摘要：针对自由返回轨道求解过程中地心轨道类型变化造成的B平面参数方法计算失败问题,提出一种基于P平面参数的自由返回轨道快速设计方法。首先,基于轨道半通径参数的普适性,给出了不同轨道类型的P平面参数定义,建立了以P平面参数为求解目标量的自由返回轨道求解模型。其次,给出了基于P平面参数的自由返回轨道快速设计方法,在构建的瞬时地月惯性系下,以平面双二体自由返回轨道作为初值,实现了高精度力模型下的自由返回轨道快速求解。对8种构型自由返回轨道的设计结果表明,P平面参数具有类似于B平面参数的大收敛域,且有效解决了轨道类型变化对计算的影响,可直接应用于中国后续月球探测任务轨道设计。

摘要：为求解远程火力打击方案优化问题,设计一种基于剪枝的改进遗传算法。基于不同时期的种群适应度,调整自适应选择策略和自适应交叉策略,提高了算法的收敛精度,加快了收敛速度。在确保种群多样性的前提下,保证了算法的收敛性。仿真试验对比结果分析表明所设计的改进算法具有更高效的寻优能力。

摘要：针对近地航天器实现高速再入返回的问题,研究了大椭圆轨道多脉冲轨道控制策略设计和求解方法。首先,通过关联约束合并确定了轨道控制瞄准的多目标参数为着陆点经度、纬度、再入角、回归轨道半长轴;提出了通过轨道控制调整轨道拱线方向,解决了高速再入返回要求大椭圆轨道近地点位于着陆点上空、返回轨迹纬度经过着陆点的问题;采用在近地点持续抬升远地点高度的多组轨道控制,既保证了返回轨迹经度经过着陆点,也保证了回归轨道周期满足要求。基于四脉冲控制思路进行了多脉冲延拓分解,建立了多脉冲规划参数与多目标瞄准参数的求解关系;设计了目标参数全部求解的整体规划模式和目标参数部分求解的降维规划模式,在不同轨道条件下实现高速再入返回轨道参数满足目标要求。可应用于航天器多脉冲、多目标轨道设计和控制。

摘要：针对嫦娥五号任务上升段末期火箭二级发动机可能出现的提前关机故障造成入轨半长轴偏差较大和中途修正速度增量超限问题,提出了多圈调相地月转移轨道应急控制策略。首先,分析了不同入轨半长轴偏差、中途修正时刻与中途修正速度增量消耗之间的关系;其次,针对半长轴偏差较大问题,基于微分改正算法与B平面参数,设计了解析窗口搜索与多圈调相地月转移轨道一体化求解算法,实现了调相圈数和周期的快速规划与地月转移轨道的联合求解,有效降低了速度增量消耗,提高探测器入轨半长轴偏差适应范围。通过仿真实例,验证了策略的正确性与可行性,并通过遍历半长轴偏差,给出了多圈调相地月转移轨道特性分析。研究结果可应用于中国后续(载人)月球探测任务应急轨道设计。

摘要：为研究喷水推进器转速波动工况下的瞬态特性,采用六面体网格对喷水推进器内部流场进行结构化网格划分,基于RANS方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对转速以正弦函数波动的喷水推进器进行数值模拟。通过对喷水推进泵的试验数据验证显示,数值结果和试验数据吻合良好。研究结果表明:在转速波动过程中,扬程变化与转速变化的跟随性较好,流量变化完全滞后于转速变化;在相同转速时,加速过程和减速过程具有明显差异,相对于加速过程,减速过程中进水流道的压力更低,叶片前缘的空穴面积更大,并且准稳态流场无法精确描述瞬态过程的流场特征;无量纲空穴面积的变化滞后于转速变化,当瞬时转速高于设计转速时,无量纲空穴面积迅速增大,最大值可达8.02%,当瞬时转速低于设计转速时,无量纲空穴面积低于1%,抗空泡性能良好。

摘要：为探寻三维可变形翼展向变形对其气动力特性的影响规律,采用基于求解RANS方程的方法,结合k-ε湍流模型,进行三维可变形翼定常状态下静态展向变形和非定常状态下动态展向变形气动力特性及变化规律的数值模拟研究。通过开展不同攻角和不同变形幅度下的静态展向可变形翼系列模型、以及以不同变形频率和不同变形幅度做动态展向变形运动的可变形翼模型的数值计算,分别获得可变形翼静态展向变形和动态展向变形时升/阻力系数随各输入参数的变化情况。结果表明:静态展向变形对三维机翼气动力性能略有影响,影响程度与攻角有关;动态展向变形下机翼阻力系数和升力系数时历变化规律呈类余弦曲线形式,变化幅度均随着展向变形频率的增大而增大,且展向变形幅度越大,变化幅度越明显。研究结果可为展向变形翼的气动力性能预报以及优化设计提供技术支撑。

