新型测发控系统方舱结构研究设计

移动测发控系统是实现航天装备快速进入空间需求的首要条件。针对我国现役运载火箭测发控周期较长、地面测试设备复杂、缺乏移动发射能力,在新一代快速发射运载火箭的研发中通过采用“设备集成、线缆集中铺设、人机工程优化、方舱结构为平台”等多项技术,研发出了新型移动快速测发控系统,实现了新一代运载火箭(≤一周左右)快速简易测发的目标。     

方舱电磁兼容技术研究与应用

方舱在集成测发控系统时对环境与分系统之间电磁兼容提出了新的要求,这包含有：环境测发控场地对于系统之间、分系统之间、分系统对系统之间的影响因素。而其中环境测发控的场地对于系统的电磁兼容影响较大,这涉及场地众多设备：有推进剂加注系统、测量系统、动力系统、指挥监视系统、安全控制系统设备等等,为此当在系统集成设计阶段就必须进行深入研究与防范,把超越系统的电磁兼容影响做深入研究分析,采取应用多种电磁兼容相关技术与手段,对主要影响进行有效抑制与降低,使得方舱结构在集成测发控系统时电磁兼容始终处于有效的抑制与控制。解决了方舱结构系统集成的测发控系统带来电磁兼容问题,为新型运载火箭提供了方舱结构测发控系统。该项技术在长征六号运载火箭首飞过程中得到了成功应用。     

集成智能化测试系统技术研究应用

运载火箭集成一体化测试发射控制是实现快速发射的重要条件,是未来运载火箭在技术上发展的主要方向。对于目前运载火箭测发周期较长、地面测试环节复杂、设备体形庞大、单体数量众多、结构上集成低等问题,本文研究了运载火箭集成一体化测发控系统在实现快速测发上的应用,从集成、移动操控与环境适应性方面提出了具体技术途径。高速数字总线和BIT箭地一体化综合测试、智能实时判读等技术应用,为实现快速发射创造条件,指出了今后运载火箭快速测试发射技术发展方向。     

长征六号运载火箭动力测发控系统仿真测试平台的设计

针对长征六号运载火箭动力测发控系统射前仿真测试需求,结合短周期快速发射及方舱操作的特点,设计了一种仿真测试平台;该测试平台使用电气信号模拟动力配气台阀门、压力传感器及箭体连接器硬件接口信号,形成硬件接口层;采用软件模拟配气台工作原理,仿真箭体连接器通断,并模拟基地加注间通讯系统与动力测发控系统进行信息交互,形成软件模型层;硬件接口层与软件模型层之间通过RS422总线和PC104总线连接,实现仿真测试平台的模块化和组合化设计;该仿真测试平台为长征六号运载火箭动力测发控系统提供了闭环测试环境;实际情况表明,该仿真测试平台可覆盖动力测发控系统的全部工作状态,满足短周期快速发射的测试需求,提高了动力测发控系统仿真测试的效率。     

适用于新型运载火箭的快速测试发射技术研究

运载火箭测试发射系统对数据处理能力、数据通信能力的要求越来越高,提高发射效率、缩短测试时间、优化测试流程是航天发射任务长期的需求。为了适应新型运载火箭快速测试发射的需求,提高我国地面测试发射系统整体水平,在借鉴和继承国内外成熟型号地面测试发控系统优秀设计思想的基础上,概要介绍了新型运载火箭测发控网络的特点,提出了一种适用于新型运载火箭地面测试发射系统框架和快速测试发射工艺流程, 给出了最少发射条件的建议,为新型运载火箭机动快速发射测试方法和测试流程的制定提供了参考依据。     

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求。通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能。设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输。利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互。在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性。通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试。 并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。     

基于dsPIC的4～20mA两线制恒流源的设计

我国新一代运载火箭动力测发控系统等效器中,需采用数十路4~20mA电流源模拟配气台压力变送器信号,对设备输出精度、集成度、可靠性等指标提出较高要求。文章提出一种基于dsPIC数字信号控制器控制18路PWM输出、低通滤波实现D/A转换、最终实现了两线制4～20mA电流输出的方法,并对该设计的理论基础及软硬件实现进行分析。该方案具备技术先进、输出精度高、可靠性好、高度集成化、外围电路少、软件控制简捷等优点,由于具有上述优点,在技术上已经处于国内领先状态,现在经过在我国新一代运载火箭长征六号动力测发控系统等效器中得到了成功应用。     

航天通用测发控软件平台设计与应用

随着我国航天器频繁发射的常态化,对航天测发控软件技术的要求也逐渐提高,主要表现在提高软件通用性、自动化程度和数据处理能力三个方面。本文在分析测发控业务需求的基础上,提出了测发控信息全过程可配置、测试数据通用化处理、测试实时判读和试验数据快速后处理的方法,构建了航天通用测发控软件平台,实现了测发控软件的型号通用化,降低了软件研制成本,减少了现场测试人员和现场测试时间,提高了飞行器测发控效率。     

测发控软件组态开发平台的设计与应用

为了适应并满足快速构建运载火箭测发控软件的业务需求,提出一种以实时内存数据库为核心,多个软件构件为基础的组态式软件开发平台。为设计人员提供了统一的开发接口和应用模式,可根据具体需求选择不同的构件和模块进行组态配置和定制式开发。目前在该平台基础上开发的数十项测发控软件已经成功应用在多个运载火箭型号之中,证明其灵活的结构设计和高复用构件能够很好地满足需求的快速响应,极大提高了测发控软件的实时数据服务与应用水平。     

