宇航學報最新期刊目錄

智能變形飛行器決策規(guī)劃與控制研究進展————作者：張旭輝;韓衛(wèi)波;譚天宇;

摘要：智能變形飛行器能夠通過自主調整外形適應環(huán)境和任務需求的動態(tài)變化，賦予飛行器全新的飛行能力，是未來實現(xiàn)跨域高效飛行的重要途徑。在人工智能、變形機構、柔性材料等技術進步的不斷驅動下，變形飛行器將朝著決策控制智能化、任務剖面跨域化、變形多維柔性化的方向發(fā)展。智能變形飛行器在展現(xiàn)出獨特飛行特性的同時，也向決策、規(guī)劃與控制提出了一系列技術挑戰(zhàn)。結合國內外智能變形飛行器研究進展，從動力學建模、變形決策與軌跡規(guī)...

面向寬速域變體飛行的高超聲速飛行器構型設計優(yōu)化————作者：龍騰;張堯;史人赫;葉年輝;張寶收;

摘要：傳統(tǒng)固定構型乘波體飛行器難以在寬速域飛行剖面保持最佳性能。為此，開展了變體高超聲速乘波體飛行器構型設計優(yōu)化技術的研究，構建了變體飛行器構型設計優(yōu)化框架。提出了考慮邊緣變形的變體乘波體構型類函數(shù)/形函數(shù)變換（CST）參數(shù)化方法；根據(jù)兼顧氣動力、熱、射程的變體收益評估模型，采用基于Kriging代理模型的約束差分進化算法求解多個工況下的最優(yōu)構型。對比基準固定構型，以最優(yōu)構型變體飛行能夠顯著改善飛行器寬...

翼-發(fā)功能重構型跨域飛行器氣動布局研究————作者：周肖鵬;陳海昕;

摘要：為解決跨域飛行器氣動外形及推進系統(tǒng)在高速與低速區(qū)間難以協(xié)調的設計矛盾，清華大學提出“翼-發(fā)功能重構型”跨域飛行器設計方案，得到3種可滿足高速與低速要求的跨域飛行器氣動布局形式，可實現(xiàn)自低速構型，通過飛行中的機翼重構型，實現(xiàn)高速構型的氣動與推進功能。以機翼單折疊方案為例，介紹了“翼-發(fā)功能重構型”跨域飛行器的設計流程，并對示例方案開展性能收益分析。結果表明，翼-發(fā)功能重構型跨域飛行器氣動布局可同時滿...

空天飛行器仿生頭錐多級形函數(shù)與變體性能及收益研究————作者：孟軍輝;羅劍橋;馬諾;

摘要：面向空天飛行器大空域、寬速域飛行的功能需求，探索了仿蜜蜂分級偏轉變體頭錐對于改善飛行性能的可行性。針對頭錐分級偏轉過程中復雜外形難以準確描述的問題，提出了一種基于中性軸映射的多級壁面形函數(shù)，進而結合動網(wǎng)格技術，數(shù)值研究了典型工況下頭錐變體的定常和非定常氣動特性，并在此基礎上完成了頭錐變體性能及收益的綜合評估。結果表明，所提出的多級壁面形函數(shù)能夠準確描述頭錐變體過程中的形態(tài)變化。頭錐變體可在高超聲速...

基于高階浸入邊界法的變構型非定常氣動仿真方法研究————作者：陳海鵬;顧祥玉;王鑫蔚;秦劍;吳杰;

摘要：在航空航天領域，變構型飛行器可在大范圍速域和空域中均保持良好的氣動特性。在跨域飛行任務中，變構型是突破固定構型飛行器性能邊界的有效途徑，具有良好的應用前景。然而，在飛行器變形過程中，由物面邊界動態(tài)變化引起的非定常氣動特性給仿真帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。將浸入邊界法（IBM）與高階通量重構方法相結合，發(fā)展了一種適用于變構型飛行器變形過程的非定常氣動仿真方法，大幅降低了模擬物面邊界運動的動態(tài)計算網(wǎng)格生成難度，同...

