用研究进展

为深入拓展网状结构织物在实际工程中的应用,分别介绍了近年来机织网状结构织物、针织网状结构织物和编织网状结构织物的应用基础和制备方法。从纤维原材料、织物组织结构和织物后整理方面重点阐述了网状结构织物的力学性能和仿真模拟的研究进展。针对网状结构织物应用领域的不断扩大,进一步探索了网状结构织物的力学性能,增强网状结构织物的动态模拟,提高网类材料的使用寿命、减少能耗,以使网状结构织物的性能和使用效果逐渐提升。结合当前科技发展趋势,预测网状结构织物将会在海洋、建筑、航空航天等领域方向有更深入的发展,期望为网状结构织物产品的研发提供参考。     

基于产品特征网络的变更传播评价方法

针对零部件特征划分组合不唯一的问题,提出"三维实体+2D特征+连接关系"表达的零件特征划分方法;定义了特征之间的强弱连接关系,并构造了产品特征网络模型。基于特征强弱连接网络模型,定义了特征节点的3种离散状态,给出了变更传播指数的含义,分析了产品特征变更传播的两种类型及其概率计算方法,并对产品特征网络变更影响程度进行了评估。通过某航天产品的阀体的特征网络构建及其变更实例分析,验证了所提评估模型的可行性。     

轻质复合材料飞行器仪器支架选择性激光烧结成形与性能研究

针对目前飞行器仪器支架对轻量化、快速开发及结构优化的要求,提出使用选择性激光烧结(SLS)工艺制备轻质复合材料仪器支架,并对其性能进行了综合评估。根据飞行器仪器支架的使用环境,首先对SLS制备短切碳纤维增强尼龙复合材料(CF/PA12)进行了工艺优化并详细研究了复合材料的力学性能、热性能及动态热力学性能,试验结果表明,SLS制备的CF/PA12复合材料的拉伸强度达到63.8 MPa,弹性模量为6.5 GPa,弯曲强度达到118.06 MPa,体积密度仅为1.03 g/cm3,尤其是其损耗因子在0.03～0.06之间,远远大于金属材料,具有更好的减振性能,并对其装配形式进行了评估。最后,以一款火箭仪器支架为例,通过拓扑优化,实现支架进一步减重40%,且都通过了载荷试验(2 000 N),从而证明了SLS制备复合材料在航空航天领域制件轻量化、快速开发及结构优化方面具有明显的技术优势和一定的应用潜力。     

双极线性稳压器中子辐射位移效应研究

双极线性稳压器广泛应用于空间设备,中子辐射效应不容忽视。对国产双极线性稳压器在不同负载偏置下的中子辐射效应开展研究。试验过程中发现,负载越大,位移损伤效应越明显。试验后通过加载不同负载的详细在线测试发现,不同偏置下的输出电压差异是由于负载的不同引起的。辐照偏置对双极线性稳压器的位移损伤无显著影响,但中子位移效应导致了双极线性稳压器的带载能力严重降低,使其失去负载调整能力。因此,在工程评估时,应结合应用需求,选择合理的负载进行评估。     

星载高可靠数传驱动控制器设计

卫星数传指向机构是实现通信卫星与地面站收发数据的关键部件之一.为了实现数传指向机构的高精度、 高可靠控制,文章设计了一种基于 “CPU＋FPGA＋LMD１８２００”电路的驱动控制器.该控制器采用主备双冗余电路形式,以角度数字量转换电路采集双通道旋转变压器的角度,经过位置闭环控制算法控制,并通过 PWM 斩波驱动方式驱动步进电动机.实验结果表明,该驱动控制器设计方案合理,动态精度高、驱动机构平稳,同时采用低功耗设计及抗辐照器件,适用于航天应用环境。     

基于FPGA小型化数传中继天线驱动控制设计

为满足航天器小型化设计需求,采用单片反熔丝FPGA作为中继天线驱动控制主控芯片。为达到天线指向机构的高精度要求,采用双通道旋转变压器配合AD2S80解码获得位置数据。为提高机构速度稳定度,采用步进电机256细分正弦斩波驱动方式。实现集通信、位置电流采集、故障报错机制及步进电机驱动功能于一体,单机重量从5～6 kg降到2.5 kg,指向精度提高到0.005 5。实验结果表明基于单片FPGA的数传中继天线驱动控制能有效提高单机集成度和运动过程平稳度,对于卫星综合性能的提高具有重要意义与应用价值。     

织物复合材料空间可展桁架模态试验与分析

航天器正朝着大型化、轻量化和模块化的方向发展。由织物复合材料制成的空间可展桁架结构,作为航天器的组成结构有广泛的应用前景。以一个由织物复合材料制成的空间可展桁架结构为研究对象,开展了微重力环境下的模态试验和仿真分析。结构主要由空心圆管、三角形隔板和斜加劲索组成。模态试验采用气动-电磁悬挂系统实现结构重力卸载,模拟微重力环境。仿真分析中,空心圆管由织物复合材料构成,假设为正交各向异性材料结构;三角形隔板由铺层复合材料构成,假设为各向同性材料结构;考虑斜加劲索的预应力对结构刚度及斜加劲索自身有效弹性模量的影响。最终得到的仿真结果与试验对应关系良好,对大型预应力空间可展桁架研究具有参考价值。