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航空学报 2024年第22期45卷 203-219页

作者：李宗凌龙腾赵保军王天宇伍国华北京理工大学信息与电子学院北京100081 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094 中南大学自动化学院长沙410073

针对大规模星座任务协同调度具有卫星节点数量多、任务需求规模大、资源使用约束条件复杂,对多节点间协同调度的建模和求解要求较高等特点,设计了一种“任务预处理——统一化建模——规范优化求解——在轨指令生成”的阶段式统一化建模... 详细信息

针对大规模星座任务协同调度具有卫星节点数量多、任务需求规模大、资源使用约束条件复杂,对多节点间协同调度的建模和求解要求较高等特点,设计了一种“任务预处理——统一化建模——规范优化求解——在轨指令生成”的阶段式统一化建模与求解顶层框架,在此顶层框架之下提出了一种基于改进合同网的多节点即时协同调度算法(CSA-ICNP),利用模糊寻优结合局部搜索策略提高算法的整体寻优能力。通过开展大量仿真实验,与随机搜索算法、贪婪搜索算法、基于冲突度的任务分配算法、最小负载最先分配算法和基于改进合同网协议的分布式卫星资源调度算法进行结果对比和性能分析,每个实验用例都获得了最佳目标函数值,平均提升了42.13%、41.51%、37.93%、37.53%和18.57%。

关键词：大规模星座协同调度统一化建模规范优化求解天基预警改进合同网

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板簧式弹性金属车轮胎面弹片结构优化

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吉林大学学报（工学版） 2023年第4期53卷 964-972页

作者：金敬福董新桔贾志成王康贺连彬邹猛齐迎春吉林大学生物与农业工程学院长春130022 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对现有板簧式弹性金属车轮容易产生应力集中或塑性变形现象,对胎面出现应力集中和大变形原因进行了分析。建立了常规拱形胎面、双边弧形胎面结构三维模型,运用有限元分析方法,对2种胎面在平压、胎面中部承压、胎面单侧承压3种工况下... 详细信息

针对现有板簧式弹性金属车轮容易产生应力集中或塑性变形现象,对胎面出现应力集中和大变形原因进行了分析。建立了常规拱形胎面、双边弧形胎面结构三维模型,运用有限元分析方法,对2种胎面在平压、胎面中部承压、胎面单侧承压3种工况下的变形和受力状态模拟,分析表明,胎面两端固定的连接方式会对胎面的受力情况产生影响,造成胎面局部刚度过大或承载能力不足的缺陷。根据仿真结果进一步优化,提出耦合弹性胎面结构,改变胎面两端固定约束,将胎面径向位移转移到轮毂轴向外扩,通过轴向位移实现径向位移的拓展。有限元模拟表明,在3种相同工况下,耦合弹性胎面结构可获得更大的径向变形,且胎面具备均匀刚度,变形连续,不产生应力集中区域。试制了耦合弹性金属车轮,并进行车轮承压试验,结果表明耦合弹性胎面结构可有效扩大车轮的径向位移能力,且胎面具备足够的刚度,验证了设计耦合弹性胎面结构的优势。

关键词：板簧金属轮胎面特性耦合弹性胎面结构设计数值模拟

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空间站核心舱能源系统设计与验证

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中国科学：技术科学 2022年第9期52卷 1345-1354页

作者：梁晓锋任筱强丁锐周妍咸奎成中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100081 上海航天技术研究院上海201109

空间站核心舱于2021年4月29日成功发射后在轨稳定运行,能源系统作为空间站核心舱重要的系统之一,在轨将太阳能转换为电能,对电能进行控制、调节后,为所有用电设备提供持续、稳定、可靠的供电.文章介绍了能源系统技术的构成,对其中的自... 详细信息

空间站核心舱于2021年4月29日成功发射后在轨稳定运行,能源系统作为空间站核心舱重要的系统之一,在轨将太阳能转换为电能,对电能进行控制、调节后,为所有用电设备提供持续、稳定、可靠的供电.文章介绍了能源系统技术的构成,对其中的自主能源健康管理设计、高压母线调节设计、大型柔性太阳电池翼设计进行了分析,并介绍了相关验证及在轨飞行情况.

