摘要：为增强空间站对舱外载荷的支持能力,提升舱内外货物的进出效率,减少航天员出舱次数,降低航天员出舱风险,空间站梦天实验舱设计了货物自动进出舱功能。本文从货物进出舱功能方案出发,介绍了包括货物转运功能、外舱门功能、泄压、复压、气体复用功能在内的关键子功能的地面试验验证及在轨试验验证工作。地面及在轨试验验证结果对比表明:货物进出舱方案设计合理,地面验证结果和在轨数据一致性好,产品性能稳定,有效地提高了空间站货物进出舱效率。

摘要：为提高小功率航天设备的可靠性,设计了一种基于高侧电流检测芯片的可恢复式的过流检测电路。采用硬件逻辑电路实现了反时限、定时限和瞬时速断保护曲线,对该电路进行仿真分析和验证,并对多级保护策略进行了讨论。结果表明:该电路结构简单、可靠性高,可灵活调整保护时间,其功能和性能均满足指标要求;采用多级分段保护的方式可提高电子系统的可靠性。

摘要：控制系统的执行器经常发生各种未知的间歇性故障.如何有效地处理这些故障对系统的影响是一个难题.针对一类不确定严格反馈非线性系统,提出一种自适应CFB(Command filtered backstepping)控制方案解决了间歇性执行器故障的补偿问题.利用神经网络逼近控制器中的未知函数,并采用投影算子实时在线更新控制器中的估计参数使得参数估计值随着故障次数的累积而不断增加的问题被消除.提出改进的Lyapunov函数证明了所提出的方案能够保证所有闭环信号的有界性,同时建立了跟踪误差与Lyapunov函数跳变幅度,最小故障时间间隔,设计参数之间的关系.如果Lyapunov函数的跳变幅度越小以及两个连续故障之间的时间间隔越长,系统的稳态跟踪指标越好.通过迭代计算建立了暂态跟踪误差指标的均方根型界.该界表明了通过选择恰当的设计参数,可改善系统的暂态指标.仿真结果表明了所提方案的有效性.

摘要：受控生态生保系统中生活废水污染强度大,生物转化后回用于植物培养是废水资源化的有效途径,但面临氮素稳定转化难、碱度消耗较大的问题。以BF-MBR工艺(生物膜耦合膜生物工艺,biofilm-membrane bioreactor)为研究对象,研究了不同pH条件下的好氧硝化性能及硝化动力学,并考察了硝化过程的碱度消耗情况。结果表明,在pH=6.0~7.2内,好氧生物反应器均能获得良好的氨氧化效果,而在pH=6.0~6.5的条件下更有利于全程硝化的维持;氨氧化速率随pH的增加而增大,而亚硝氧化速率在pH 6.6时达到最高;酸性条件下的碱度消耗量远低于碱性条件,而氢氧化钾作为碱液时的消耗量比碳酸氢钾低3.28 g·g^(-1)。从物料损耗和工艺处理效果综合考虑,硝化系统中最佳的pH可调控在6.4~6.5,此时全程硝化率可达97.8%。以上研究结果可为受控生态生保系统中生活废水处理系统的设计和运行提供参考。

摘要：为研发满足航空航天医学等研究要求的超重旋转复合运动模拟系统,基于离心机的转臂式结构,采用框架式的自转座椅替代传统的固定座椅,并引入链传动作为自转驱动;搭建PC+可编程逻辑控制器(PLC)+伺服电机+编码器的离心机控制系统,以及IPC+驱动器+步进电机的自转座椅控制系统;在控制系统软件设计方面注重离心机实时运行监测及便携式自转座椅的稳定性控制。对所研发的超重旋转复合试验平台开展超重、旋转及超重旋转复合3种模拟工况的精度测试试验,结果表明,平台能够实现超重、旋转及超重旋转复合等环境模拟,离心机与自转座椅均具有较高的控制精度,运行过程安全平稳,达到了预期要求,可用于航空航天特因环境下生物体生理响应或设备测试等实验研究。