一種高超聲速飛行器的縱向變形與飛行最優(yōu)協(xié)調控制方法————作者：陳宇騰;常晶;陳為勝;李小平;包為民;

摘要：針對高超聲速變形飛行器的變形與飛行一體化控制系統(tǒng)設計問題，提出了一種將變形率作為其關鍵動態(tài)參數(shù)的縱向最優(yōu)協(xié)調控制方法。首先，建立后掠角可變化的高超聲速飛行器的動力學模型，并推導了具有嚴格反饋形式的變形飛行一體化控制模型。其次，利用自適應動態(tài)面控制生成基礎控制，采用自適應動態(tài)規(guī)劃（ADP）為補償優(yōu)化控制，形成變形與飛行一體化最優(yōu)協(xié)調控制方法，并基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了權值誤差的一致最終有界和閉...

跨域變構飛行器自學習模型預測姿態(tài)控制方法————作者：賈正宇;張冉;李惠峰;

摘要：跨域變構飛行器可以根據(jù)任務環(huán)境自主改變氣動外形，以最佳的氣動性能完成跨空域、跨速域飛行任務。針對跨域變構滑翔段的動力學模型大范圍變化，以及變構過程引起的氣動擾動非線性不確定性的問題，提出了一種自學習模型預測姿態(tài)控制方法。在隨機干擾和構型下，依據(jù)系統(tǒng)自身的模型與數(shù)據(jù)進行控制參數(shù)的學習，提高控制系統(tǒng)的魯棒性。該方法在參數(shù)化模型預測控制問題的基礎上，將模型偏差和構型作為隨機變量，通過參數(shù)學習降低隨機最優(yōu)...

高速飛行器變形艙體及其隨動力熱加載方法————作者：劉華良;肖洪;楊廣;郭宏偉;劉榮強;

摘要：針對高速飛行器的變形需求，提出一種新型飛行器變形艙體形式，并設計一種多維變形機構與預緊堆疊蒙皮結構實現(xiàn)艙體多維變形。多維變形機構由多組單自由度雙滑塊六桿變形機構與6-UPS并聯(lián)分布式驅動機構組成。針對變形艙體的試驗驗證，提出了變形艙體隨動力熱加載方法，此方法能夠實現(xiàn)靜態(tài)加載、時變力隨動加載和恒定力隨動加載。推導了隨動加載系統(tǒng)理論模型，并基于理論與仿真分析，驗證了隨動加載力分析的正確性。開展了變形艙...

面向混合單元動網(wǎng)格計算的雅可比彈簧法————作者：楊帆;楊夢瑤;江中正;陳麗華;李旭東;陳偉芳;

摘要：作為最常用的動網(wǎng)格變形方法之一，彈簧法被廣泛應用于變體飛行器的變形、氣動彈性、多體分離等非定常工程問題的計算。常用的彈簧法剛度系數(shù)由線彈簧剛度和扭轉彈簧剛度線性疊加組成，但當網(wǎng)格幾何尺寸較小時，扭轉彈簧剛度遠小于線彈簧剛度，導致計算時會忽略扭轉彈簧剛度對網(wǎng)格變形能力的影響。此外，扭轉彈簧剛度公式包含網(wǎng)格面三角形頂角參數(shù)，只適用于三角形網(wǎng)格面，無法適用于包含四邊形網(wǎng)格面的混合網(wǎng)格變形計算。為了兼顧動...

內向同構二次分層內凹六邊形超材料力學特性建模與分析————作者：楊慧;楊彥飛;王巖;劉瀚孺;劉榮強;

摘要：針對負泊松比超材料的剛度和強度低、胞元混合方式復雜等問題，提出了一種基于內凹六邊形胞元的內向同構二次分層內凹六邊形超材料胞元。首先基于鐵木辛柯梁模型和卡式第二定理對超材料胞元的彈性參數(shù)進行理論建模，并采用Beam 188單元建立有限元模型進行靜力學分析；同時采用3D打印技術研制胞元拉伸樣件進行拉伸實驗，驗證了理論和仿真模型的準確性。最后對內向同構二次分層內凹六邊形超材料胞元進行參數(shù)研究，并與內凹六...