基于国产网络设备的火箭地面测发控网络平台设计

高可靠的测试网络作为运载火箭远距离测发控的基础平台,是实现运载火箭地面远距离测试发控的重要技术保障。通过对运载火箭地面测发控网络架构深入研究,采用国产商用网络设备搭建原型平台、开展原理性验证试验,经过反复试验,不断改进技术方案,解决了冗余热备网络协议选用、冗余故障切换、故障切换实时性、网络可靠性等技术难题,提出了基于国产化设备的网络架构设计方案。对网络架构的工作原理、可靠性、实时性、安全性进行了详细分析。建立的国产化高可靠网络架构,不仅能够应对复杂的火箭测试现场,使网络平台具有更好的可靠性、实时性、扩展性和灵活性,更进一步提高了网络的安全性。设计的国产化网络平台架构可用于运载火箭地面测发控网络使用。     

60 mm口径电磁感应线圈炮的实验研究

 介绍了一种电磁感应线圈发射装置，把直径为60 mm、1 kg重的抛体加速到60 m/s的速度。对电磁感应线圈炮的作用原理和系统性能进行了分析，给出了该系统的结构及测试控制系统，并对实验结果和理论预估作了对比和讨论。     

电子离散发射模型的基础理论

 通过建立电子的离散发射模型并解析求解泊松方程,研究了两平行板电容器之间电子发散注入时电势的分布情况。结果表明：电子注的进入对无电子时两平板之间的电势产生了周期性和非周期性扰动,周期性扰动的平均效果为零,所以电子注产生的扰动主要由非周期性扰动体现。当电子的入射角度在0°～90°时,扰动出现了4个尖峰,除此之外电子注入对电势的扰动基本上为零,这从理论上解释了MICHELL的九粒子发射模型。     

一种测量弹丸膛内攻角变化的激光高速摄影系统

弹丸在膛内的攻角变化及其影响因素是发射动力学研究的重要内容,而测量弹丸膛内攻角变化则是实现此项研究的前提,并见过不少这方面的报导。本文介绍一种采用激光源及高速摄影机的测量系统。此系统的特点是:(1)能同时测量弹丸的攻角,转速及炮管的振动等参量随时间的变化规律。(2)可以实现白天拍照。(3)光路系统不用抛物面镜,使成本大大降低。调整并配置摄影光学系统,从而充分利用底片来记录所需的信息。经过射击实验,已获得了弹丸的膛内攻角曲线,证明该系统是可行的。     

关于水火箭水平射程的实验探究

介绍了自制水火箭及其发射装置的制作过程,探究了影响水火箭的水平射程的因素.在猜想假设、实验探究的基础上得出结论.     

运载火箭多学科概念设计软件构建技术研究

为了满足新型运载火箭“通用化、组合化、系列化”的设计要求,同时朝着降本增效的方向发展,需要研究多专业一体化设计方法。通过梳理概念设计时总体、气动、弹道、姿控各专业的工程算法,结合MDO理论与层次式模型管理的软件架构方法,提出了面向运载火箭概念设计的多学科集成优化软件构建技术,包括专业模型、CAD模型、仿真模型、优化模型、迭代模型等在内的8类软件模型的定义与有效管理,并形成专业计算与分析软件。此软件可实现火箭芯级、助推器、稳定翼面等总体外形的参数化设计,三维图像的展示与编辑,基于部件组合法的气动工程计算与性能分析,质量特性计算,动力系统选型及弹道计算与分析,优化设计等功能。通过此软件构建技术的研究与功能实现,为运载火箭概念设计过程的多学科集成优化设计提供了工具支撑。     

激光驱动飞片超高速发射技术实验研究

 介绍了影响激光驱动超高速发射技术的各种因素。分析了激光能量、激光光束空间分布对飞片发射速度及完整性的影响和飞片靶镀膜工艺对飞片速度及完整性的影响。结果表明：空间分布为“平顶型”的激光束有利于发射出完整的飞片。在膜与基底之间增加过渡层Cr可以大大提高膜与基底之间的附着力,从而提高飞片的发射速度。实验上利用波长1 064 nm、脉宽10 ns、能量835 mJ的激光使厚度5 μm、直径1 mm的铝飞片的发射速度达到10.4 km/s。大大提升了对微米级空间碎片速度的发射能力。     

俄罗斯洲际弹道导弹及试射近况浅析

导弹试射及飞行试验是其研制、定型和服役过程中的重要环节,对于导弹武器系统的技术性能指标和作战使用性能考核、保障装备和新技术适应性验证、批生产质量可靠性检验、产品延寿、部队战斗力检验以及国家核威慑力展示等方面均具有重大意义。基于对国内外公开文献报道的系统梳理,较全面介绍了俄罗斯现役陆基洲际弹道导弹和潜射弹道导弹的发展历程及性能指标,浅析了其2010年以来的洲际弹道导弹试射近况,文献综述至2016年1月。     

基于SOPC技术的发射装置联调检测设备设计

为解决发射装置脱机状态下的综合检测问题,构建了基于片上可编程系统(SOPC)的发射装置联调检测设备。方案采用NiosⅡ软核处理器嵌入技术,并将处理器和外设接口控制逻辑集成在一块FPGA芯片中。FPGA内部程序模块设计使用VHDL语言描述,可重构性强,升级容易,移植性好。设备功能和性能达到设计要求,已在工厂装备修理中得到应用检验。     

一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型

针对现有的运载器控制系统模型不便于进行运载器控制系统测试需求分析的问题,综合运载器控制系统理论模型和实际的运载器控制系统,提出了一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型;验证结果表明,通过工程化模型得出的测试需求和目前实际产品的同层次测试项目基本是一致,改进模型是可用的、有效的。