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航空学报 2022年第3期43卷 1-7页

作者：张荣桥耿言孙泽洲李东钟文安李海涛崔晓峰刘建军探月与航天工程中心北京100190 北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国运载火箭技术研究院北京100076 西昌卫星发射中心西昌615099 北京跟踪与测控通信技术研究所北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094 中国科学院国家天文台北京100101

天问一号在国际上首次通过一次任务实现火星环绕、着陆、巡视的3大目标,突破了多项关键技术。本文介绍了天问一号的任务概况和飞行进展,全面总结了任务取得的8类创新成就和突破的主要关键技术。具体包括:火星环绕、着陆、巡视3大任务强... 详细信息

天问一号在国际上首次通过一次任务实现火星环绕、着陆、巡视的3大目标,突破了多项关键技术。本文介绍了天问一号的任务概况和飞行进展,全面总结了任务取得的8类创新成就和突破的主要关键技术。具体包括:火星环绕、着陆、巡视3大任务强耦合的总体设计、多弹道地球逃逸轨道发射、行星际飞行与火星捕获控制、火星进入下降着陆、火星表面恶劣环境应对、4亿千米远距离测控通信、遥感与巡视探测先进载荷、火星环境建模与地面验证试验。天问一号任务取得圆满成功,使得中国在深空探测领域一举进入世界先进行列。

关键词：天问一号火星探测环绕、着陆和巡视创新成果关键技术

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火星大气高温光谱建模与非平衡辐射热流预测

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航空学报 2022年第3期43卷 27-38页

作者：吕俊明李飞李齐程晓丽中国航天空气动力技术研究院北京100074 中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室北京100074 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 北京空间飞行器总体设计部北京100094

火星科学实验室成功着陆后的热环境重构数据表明,气动辐射加热在火星进入防热设计中具有不同于以往认识的重要影响,未知机制和模型不确定性等问题有待进一步研究。探测器高速进入火星大气产生极高温非平衡气动环境,造成火星气动辐射与常... 详细信息

火星科学实验室成功着陆后的热环境重构数据表明,气动辐射加热在火星进入防热设计中具有不同于以往认识的重要影响,未知机制和模型不确定性等问题有待进一步研究。探测器高速进入火星大气产生极高温非平衡气动环境,造成火星气动辐射与常规CO;红外辐射研究显著不同。针对火星大气高温光谱和辐射热流预测,首先,建立适用于火星大气的高温非平衡光谱辐射模型,获得典型高温条件CO;光谱结构和辐射强度,与NASA和JAXA试验结果对比,结果显示符合较好。其次,依靠激波管和发射光谱测量技术,开展典型进入条件的辐射强度测量试验,数值结果、试验值和NASA试验结果相互符合较好,验证了光谱模型。最后,对探路者号进行气动辐射加热分析,完成典型进入条件下的非平衡流动和辐射特性计算,基于光线法得到光谱辐射强度沿驻点线的变化,表明高速与低速条件的气动辐射机制存在显著差异;基于有限体积法获得进入器表面辐射热流分布,结果显示辐射热流的分布及变化规律与地球再入显著不同,进入速度6 km/s以下时辐射热流随进入速度增加而减小,同时进入器锥身及肩部的辐射热流高于驻点区域。

关键词：火星进入热防护设计气动热力学气动辐射非平衡流动光谱辐射强度辐射加热

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高温环境对硼硝酸钾药剂性能影响分析研究

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兵器装备工程学报 2023年第8期44卷 218-224页

作者：李朝振赵非玉严楠吕智星叶耀坤中国电子科技集团公司光电研究院天津300308 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053 北京空间飞行器总体设计部北京100094

为解决航空航天领域中高温环境下BPN药剂的热稳定性和输出性能评价问题,本文中对药剂关键组分及经历180℃2d、5d高温试验前后的不同配比的BPN药剂开展了表观形貌分析、热重(TG)分析、差式扫描热(DSC)分析、输出威力测试等,研究得到硝酸... 详细信息

为解决航空航天领域中高温环境下BPN药剂的热稳定性和输出性能评价问题,本文中对药剂关键组分及经历180℃2d、5d高温试验前后的不同配比的BPN药剂开展了表观形貌分析、热重(TG)分析、差式扫描热(DSC)分析、输出威力测试等,研究得到硝酸钾、硼粉及不同配比的硼硝酸钾药剂的热反应历程.实验表明硝酸钾、硼粉在500℃之前,存在硝酸钾的转晶(132℃)、熔化(332℃),从熔点(332℃)到500℃时,硝酸钾正在融化但仍未分解或气化,呈融化状态,是稳定的.随着硼含量的增加,分解峰温逐渐下降,硼硝酸钾药剂的反应初始温度比硝酸钾的分解初始温度提前了约50℃.不饱和聚酯树脂粘合剂优于氟橡胶粘合剂,无粘合剂BPN和不饱和聚酯树脂BPN高温安定性良好,在航天任务中具有良好的应用价值.

