北斗卫星导航系统多进制LDPC编码性能评估

考虑到卫星导航系统传输距离远、落地信号功率低,导航接收机在复杂遮挡环境下可能受到干扰不能正常解调电文,导航电文设计中一般采用纠错编码获取编码增益来提升恶劣环境下的解调性能。随着技术水平的提高,各大系统在现代化升级过程中越来越多地采用性能更优的纠错编码,北斗全球系统现代化信号导航电文将采用多进制LDPC编码。在研究多进制LDPC编译码原理基础上,首次对北斗采用的64进制LDPC进行了软件仿真和硬件实现,对北斗卫星导航系统多进制LDPC编译码性能和实现复杂度进行了仿真分析和试验平台测试,结果表明,多进制LDPC编码方案具有较高的编码增益,相对二进制LDPC有0.4~0.8 dB的优势,对于恶劣环境下的解调性能具有较大改善,该研究可为北斗现代化信号接收终端研发提供参考。     

月球轨道超长波天文观测微卫星在轨数据预处理方法

围绕“嫦娥4号”月球轨道超长波天文观测微卫星展开研究,针对微纳卫星对地数传资源的限制,提出一种在轨信号预处理方法：通过10通道数字下变频链路实现原始数据的变频接收,再利用多级滤波器抽取获得低采样率基带数据,下变频本振频率可调,在对地数传资源约束下保证了不同频带数据的灵活选取。以上方法实现了一种10频点超窄带梳状滤波,仿真验证表明,采样率80 MSPS基带带宽为1 kHz的情况下,此方法可在现场可编程门阵列平台上稳定运行,能保证带内平坦度和线性相位等关键技术指标, 数据量与直接下传原始数据相比,降低了3个数量级以上。     

横向效应增强型弹垂直侵彻薄靶的轴向剩余速度理论分析

为了得到横向效应增强型弹（Penetration with Enhanced Lateral Efficiency projectile, PELE）对金属薄靶垂直侵彻后的弹体轴向剩余速度,运用平面冲击波理论,对PELE的侵彻机理进行分析。参照平头弹体对靶板的侵彻模型,将PELE侵彻过程中的能量损失划分为以下几个部分：外壳体和内芯撞靶区域对应的环形塞块获得的能量、冲击波作用下弹体的内能增量以及剪切耗能等。然后根据能量守恒原理,得到PELE垂直侵彻金属薄靶后的PELE弹体轴向剩余速度的理论模型。为了验证该模型的合理性和准确性,设计相应的试验进行验证。结果表明,不同条件下得到的试验结果和理论模型得到的计算结果均吻合得较好。因此,得到的PELE垂直侵彻薄靶的轴向剩余速度理论模型可为工程应用提供指导和参考。     

采用射流掺混增强的前可调面积涵道引射器数值模拟

为了提高风扇外涵和核心机驱动风扇级外涵流体的掺混效率,提出一种采用射流掺混增强的前可调面积引射器设计方案。通过数值模拟的手段对流量特性、流动掺混和总压损失等方面进行了研究,并同基准模型进行了对比分析,结果表明：采用波瓣混合器结构的前可调面积引射器设计,显著地增加了较高出口背压工况下风扇外涵的流通能力;新的设计方案不仅没有增加低出口背压工况下的总压损失,还减小了高背压出口工况下的流动损失;流向涡的特征尺度是提高掺混效率的关键,可以进一步优化波瓣混合器几何轮廓,以满足调节机构对结构设计的要求。     

内置频率对Duffing振子微弱二进制相移键控信号盲检测影响

采用Duffing振子实现对微弱二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying, BPSK）信号的盲检测时,Duffing系统输出的周期态和混沌态转换之间存在过渡带。针对这一问题,推导出过渡带时长和Duffing系统内置频率之间的关系表达式;指出内置频率越高,过渡带时间越短;仿真实验给出时间频率响应曲线。内置频率的提高,会降低系统检测微弱信号的灵敏度。针对这一问题,推导出周期态下Duffing系统输出幅度作为因变量、内置频率作为自变量的表达式;仿真实验给出幅频响应曲线。针对微弱BPSK信号盲检测,建立变尺度方法和检测阵列相结合的基于S变换提取Duffing系统输出幅度包络的微弱BPSK信号盲检测模型,仿真实验验证了模型方法的有效性。     

凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响

针对两种凹腔布置方案,模拟马赫数6.0的来流条件,采用气化RP-3开展了一系列直连式燃烧试验。依据燃烧流场的可见光图像、燃烧室壁面静压分布和推力增益,对比分析了凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响。结果表明,凹腔布置方案和当量比对燃烧室内的火焰分布、燃料的释热特性和发动机燃烧性能有显著影响。并联凹腔的火焰与释热主要集中在凹腔附近,燃料比冲对当量比不敏感;单凹腔的火焰与释热分布更加分散,燃料比冲随当量比的增加而提高。     

飞行器层板式前缘热管防热结构等效热分析

针对高超声速飞行器前缘尖锐部件所面临的严重气动热,提出层板式前缘热管防热结构。为避免前缘热管内复杂的两相传热传质计算,对高温热管蒸汽腔的传热进行了等效导热分析,讨论了蒸汽腔的等效导热系数的计算方法,与常规高温热管试验对比验证了计算方法的准确性。对该结构热防护效果的计算表明,当飞行器在34 km高度以7Ma速度飞行时,以IN718为管壁材料、Na为工质的层板式热管对头部半径为15 mm的前缘结构具有良好的热防护效果。     

高精度有限体积格式在三维曲线坐标系下的应用

为了构造在光滑区具有较高分辨率并且可以无振荡捕捉激波的高精度有限体积格式,同时降低格式在模板选择上遇到的困难,基于逐维重构方法,发展了结构网格下的高精度有限体积格式,并将这一格式推广到三维曲线坐标系下,从而可以适应相对复杂外形下的计算。为充分验证格式的有效性,选取一系列典型算例进行计算:在等熵涡输运和二维喷管流动中验证了格式的精度可以达到设计精度;在双马赫反射问题中格式也表现出良好的捕捉激波的能力。数值计算表明,上述格式在曲线网格上具有较高的数值精度和鲁棒的激波捕捉能力,适用于流体力学方程的计算。     

碳纤维/双马来酰亚胺复合材料修复性能

为了得到碳纤维/双马来酰亚胺复合材料最佳修复效果,采用碳纤维/环氧复合材料和环氧胶膜作为修复材料,对带Φ15 mm和Φ5 mm预制孔碳纤维/双马来酰亚胺复合材料进行单面贴补、双面贴补和单面阶梯挖补修复。研究了补片长度、厚度和铺层顺序对修复效果的影响,并结合修复试样的拉伸断裂模式,优化了修复参数。结果表明:补片边缘母板中存在的应力集中和厚度方向拉伸应力是导致母板断裂的关键原因;双面贴补修复试样拉伸强度能恢复到完好试样的90%以上,单面贴补和阶梯挖补修复试样拉伸强度能恢复到完好试样的80%以上。     

应用Isight的复合材料桁架结构优化设计

轻质复合材料及其结构以其优异的力学性能在航天航空飞行器上得到了广泛应用。考察玻璃纤维/环氧复合材料方形截面桁架在典型弯曲载荷工况条件下的非线性结构承载性能。采用Isight集成平台对桁架结构进行多参数优化设计,获得满足结构刚度和承载性能要求的最轻质桁架结构的几何参数,并分析最优化结构在载荷作用下的结构非线性响应行为。结果表明采用Isight平台对桁架结构进行多参数优化设计具有较高的效率和可信度。