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期刊简介
中文名称：空天技术
英文名称：Aerospace Technology
出版周期：双月刊
语种：汉语
主管：中国航天科工集团有限公司（CASIC）
主办：北京海鹰科技情报研究所
主编：刘海丰
ISSN:2097-0714
CN:10-1780/TJ
基于代理模型的舱体力热耦合响应瞬态重构
闫月晖;秦玉灵;付梦思;刘吟昕;陈帅龙;余传运;陈强;为实现高速飞行器承载结构在力热耦合载荷下全场响应的快速求解与精确预测，利用基于多维降阶与深度学习的代理模型技术，提出一种新型的舱体力热耦合响应瞬态重构方法。采用了顺序耦合方法降低力热耦合工况下的计算复杂度；采用了载荷-空间-时间三维降阶技术完成全局瞬态响应场的基模态特征分解，截断选取包含绝大部分样本特征的基模态以线性拟合所有样本；通过深度学习方法搭建了代理模型，从而建立起决定力热载荷输入参数与拟合系数之间的映射关系，实现对结构全局瞬态响应场的快速预测。针对三维舱体承载结构开展的验证表明：该方法能较精确地预示力热耦合载荷下高速飞行器承载结构全局瞬态的应力场与位移场，其中Mises应力场平均绝对误差为0.25 MPa，位移场平均绝对误差为0.0144 mm，且单工况响应重构耗时可控制在0.6 s以内，远低于传统数值计算方法，对后续舱段结构综合强度实时评估及其在轨数字孪生体的构建具有重要意义。
高速飞行器约束空间下开裂舵展开机构设计与动力学分析
李国旺;金亮;开裂式舵面采用不同偏转策略可发挥不同功能，因而被广泛应用在飞行器上。针对高速飞行器舱内结构布局紧凑、运动空间受限导致的开裂舵应用难题，提出了一种基于扇形轮+滑动副的开裂舵展开机构。通过开展扇形轮运动过程受力分析，证明了不自锁条件下开裂舵对称展开的可行性。采用ADAMS中的碰撞模型对扇形轮展开过程进行多体动力学仿真，分析了舵机推力与滑槽销挤压力随展开过程的变化情况。仿真分析与理论计算结果基本一致，证明了碰撞模型参数设置的合理性与展开机构运动逻辑的可行性。上述方案可以为约束空间下类似机构设计提供参考，仿真参数设置也可以为其他动力学仿真分析提供依据。
基于自适应滑模的宽速域飞行器一体化控制律设计
赵冲;吴岸平;王南天;郭辉辉;为满足高超声速飞行器对宽速域飞行的需求，针对飞行器在Ma=3～8飞行时气动参数非线性变化及其衍生问题，协同设计不同飞行阶段的控制系统，提出了一种基于自适应滑模方法的制导控制一体化策略。基于飞行器状态空间模型，分析了不同马赫数下的控制系统特征及长、短周期模态差异性；为优化长周期低频稳定性与短周期高频敏捷性的控制系统需求冲突，采用了制导控制一体化策略协同处理各物理约束。结合绕质心动力学方程，解算了姿态角速率与加速度的耦合关系，在轨迹坐标系下建立一体化模型。基于滑模控制方法，设计了双曲正切饱和函数平滑过渡滑模边界层，抑制滑模控制中的抖振现象；通过切换增益项应对不同速域气动参数的非线性变化，设计了指数趋近律控制收敛速度，将模型中不确定项利用自适应律补偿。通过仿真验证了所提方法的有效性、稳定性，结果表明：所提一体化控制律适用于不同马赫数下的纵向、横纵耦合控制，能够实现控制增益自适应调整，且最终所有变量均处于稳定状态，相对于制导控制分离设计方法波动更小、控制更平滑。
基于双层优化策略的多飞行器协同截获决策方法
刘友新;郭杰;王浩凝;李沛璘;唐胜景;针对远程防御任务中目标指示精度有限条件下多飞行器中末交班时刻目标协同截获问题，提出了一种基于双层优化策略的协同截获编队构型快速决策方法。通过分析卫星探测特性，建立了基于最小二乘法的目标指示区域数学模型。根据飞行器导引头探测特性，建立了多飞行器探测搜索数学模型，同时，构建了简化的编队构型优化决策场景。设计了基于Voronoi分割优化的区域覆盖算法，实现了对编队构型的初步优化，进一步设计了考虑优化时间的自适应粒子群优化算法，实现了对目标指示区域的协同截获决策。仿真结果表明，针对所建立的目标指示区域数学模型和飞行器探测搜索数学模型，所提双层优化策略可以有效解决多飞行器协同截获编队构型决策问题，具备良好的决策能力和快速响应能力。
基于多模型滤波的拦截器制导律在线辨识方法
李环宇;郭杨;王少博;张仕源;王晋;针对突防器面临对方拦截器拦截时，其制导律未知的问题，提出了一种基于多模型滤波的拦截器制导律辨识方法。在小角度假设下建立了线性时变制导系统，基于最优控制原理设计了考虑零控脱靶量最大化的最优突防方法；针对对方拦截器可能采用的制导策略，设计了拦截器典型制导律模型集；基于多模型滤波方法计算了各模型制导概率，从而辨识出对方拦截器采用的制导律。仿真结果表明，在视线角速率最大化的目标函数下，设计的突防最优制导方法满足加速度约束条件。在模型集已知的情况下，拦截器的制导律可以被快速准确地识别。
动态博弈环境下飞行器智能规避决策方法研究