关键词：硼硝酸钾热分解热安定性火工药剂耐高温性能

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面向在轨装配的八索并联机构构型设计与工作空间分析

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机械工程学报 2021年第21期57卷 1-10页

作者：于金山李潇陶建国王浩威孙浩哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094 福州大学机械工程与自动化系福州350108

针对大型空间结构的在轨装配任务,提出了由八根绳索驱动的索并联机构,具有结构简单、质量轻、工作空间大的特点;针对绳索并联机构的构型综合问题,定义了出线点和绳索与中心执行器连接点的关联矩阵,在此基础上考虑约束条件综合出了八索... 详细信息

针对大型空间结构的在轨装配任务,提出了由八根绳索驱动的索并联机构,具有结构简单、质量轻、工作空间大的特点;针对绳索并联机构的构型综合问题,定义了出线点和绳索与中心执行器连接点的关联矩阵,在此基础上考虑约束条件综合出了八索并联机构的18种有效构型;计算了不同构型的力封闭工作空间以及针对在轨装配任务时的力螺旋可行工作空间,以工作空间体积为指标筛选出了最佳构型;分析了绳索拉力范围以及绳索与中心执行器连接点的位置变化对机构力螺旋可行工作空间的影响,并且对连接点的位置参数进行了优化。

关键词：在轨装配索并联机构构型设计工作空间

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空间无排放消耗散热概念及试验验证

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航天器环境工程 2021年第1期38卷 1-6页

作者：王玉莹宁献文赵欣曹剑峰戴承浩孙冠杰北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室中国空间技术研究院北京100094

空间任务中缺乏有效辐射散热通道情况下,消耗型散热是排散航天器废热必不可少的技术途径,但其存在长期应用中资源消耗量大的问题。针对未来长期空间任务,提出无工质排放的消耗型散热概念。首先通过微孔膜蒸发消耗型散热试验,评估该试验... 详细信息

空间任务中缺乏有效辐射散热通道情况下,消耗型散热是排散航天器废热必不可少的技术途径,但其存在长期应用中资源消耗量大的问题。针对未来长期空间任务,提出无工质排放的消耗型散热概念。首先通过微孔膜蒸发消耗型散热试验,评估该试验系统在不同真空压力下的散热能力;之后基于此设计柔性收集装置,开展微孔膜蒸发‒水蒸气收集联合试验。试验结果表明,微孔膜蒸发可以在无工质排放条件下实现有效散热,散热量随流体进口温度升高而增加,随真空压力升高而线性减小;无排放消耗型散热系统中收集装置的水蒸气吸收速率不小于蒸发速率时,将不会削弱微孔膜蒸发的散热能力。

关键词：航天器热控消耗散热无排放散热膜蒸发试验研究

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深空极端热环境下热控材料研究现状与发展趋势

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深空探测学报（中英文） 2021年第5期8卷 447-453,M0001页

作者：于登云邱家稳向艳超中国航天科技集团有限公司北京100048 中国空间技术研究院北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

深空探测过程中,探测器可能会遇到极端低温环境、极端高温环境、气体环境等极端热环境,这些极端热环境给探测器热控分系统设计造成了非常大的困难,对热控设计中使用的热控材料的功能性能提出了严苛的要求。针对中国未来深空探测任务,分... 详细信息

深空探测过程中,探测器可能会遇到极端低温环境、极端高温环境、气体环境等极端热环境,这些极端热环境给探测器热控分系统设计造成了非常大的困难,对热控设计中使用的热控材料的功能性能提出了严苛的要求。针对中国未来深空探测任务,分析了深空探测中典型的极端热环境因素及其对航天器热控系统设计的影响,论述了耐温1200℃的二氧化硅气凝胶、低密度(<30 kg/m^(3))二氧化硅气凝胶、透明聚酰亚胺薄膜、吸热涂层等热控新材料在中国深空探测任务中的应用现状及其主要性能表征,分析了轻质耐极端高温材料、气体环境下的高效隔热材料等新热控材料的发展趋势。

关键词：深空探测热环境热控材料热防护

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深空探测器行星保护要求

深空探测器行星保护要求

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作者：温博徐侃彦彭兢张轶男邹乐洋泉浩芳孟凡伟金晟毅董捷张旺军张宁康北京空间飞行器总体设计部中国空间技术研究院中国航天标准化研究所北京卫星环境工程研究所