关键词：能源系统自主健康管理母线调节柔性太阳电池翼

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载人航天器产品质量改进的探索与实践

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航天器工程 2023年第2期32卷 135-139页

作者：聂小亮王国军禹颂耕王静北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国空间技术研究院北京100094

针对载人航天器高可靠、高安全的特点,以及“零缺陷、零故障、零疑点”要求,充分运用“再分析、再设计、再验证”的质量管理方法,结合飞行任务要求,持续识别产品存在的薄弱环节和风险隐患,采取针对性措施,不断完善产品研制流程和管控方... 详细信息

针对载人航天器高可靠、高安全的特点,以及“零缺陷、零故障、零疑点”要求,充分运用“再分析、再设计、再验证”的质量管理方法,结合飞行任务要求,持续识别产品存在的薄弱环节和风险隐患,采取针对性措施,不断完善产品研制流程和管控方法,持续提升产品固有可靠性,并在产品交付、航天器出厂及发射场阶段对产品实物最终状态进行“再确认”,有效保证了载人航天飞行任务的连续成功。

关键词：载人航天器产品质量改进

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空间微生物防护材料研究进展

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材料导报 2022年第22期36卷 42-50页

作者：靳宇曲溪文陈舒文祥赵阔徐俊杰白晶莹崔庆新张立功中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司北京100094 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094

载人空间站为航天员长期驻留创造了良好环境,同样也为微生物的滋生提供了有利条件。致病微生物会导致航天员生病,真菌和霉菌会腐蚀和降解空间站的各种材料,导致空间站设备故障,出现平台失效和密封性下降等风险。本文对空间站微生物腐蚀... 详细信息

载人空间站为航天员长期驻留创造了良好环境,同样也为微生物的滋生提供了有利条件。致病微生物会导致航天员生病,真菌和霉菌会腐蚀和降解空间站的各种材料,导致空间站设备故障,出现平台失效和密封性下降等风险。本文对空间站微生物腐蚀现状进行分析,并介绍了目前空间站常用材料的微生物防护现状。从金属粒子、纳米半导体金属氧化物、有机聚合物、疏水涂层以及复合抗菌材料五个方向详细阐述了国内外有关空间微生物防护材料的研究进展。同时结合空间航天器运行特点,对未来空间微生物防护材料的研究方向进行分析及展望。

关键词：空间站微生物防护抗菌材料

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基于数字孪生技术的航天器机构生产线平衡研究

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图学学报 2024年第2期45卷 332-338页

作者：庞博杨辉于荣荣张浩月罗强北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国空间技术研究院北京100094 北京卫星制造厂有限公司北京100094

随着航天强国建设进一步推进,航天器发射数量不断增加,作为航天器机构重要产品的形状记忆合金压紧释放装置需求量不断增长,亟需建立符合航天产品生产特点的数字化、智能化生产线。针对航天器形状记忆合金压紧释放装置生产特点,提出了航... 详细信息

随着航天强国建设进一步推进,航天器发射数量不断增加,作为航天器机构重要产品的形状记忆合金压紧释放装置需求量不断增长,亟需建立符合航天产品生产特点的数字化、智能化生产线。针对航天器形状记忆合金压紧释放装置生产特点,提出了航天器机构制造过程中产品数字孪生模型、设备数字孪生模型和制造过程数字孪生模型共3种数字孪生信息模型,设计了数字孪生生产线功能模块,提出了基于工业工程(IE)方法与遗传算法的生产线工艺平衡方法,研发了基于数字孪生的信息集成与应用原型系统,开发了数字孪生服务接口与人机界面,形成了自动化、数字化和智能化生产线,实现了航天器机构产品、设备、过程数字孪生的信息集成应用,实现了虚实生产线的同步运行与实时交互,并显著提升了航天器形状记忆合金压紧释放装置生产能力。

关键词：数字孪生生产线平衡航天器机构遗传算法

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高折展比载人月球应急返回车设计与分析

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光学精密工程 2023年第5期31卷 697-706页

作者：王康齐迎春梁常春申彦邹猛中国空间技术研究院、北京空间飞行器总体设计部北京100094 吉林大学、工程仿生教育部重点实验室吉林长春130022

月球探测用应急返回车的相关技术研究是我国未来载人登月探测的重要任务。根据应急生保和月面短距离移动需求,本文从安全舒适性、操作可靠性和工作空间出发,设计了一种立方体载人月球应急返回车,对车身构型、折展模式、驱动方式、底盘... 详细信息