摘要：针对单一波段生物复眼孔径小、视距短、接收光谱窄等不足,设计了一种大孔径接收可见光、中波红外仿生复眼光学系统。由于集成光路体积大,子眼系统选择共光路的结构形式。基于入射窗和出射窗的物像共轭关系建立了子眼系统拼接的几何模型。通过设计中继转像系统,将子眼阵列所成的曲面像转换成平面像,解决了平面探测器接收曲面像的问题。整个复眼由37个子眼构成,子眼的焦距为30 mm,视场为20°,入瞳为10 mm,相邻子眼光轴夹角为16°,合并后的视场为116°。相对微透镜阵列式的复眼系统而言,该曲面仿生复眼系统探测距离更远、获取目标信息更全。子眼系统和接收系统的成像质量良好,在-40~+60℃温度范围内无热差影响。

摘要：使用连续镜面变形镜生成涡旋光束,根据涡旋光束相位的螺旋对称结构,变形镜驱动器设计成环形排布,通过生成环形螺旋波前来解决连续镜面变形镜不能拟合奇点的问题。在光路中加入4f滤波系统来滤去高频噪声和次级衍射旁瓣。推导了空间滤波的小孔半径的表达式,这可以保证在滤波过程中尽可能保留主瓣信息,并且完全消除旁瓣。仿真得到了拓扑荷数等于-5~5的无旁瓣的涡旋光束,得到的振幅分布具有破坏性的环形结构,相位分布是比较理想的螺旋结构,而且滤波之后的模式纯度接近理想值。该方法使用的连续镜面变形镜面形变化灵活,可以承受高功率,对于模式可调的高功率涡旋光束的生成有很好的应用前景。

摘要：电控固体推进剂(electrically controlled solid propellant,ECSP)具有多次点火和燃速可控的特性,可广泛应用于从微观到宏观的推进系统。本文总结了国内外以硝酸铵、硝酸羟胺和高氯酸盐为氧化剂的ECSP的研究概况,重点综述了硝酸羟胺基ECSP和高氯酸盐基ECSP点火、燃烧及熄灭特性的研究进展,分析了电压、压强以及金属添加剂对ECSP燃速调节的影响规律,并讨论了电能在ECSP点火和燃烧过程的作用机制。同时为未来深入研究ECSP点火、燃烧及熄灭机理提出参考建议:开展ECSP固相和气相化学反应机理研究,建立点火、燃烧及熄灭模型和反应机理框架;系统研究电极排布和电极构型对ECSP燃烧效率的影响以及ECSP配方与导电性能之间的关系,寻求改善电极和推进剂界面电阻的方法。优选高性能ECSP配方,完善ECSP燃烧反应机理及燃速调节机制,提高ECSP压强阈值,是电控固体火箭发动机设计、应用和性能调控的关键。

摘要：目的研究多波段全介质高反射薄膜的光谱性能、应力特性以及膜层的抗激光损伤性能,获取应力状态良好的大口径薄膜样片。方法选用TiO_(2)、SiO_(2)高低折射率材料,设计并制备500~650 nm、780~830 nm、1050~1080 nm 3波段兼容的介质高反膜。研究单层膜工艺参数,监控波长为560 nm,基于电场强度分布,膜系结构优化为G/(HL)^(8) H(2L)^(4)(1.4H1.4L)^(8) H2L(1.9H1.9L)^(8)1.9 H/A。在不同膜堆之间添加低折射率层来抑制虚设问题,平滑反射光谱,通过离子束辅助电子束蒸发技术在ϕ220 mm的大口径基底上成功制备出性能良好的宽波段大尺寸多层高反射薄膜。结果其反射光谱在可见光500~650 nm波段范围内,平均反射率为99.5%,峰值反射率为99.9%,最低反射率为95.1%;在780~830 nm波段内,峰值反射率为99.9%,平均反射率为99.8%,最低反射率为99.6%;在1050~1080 nm波段内,其平均反射率能够达到99.8%,峰值反射率达到99.9%,最低反射率达到99.7%。大口径薄膜样片不同位置的反射光谱一致性较高。膜层的抗激光损伤阈值为7.1 J/cm^(2),残余应力为–293.59 MPa。结论大口径薄膜样片膜厚均匀性良好,成膜致密,无起皱、龟裂、脱落等现象出现,膜层牢固性较高,具备优良的激光防护性能。