于海然;张秀云;刘达;宗群;李智禹;张睿隆;针对高动态博弈环境下飞行器规避多拦截者的智能决策问题，本文提出了一种基于深度强化学习的在线决策优化方法。首先，构建基于飞行器三自由度数学模型的动态对抗规避场景，考虑飞行器动压、过载等多约束条件，建立兼顾拦截规避与确保靠近目标点的双重目标函数，并设计最大熵强化学习算法实现离线决策策略训练；其次，考虑离线训练与在线飞行场景之间存在差异（如拦截策略或位置等发生变化），进一步设计元学习在线更新算法，基于传感器获得的小样本数据，提取新任务中的关键信息并实现参数快速在线调整，以保证在线环境下的成功规避；最后，基于Unity3D搭建虚拟仿真验证平台，对所提出的飞行器智能规避方法完成了仿真验证及三维视景演示，实验结果验证了该方法的有效性。
基于知识蒸馏的轻量化跨域非合作航天器位姿估计网络
闫瑜晓;李延艳;陈飞宇;车学科;周思引;针对非合作航天器位姿估计模型在星载硬件部署中面临的域差距、参数规模大、计算成本高的问题，提出一种基于知识蒸馏的轻量化改进方法。通过添加ECA通道注意力机制、优化损失函数、设计特征损失和任务损失的双重蒸馏，从大规模模型SPNv2中进行多维度知识迁移。研究面向跨域非合作航天器位姿估计的轻量化需求，基于SPEED+公开数据集开展对比实验。结果表明，本方法在复杂背景下的目标检测精度保持原模型81.6%的同时，参数量减少了35%，计算量降低了40.1%，更符合航天器嵌入式系统的实时性部署要求，为星载实时位姿估计提供了可行方案。
基于多参数估计的再入滑翔飞行器智能轨迹预测算法
周池军;刘一辰;张锦林;邵雷;贺杨超;李庆良;针对传统基于参数估计的轨迹预测方法存在的误差累积和预测稳定性不足等问题，本文提出一种基于多参数估计的再入滑翔飞行器智能轨迹预测算法。该方法对气动加速度、气动参数、控制参数和机动参数进行分析建模，以轨迹最小平均绝对误差为优化准则，通过构建随机盒子融合遗传算法（Genetic Algorithm – Random Box Aggregation，GA-RBA）框架实现函数拟合理论与智能优化算法的深度融合；创新性地引入滑动时间预测机制，通过跟踪窗口与预测窗口的动态更新阻断误差传播链路，自适应选取最优函数组合对运动模型中的关键参数变化规律进行拟合，并通过数值积分生成高精度预测轨迹。研究结果表明，该方法在中长期轨迹预测条件下仍然可以保持较高的预测精度，克服了基于单一参数与单一基准函数预测稳定性不足的缺陷，突破了函数重复选择导致的时效性瓶颈，为再入滑翔飞行器轨迹的高精度快速预测提供了新的理论支撑。
基于线性插值的变体空天飞行器纵向飞行控制研究
丁丙甲;张浩宸;耿思茂;温嘉伟;陈柏屹;针对飞行过程中构型变形引发的气动特性非线性变化引起的提出控制问题，本文提出变形量引入气动参数建模并使用线性插值和最优控制方法结合的方法。本文以变构型飞行器Horus 为研究对象，首先，引入变形量对变体飞行器进行气动建模。其次，建立了融合关键气动变形特征的纵向三自由度动力学模型，并获取纵向气动参数与变形量之间的非线性函数关系。在此基础上，设计了线性二次型调节器（LQR）控制律，分别针对 0°与 30°构型构建控制矩阵，并提出基于线性插值的时变控制策略，实现了变形过程中的平滑控制过渡，保证系统在全变形区间内的稳定性和动态一致性。结果表明：线性插值LQR控制策略在飞行器变形引起的气动参数时变过程中展现出优越的控制性能。该方法不仅保证了纵向五个状态量的动态稳定性和收敛性，而且有效克服了单一固定控制器在时变环境下的局限性。
基于能量爬升的空天飞行器两级入轨分离点优化研究
赖剑奇;胡星志;赵本东;牛会鹏;陈柏屹;面向未来空天高效往返的任务需求，本文针对两级入轨空天飞行器起飞质量优化的问题，基于运载级-任务级总体参数开展了两级分离任务点对起飞质量影响的规律研究。首先，介绍了两级入轨空天飞行器的初步方案，给出了质量与推进系统建模方法。其次，以能量高度爬升方法为基础，推导了分离任务执行阶段所需要的燃料质量比，构建了总体参数相关的参数化分析模型。之后，综合两级入轨总体参数及能量分析方法，以任务级入轨条件为输入参数，以两级入轨飞行器起飞总质量最小为优化模型，优化得到了最优分离点。最后，分析了总体设计参数对于两级分离任务起飞总质量及分离条件的灵敏度关系。
无人机的发展现状与展望
淳于江民,张珩回顾了无人机的发展 历程,并阐述了无人机的系统结构、 分类、用途及其关键技术,就主要机 型做了简要的介绍,最后对无人机发 展中亟待解决的问题及趋势做了详细 的分析。
国外VR技术发展综述
蒋庆全虚拟现实 (VirtualReal ity ,简称VR)技术是当今世界前沿科学之一 ,具有举足轻重的作用。国外经济发达国家一直将其列为国防高科技重点发展的关键技术 ,迄今已成为研发、生产大型而复杂的武器装备及军事教育训练的重要工具。VR技术是人类智慧高度集中的具体体现 ,进入VR环境将会使人类的智慧得到更高的升华。扼要综述其在武器系统研制、生产及军事教育与训练中的应用。
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无人机路径规划算法研究综述
陈麒杰;晋玉强;韩露;目前无人机路径规划算法主要分为经典算法和智能反应算法。详细阐述了两种算法的分类,深入分析了各种算法的基本原理及存在的问题,并针对后续研究给出了发展方向与建议。
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