小天體著陸任務規(guī)劃修復的弧一致時間約束松弛推理方法————作者：徐瑞;李世震;李朝玉;王棒;朱圣英;梁子璇;

摘要：任務規(guī)劃修復是探測器著陸過程中自主應對不確知小天體環(huán)境的關鍵，而小天體著陸任務時間約束復雜且耦合，時間約束推理的速度直接影響到規(guī)劃修復的效率。針對小天體著陸任務規(guī)劃修復中的時間約束松弛推理慢問題，提出變量值域支持列表以保存變量間的影響關系，進而提出減量式弧一致時間約束松弛推理方法，減小約束松弛的推理范圍，快速求解時間網(wǎng)絡中變量的擴展值域，實現(xiàn)規(guī)劃修復中時間約束松弛的高效推理。最后，以小天體著陸任務...

低軌空間目標無控再入的自適應壽命預報方法————作者：陳順毅;楊震;王華;羅亞中;

摘要：為提高軌道壽命預報的速度及精度，滿足太空態(tài)勢感知任務中的應用需求，提出了一種低軌空間目標無控再入的自適應壽命預報方法。首先，建立了面向軌道壽命快速預報的半解析動力學模型。其次，提出了一種結合滑動窗口和多項式近似清理策略的初始彈道系數(shù)反演方案，以降低初始參數(shù)不確定性對預報精度的影響。然后，通過數(shù)值平均的方法計算預報模型中存留的定積分項，并提出了一種基于軌道高度分區(qū)的自適應求解算法實現(xiàn)軌道壽命的快速預...

地月平動點小推力多目標交會任務設計與分析————作者：宋亮俊;杜崇瑞;王亞敏;岳曉奎;代洪華;

摘要：針對未來地月空間中平動點周期軌道上的多航天器在軌服務需求，首次探討了平動點附近的小推力多目標交會問題。首先，建立了多目標交會的混合整數(shù)規(guī)劃模型。其次，給出了周期軌道上小推力航天器交會軌跡的求解流程，并提出了一種基于截斷策略的平動點交會軌跡數(shù)據(jù)庫生成方法；在該方法的基礎上，結合改進蟻群算法（ACO）和遺傳算法（GA）分兩階段優(yōu)化，獲得最優(yōu)的交會序列和交會時間。最后，將上述方法應用于對稱南北Halo軌...

基于臨界轉速避開率的渦輪泵轉子系統(tǒng)可靠性快速評估————作者：王玨;竇唯;姜緒強;金志磊;

摘要：渦輪泵轉子系統(tǒng)中的浮動環(huán)密封，非連續(xù)轉子結構等部件的力學特性計算復雜度較大，不利于轉子系統(tǒng)可靠度的快速評估。提出將轉子轉速、浮動環(huán)密封長度和間隙、浮動環(huán)密封壓差、預旋系數(shù)以及軸系不同位置處的擰緊力矩等參數(shù)作為Kriging模型的輸入變量，經(jīng)過訓練得到浮動環(huán)密封動力學系數(shù)及軸系等效彈性模量的概率分布及轉子系統(tǒng)代理模型，并基于應力-強度干涉理論建立考慮臨界轉速避開率的可靠度計算方法，實現(xiàn)復雜非線性轉子...

一種基于對手建模的多飛行器協(xié)同攔截策略————作者：惠耀洛;許波;李秀敏;孫均政;

摘要：提出一種基于對手建模的多飛行器協(xié)同攔截策略。首先，針對滑翔飛行器機動方式不確定、軌跡預測難度大的問題，采用貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡進行對手建模，基于目標探測時序信息預估滑翔飛行器剩余飛行時間、末段機動高度、對抗成功率等。然后，建立多飛行器協(xié)同對抗仿真環(huán)境，設計基于模糊邏輯的攔截任務分配策略，采用多智能體近端策略優(yōu)化（MAPPO）算法設計協(xié)同攔截制導律，并在多場景訓練環(huán)境中進行元學習訓練，進一步提高算法網(wǎng)絡的...