摘要：目的建成受控生态生保技术综合实验系统,为下一步开展受控生态生保系统的整合实验和系统内物质闭合循环实验研究构建试验平台。方法在大量方案调研、方案设计和图纸设计的基础之上,通过加工、安装和联合调试等技术手段来实现。结果该系统容积约为40m3,其舱内温度、相对湿度、氧浓度、二氧化碳浓度、总压、光照强度、光照周期、栽培基质水分含量和乙烯浓度等参数均得到有效控制,系统运行稳定;栽培系统包括左右两排,每排分为上下两层;栽培床总面积约为8.4m2,其上下垂直距离电动可调;光源为红色和蓝色两种发光二极管的组合。结论该试验平台的成功研制,为下一步开展大规模受控生态生保技术整合试验研究创造了必备条件。

摘要：本文提出一种基于有限元分析的人机交互式结构改进设计流程,采取该流程对某航天装置进行改进设计。改进设计前该装置基频84 Hz,给定正弦激励下探针与探孔最大相对位移达到1.57 mm,无法满足设计要求。改进设计后该装置基频达到117 Hz(相比于改进前提高39%),给定正弦激励下探针与探孔最大相对位移仅为0.33 mm(相比于改进前降低79%),满足设计要求。改进后的装置通过了试验考核,验证了该流程的合理性和有效性。

摘要：为进一步提高舱外航天服供氧通风能力,对其引射器进行优化设计。采用一维气体动力学模型建立喷嘴控制方程;根据实验结果确定喷嘴等熵效率,设计缩放喷嘴;采用3D打印技术加工不同结构的引射器;利用氮气进行常压引射实验,研究挡板位置、喷嘴类型与喷嘴出口位置(Nozzle Exit Position, NXP)等结构参数对混合流量的影响,寻找最优的引射器结构。研究表明:挡板位置对引射器混合流量的影响与喷嘴类型相耦合。前移挡板,亚音速引射器混合流量可提高56.90%以上,而超音速引射器则降低12.08%以上。将渐缩喷嘴换为缩放喷嘴,混合流量可以提高1.81倍以上;对于挡板前移的亚音速引射器,则可提高36.90%以上。所有亚音速引射器均无法满足当前性能要求。然而,对于超音速引射器,对于所有的NXP,在典型工况下引射器循环量均可满足要求;存在最优的NXP使得混合流量最大。NXP为6 mm时,超音速引射器混合流量最大,为144.83 L/min(工作流绝对压力为0.503 MPa);在全工况下(工作流表压为0.30~0.55 MPa),混合流量可至少提高1.59倍。设计的最优引射器测试结果均满足性能要求。

摘要：爆炸冲击环境会对航天产品产生较大的影响,基于等效损伤的冲击响应谱试验技术为航天产品的抗冲击设计提供了指导。在瞬时冲击载荷作用下金属材料处于中高速应变率状态,其本构关系与静态下有较大不同。根据冲击载荷的特点,提出了产品抗冲击设计准则。采用该设计准则,对某航天产品在爆炸冲击环境下的应力情况进行了仿真分析,通过试验验证了该设计准则的可行性。

摘要：目的 探讨在最终接近段交会对接控制中人、机联合控制规律，为确定其人、机功能分配提供参考。方法 建立交会对接最终接近段人、机联合控制实验系统，设定对接控制的精度要求，选用30名年龄在20—40岁的男性青年志愿者进行了最终接近段交会对接人机结合的控制实验。以姿控与推进发动机点火的累计时间和对接控制的成功率做为实验的评价指标。结果 在被试者经过一定时间的训练后，让其完成3个参数的控制任务，而其余参数由自动控制来完成时所形成的人、机结合控制时对接成功大于80．47％。此外，经过充分训练后，也有10名被试者完成了全部的位置和姿态参数控制。结论 在设计交会对接任务时，若要考虑航天员的参与作用，让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适，并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务，这就要考虑两方面的条件，一是燃料有保证，二是控制的时间没有限制。