摘要：针对小型和迷你型试验目标,提出一种新的空间微重力环境模拟系统.系统采用平面气浮和气缸垂直悬浮组合方案来模拟空间微重力环境,并采用恒张力控制思想来模拟垂直地面方向上的微重力状态.采用RBF神经网络控制和滑模变结构控制复合控制方案,其中RBF神经网络用于逼近和补偿系统的不确定信息,并作为前馈补偿使跟踪误差快速收敛;通过滑模变结构控制消除RBF神经网络的逼近误差和不定随机干扰的影响,保证系统的鲁棒性.实验研究结果表明,该控制方案是有效的,系统具有较好的动态响应能力、鲁棒性和自适应能力.

摘要：以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.

摘要：针对航天器用机械泵驱动两相流体回路的使用需求,本文设计了一种可以满足微重力下应用的两相控温型储液器。为验证储液器的工作性能,搭建了测试系统,对不同姿态下的控温特性和流体管理功能进行了研究。结果表明储液器内部毛细结构具备液体输运和气体隔离功能。为检验微重力下的气液分离功能,本文通过数值模拟对两相流体的运动特性进行了研究。结果表明液相在毛细力作用下被有效固定在储液器的下方,气相位于上方,气液分离功能得到验证。

摘要：通过"天宫2号"空间实验室搭载的空间植物栽培装置,研究了微重力下植物栽培水分养分控制技术.针对空间微重力特点,设计了植物栽培水分养分传导结构,并验证了其可行性和合理性.生菜在空间实验室微重力环境下的顺利萌发、生长发育,证明了水分养分传导结构的合理性和可行性,为后续开展更大规模的空间植物栽培奠定了基础.通过实验,了解了空间微重力下水分养分的传导和分布规律,为研究空间植物栽培水分养分供应方法和测试方法提供了依据.

摘要：开展微重力膜式水气分离性能仿真研究,对水气分离技术设计与优化具有重要意义。针对微重力入口边界气液界面多尺度问题(入口流型问题)提出了基于界面概率近似方法的欧拉双流体模型,采用动量源项法解决几何多尺度问题(分离膜边界问题),为仿真研究提供了有效的入口及渗透边界。研究了典型工作参数下流道弯曲度对膜分离性能的影响,并从流动形态和作用力贡献2个方面分析了影响机理。结果表明:膜分离性能随流道弯曲度增大而降低,影响程度与入口含气率相关;直流道适于选作膜式静态水气分离器主要流道形式。

摘要：基于相变蓄热器在航天航空领域的应用,对列管式蓄热器建立物理模型和数学模型,采用数值模拟研究其在不同重力及雷诺数下的传热特性,此外引入基于变密度法的拓扑优化方法对蓄热器进行结构优化,设计出一种不等长拓扑肋片模型,并对比研究各因素对相变材料熔化速度的影响。研究结果表明,相同雷诺数时微重力条件下相变材料的熔化速度相比于有重力条件下的较慢,不同雷诺数时微重力条件下的熔化速度比有重力条件下的熔化速度分别减小了82.7%,86.1%,90.1%。但在微重力条件下,增大雷诺数已不足以有效提升相变材料的熔化速度。与无肋片管相比,经拓扑优化所得肋片模型的强化换热效果明显,在微重力条件下其相变材料熔化时间相比于无肋片管熔化时间缩短了47.83%,表明所设计的拓扑优化肋片模型可有效地减小微重力对蓄/放热速率的影响。

摘要：为了满足未来我国空间科学实验对高微重力环境水平的要求,需要发展高水平主动振动隔离技术来保证实验需要的高微重力水平。介绍了微重力振动隔离技术的研究现状,根据我国科学实验载荷的发展要求提出了空间高微重力主动隔振系统设计方案,建立隔振系统的动力学模型并做出了仿真分析,结果表明,线性化后的动力学模型可以用于隔振系统的主动隔振控制。

摘要：建立了微重力环境下管肋式空间辐射器传热过程的数学模型，并以单位质量散热量最大和热载体驱动功率最小为优化目标，对管肋式空间辐射器进行了优化分析。采用直接搜索可行方向（ＤＳＦＤ）算法求解了一个多目标、多约束的非线性规划问题，提出了管肋式空间辐射器的整体优化方法，得出了管肋式空间辐射器的优化设计参数。

摘要：光学薄膜表面对微重力的敏感性是微重力光学传感器设计的关键问题。本文中研究了薄膜反射面斜率与微重力之间的变化关系,通过正交试验设计,分析了光学薄膜的材料、半径、厚度与薄膜反射面斜率之间的关系;并结合实验结果对圆薄膜在集中力作用下表面斜率公式进行了修正。通过理论计算以及ANSYS有限元分析发现:薄膜反射面斜率与微重力之间有良好的线性关系;薄膜的微重力敏感性随薄膜半径增大而增大;且随着薄膜厚度和弹性模量的减小而提高。

摘要：针对空间微重力下热泵压缩机的承载与润滑,提出了基于气浮轴承的承载与润滑方案,对气浮轴承的静态特性进行了数值仿真分析,并建立了高速气浮轴承试验系统,获取了高速气浮轴承的静态和动态承载特性。证明了所提出的气浮轴承以氟利昂工质可实现高速稳定运行。