基于多染色體編碼遺傳算法的多星成像與數(shù)傳耦合規(guī)劃方法————作者：劉佳;秦嘉豪;李瀛搏;姚遠;徐明;

摘要：針對對地觀測衛(wèi)星集群的大范圍成像與數(shù)據(jù)下傳耦合規(guī)劃，提出了一種融合結構體編碼與多層編碼的多染色體遺傳算法，實現(xiàn)了在復雜約束條件下對多個目標的同時優(yōu)化。算法建立了成像與數(shù)傳任務的約束滿足模型，優(yōu)化了衛(wèi)星的拼幅成像與數(shù)據(jù)傳輸方案，考慮了衛(wèi)星姿態(tài)機動能力與多個區(qū)域的全覆蓋需求。此外，采用多層編碼方式，有效解決了成像與數(shù)傳任務解空間映射關系。基于遺傳算法的全局搜索機制顯著提高了任務規(guī)劃的效率。試驗驗證表明...

太空探索技術公司運載火箭機構技術發(fā)展路線分析及啟示————作者：張毅博;吳會強;張宏劍;于兵;王辰;樂晨;

摘要：近年來，重復使用運載火箭的高速化發(fā)展和航天運輸?shù)纳虡I(yè)化趨勢對運載火箭機構技術的發(fā)展提出了迫切需求。美國太空探索技術（SpaceX）公司的機構技術經(jīng)歷了“獵鷹”系列運載火箭和超重-星艦運輸系統(tǒng)的演進與驗證，已獲得了具有重要價值的實證結果。通過剖析SpaceX公司運載火箭機構技術的演化歷程、發(fā)展路線及未來方向，揭示運載火箭重復使用需求下機構技術發(fā)展的關鍵要素。面向中國運載火箭復用化、商業(yè)化的發(fā)展，提出...

寬速域變體雙翼飛行器氣動布局設計研究————作者：戴今釗;陳海昕;

摘要：寬速域飛行器速度快、部署靈活，具有重要應用價值。然而，寬速域飛行器的飛行包線顯著寬于傳統(tǒng)飛行器，不同設計點的氣動外形設計要求相互矛盾，對氣動布局設計提出了很大挑戰(zhàn)。針對此類飛行器的設計需求，提出一種“寬速域變體雙翼飛行器”氣動布局形式。此類飛行器由升力體機體、動翼、端板、連桿構成，可在低阻雙翼、展開單翼、折疊單翼3種構型間切換。其中，低阻雙翼構型在高速飛行狀態(tài)下具有低波阻、高升阻比特性；展開單翼構...

基于領導跟隨一致性的衛(wèi)星網(wǎng)絡時頻同步方法————作者：瞿智;王剛;王天云;魏俊宇;孔祥龍;

摘要：為解決分布式衛(wèi)星網(wǎng)絡可溯源、高精度時鐘同步問題，提出了基于領導跟隨一致性的衛(wèi)星網(wǎng)絡時頻同步方法。首先基于領導跟隨一致性理論設計了衛(wèi)星網(wǎng)絡時頻同步框架，構建了衛(wèi)星網(wǎng)絡時鐘模型和領導跟隨一致性時鐘同步模型，然后利用星間/星地相對頻率測量值和時差測量值，設計了基于領導跟隨一致性的頻率同步和時間同步控制方法，最后構建了系統(tǒng)Lyapunov函數(shù)，證明了衛(wèi)星網(wǎng)絡時鐘領導跟隨一致性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明...

征稿簡則

摘要：<正>《宇航學報》（Journal of Astronautics）是由中國科協(xié)主管、中國宇航學會主辦的航天科技領域影響面最廣泛的綜合性中文學術期刊，創(chuàng)刊于1980年。學報關注航空宇航學科前瞻性研究、理論基礎研究和工程實踐運用，及時反映最新科技成果，促進國內外學術交流。學報目前被EI、Scopus、北大中文核心、中國科技核心等數(shù)據(jù)庫收錄，多次獲得“百種中國杰出學術期刊”等榮譽稱號，是我國航天科技人...

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