标准类型：国家标准

本文件规定了深空探测任务的行星保护类别和需求，深空探测器开展行星保护工作的目标、原则，以及深空探测器研制各阶段需开展的行星保护工作项目、技术要求和管理要求。本文件适用于无人深空探测器研制与在轨运行全周期的行星保护工作。

标准号: GB/T 44197-2024

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星载干涉成像高度计双频基线定标方法

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航天器工程 2021年第4期30卷 77-84页

作者：陆翔张庆君王爱明刘杰刘磊韩晓磊何德华温中凯中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 南京航空航天大学航天学院南京211106

在星载干涉成像高度计基线参数标定过程中,由于时间、传输路径的观测差异导致基线参数标定精度下降。为此,文章提出双频基线定标方法,基于双频同基线重叠观测区域数据实现基线状态标定性能的提升,有效降低干涉基线状态漂移造成的海面高... 详细信息

在星载干涉成像高度计基线参数标定过程中,由于时间、传输路径的观测差异导致基线参数标定精度下降。为此,文章提出双频基线定标方法,基于双频同基线重叠观测区域数据实现基线状态标定性能的提升,有效降低干涉基线状态漂移造成的海面高程反演误差。在精确获取重叠区域海面高度条件下,利用在轨高精度基线测量和卫星姿态测量信息,联合高精度基线估计处理算法进行基线估计,将基线估计偏差的均方根降低至原来的1/4~1/5,可实现亚毫米、亚角秒的高精度基线估计精度,从而保证海面高度测量精度,为后续干涉成像高度计在轨定标方案的设计与基线高精度标定提供参考。

关键词：星载干涉成像高度计在轨定标双频基线海面高度

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一种新研航天器系统可靠性指标论证方法

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航天器工程 2022年第5期31卷 26-34页

作者：周文明李彩霞廖捷李孝鹏李一钊张桅段加林中国航天标准化研究所北京100071 中国运载火箭技术研究院北京100076 中国航天员科研训练中心北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

传统用单一顶层指标来指导航天器系统研制及验证工作的观念,存在导致工程不同实施阶段航天器系统顶层验证指标的缺失、影响系统相关设计及各阶段验证评估工作等问题。文章提出一种新研航天器可靠性指标论证方法,给出基于航天器系统可靠... 详细信息

传统用单一顶层指标来指导航天器系统研制及验证工作的观念,存在导致工程不同实施阶段航天器系统顶层验证指标的缺失、影响系统相关设计及各阶段验证评估工作等问题。文章提出一种新研航天器可靠性指标论证方法,给出基于航天器系统可靠性增长趋势图的工程不同实施阶段航天器系统可靠性验证指标的确定方法,以解决新研航天器系统可靠性指标设计要求值和门限值的确定问题。以某新研航天器系统为例,给出了航天器系统可靠性指标论证详细过程,验证了方法的可行性。文章提出的指标论证方法适用于新研航天器系统可靠性指标论证及确定工作,对其他新研航天产品的可靠性指标论证工作也有借鉴作用。

关键词：新研航天器可靠性增长趋势图指标论证门限值确定

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深空再入飞行器烧蚀粗糙表面高超声速转捩预测

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气体物理 2024年第1期9卷 12-20页

作者：李齐赵瑞陈智郭斌王强北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京理工大学北京100081 中国航天空气动力技术研究院北京100074

深空再入飞行器为提高气动减速效率,一般采用大钝度迎风外形以及烧蚀降热型防热结构。而扁平的前体外形与气动加热烧蚀导致表面粗糙度急剧增加等因素,极易造成飞行器迎风面流动失稳,流动出现转捩甚至演化为湍流,使表面热流分布发生巨大... 详细信息

深空再入飞行器为提高气动减速效率,一般采用大钝度迎风外形以及烧蚀降热型防热结构。而扁平的前体外形与气动加热烧蚀导致表面粗糙度急剧增加等因素,极易造成飞行器迎风面流动失稳,流动出现转捩甚至演化为湍流,使表面热流分布发生巨大变化,给飞行器安全带来极大挑战。国内以往对大钝头再入器微观形貌变化下高超声速边界层失稳机制和转捩模拟的研究开展很少。以大钝头防热罩与沙粒式分布粗糙元为研究对象,分别利用基于高超声速与粗糙元修正的γ-Reθ转捩模式和k-ω-γ转捩模式,分析了高超声速来流条件下分布粗糙元等效粗糙高度、来流Reynolds数、攻角以及化学非平衡基本流对大钝头迎风表面的间歇因子分布和边界层转捩位置以及热流分布的影响,研究了深空再入飞行器烧蚀粗糙表面的高超声速边界层转捩发展规律与气动热影响规律。

关键词：深空再入飞行器大钝头防热罩分布式粗糙元转捩模式化学非平衡

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