月球探测用应急返回车的相关技术研究是我国未来载人登月探测的重要任务。根据应急生保和月面短距离移动需求,本文从安全舒适性、操作可靠性和工作空间出发,设计了一种立方体载人月球应急返回车,对车身构型、折展模式、驱动方式、底盘结构、悬挂转向和车轮等多个模块进行了设计优化,并进行了试制和试验。结果表明,整车能够实现自动折展,具有较高的展/折比(大于17),满足行驶、转向、越障、爬坡等移动需求。

关键词：应急返回车折展结构设计

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通信卫星系统潜在故障识别与应对方法

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航天器环境工程 2023年第1期40卷 84-91页

作者：种婧宜周昊澄王敏陈余军中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对新一代高集成度、高复杂度通信卫星系统应用背景,以通信卫星平台长寿命、高可靠设计需求为牵引,提出一种基于系统理论事故模型与过程(STAMP)的系统级潜在故障识别与分析方法,在总体设计早期即提出对卫星平台各分系统的可靠性设计需... 详细信息

针对新一代高集成度、高复杂度通信卫星系统应用背景,以通信卫星平台长寿命、高可靠设计需求为牵引,提出一种基于系统理论事故模型与过程(STAMP)的系统级潜在故障识别与分析方法,在总体设计早期即提出对卫星平台各分系统的可靠性设计需求。以某地球同步轨道(GEO)通信卫星为例介绍该方法,通过构建系统控制逻辑架构自上至下地分析潜在的不安全控制过程,通过检查控制与反馈回路的各环节确定故障发生场景,提出对控制过程的约束条件以消除或降低故障发生的可能,最终形成有针对性的分系统可靠性设计需求。

关键词：系统理论事故模型与过程通信卫星故障分析可靠性安全性

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同位素热光伏电源热设计及优化研究

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中国空间科学技术(中英文) 2024年第6期44卷 81-87页

作者：苏生王旭戴承浩邱家稳田岱马彬韩承志北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间热控技术北京市重点实验室北京100094 中国核动力研究设计院成都610041 中国空间技术研究院北京100094

为控制同位素热光伏电源的热源温度,提高热电转换效率,提出了基于气凝胶离散间隔高温多层的高温热控方法,并建立了相应的热模型。对不同热源功率工况进行仿真,热源温度的计算值与试验结果吻合良好,验证了模型的准确性和适用性。利用模... 详细信息

为控制同位素热光伏电源的热源温度,提高热电转换效率,提出了基于气凝胶离散间隔高温多层的高温热控方法,并建立了相应的热模型。对不同热源功率工况进行仿真,热源温度的计算值与试验结果吻合良好,验证了模型的准确性和适用性。利用模型分析了同位素热光伏电源热性能,结果表明:针对该构型电源,当发射器发射率为0.145、反射屏发射率为0.162时,热源温度为1078℃;热源温度随发射器发射率和反射屏发射率的下降均呈单调升高趋势;高温多层单元数小于20时,增加单元数可显著提升多层隔热性能。研究结果为同位素热光伏电源热设计和优化提供了依据。

关键词：同位素热光伏离散间隔多层发射器发射率反射屏发射率单元数

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陆地生态系统碳监测卫星自主任务规划研究

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航天器工程 2024年第2期33卷 1-8页

作者：黄缙蒋昱莫凡张莎莎姚鑫雨张新伟刘洁周剑敏刘益铭张少雄中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 北京控制工程研究所北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

低轨遥感卫星往往以全球或全国范围内的特定地物为探测目标。为提高卫星在轨运行的自主性,文章提出了一种面向地物目标属性的遥感卫星自主任务规划方法。首先外推出预报点90 min后的星下点经纬度,并根据星载地图和太阳高度角,得到预报... 详细信息

低轨遥感卫星往往以全球或全国范围内的特定地物为探测目标。为提高卫星在轨运行的自主性,文章提出了一种面向地物目标属性的遥感卫星自主任务规划方法。首先外推出预报点90 min后的星下点经纬度,并根据星载地图和太阳高度角,得到预报点的阳照/阴影、陆地/海洋、境内/境外属性。对地物目标属性信息进行平滑处理后,根据各载荷的地物目标属性,识别出各载荷的工作任务时间段,可实时实现提前约1个轨道圈的载荷自主任务规划。

关键词：自主任务规划地物目标属性星载地图太阳高度角阳照/阴影属性陆地/海洋属性境内/境外属性

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