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当期目录

    2025年, 第45卷, 第4期 刊出日期:2025-08-01 上一期   
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    冰巨星探测专题
    冰巨星探测的前沿科学问题
    王赤, 李晖, 孔大力, 王宇贤, 杨忠炜
    2025 (4):  1-11.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0053
    摘要 ( 253 )   PDF(9196KB) ( 254 )  
    对冰巨星及其卫星的探索一直是深空探测和空间科学研究的前沿热点,目前国际行星探测规划均将冰巨星探测列为重点方向。聚焦中国未来冰巨星探测任务,考察了冰巨星探测的国内外现状,梳理和归纳了冰巨星探测的七大前沿科学问题。围绕这些科学问题,通过冰巨星系统特性的对比分析,结合行星探测的发展趋势,提出了未来冰巨星探测的展望和建议,并指出海王星-海卫一探测是冰巨星探测任务的首选。未来探测的科学主题可大致分为三个方面:探索地外海洋和生命;认知柯伊伯带天体,理解太阳系演化;探索冰巨星系统,理解行星起源与演化。对冰巨星探测科学目标的论证分析,能够为中国未来深空探测任务提供科学参考。
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    冰巨星环绕探测任务分析及实施建议
    杨孟飞, 高峰, 孟文沁, 李晖, 王宇贤, 白梵露, 王彤
    2025 (4):  12-22.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0054
    摘要 ( 172 )   PDF(3639KB) ( 200 )  
    冰巨星作为最接近太阳系边缘的行星,保存了大量太阳系形成初期的原始气体,包含了原恒星云的状态条件和行星形成的位置信息,是研究太阳系和系外行星的蓝本。针对冰巨星环绕探测任务,对国外相关探测方案进行了系统调研分析,梳理了冰巨星环绕探测的主要技术难点,并结合冰巨星及其卫星系统的科学问题,提出了中国实施冰巨星环绕探测的发展建议。针对冰巨星的探测任务,其科学价值集中体现在揭示冰巨星内部结构和形成演化,研究冰巨星的奇异磁场和复杂多变的空间环境以及探寻海卫一冰下海洋及生命信号。研究发现,冰巨星环绕探测主要面临远距离能源供给、测控通信、智能自主、高精度轨道设计等技术挑战。相关研究成果可为中国后续冰巨星环绕探测任务的规划与论证提供理论支持和决策参考。
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    基于多频率磁感应响应的冰卫星冰下海洋性质反演研究
    王玉洁, 李希之, 孔大力
    2025 (4):  23-36.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0055
    摘要 ( 68 )   PDF(10834KB) ( 34 )  
    太阳系的冰卫星因可能存在冰下海洋而成为深空探测的热点目标。单一频率磁感应响应因对导电层深度的敏感性有限,同时反演时存在参数简并问题,使得冰下海洋的电导率和厚度难以被唯一确定。为此,对多频率磁感应响应在反演冰卫星冰下海洋性质方面的可行性进行了研究与探讨。以木卫二为具体研究目标,通过木星磁层模型提取木卫二位置处时变磁场的周期分量,进而对特定内部结构模型下的磁感应强度进行了仿真。基于多组仿真数据,采用多起点信赖域反射方法对海洋电导率和厚度进行了反演,并讨论了不同噪声水平、参数组合以及探测条件(如探测时机和轨道配置)对反演结果的影响。结果表明,在高信噪比条件下,多频率磁感应响应在一定的参数空间内能够有效打破参数间的简并,提供比单一频率磁感应响应更为准确的参数估计,但仍需结合其他手段进一步确定唯一的合理解。当探测条件不佳或噪声较大时,某些频率对参数的约束能力会被削弱,导致多频率磁感应响应反演结果精度的降低,因此需要根据具体任务进行针对性分析。
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    智能遥感应用专题I
    基于BRDF的多角度光谱曲线反演模型
    刘振, 孙旭, 沙建军, 孙赫, 王德港, 高连如
    2025 (4):  37-47.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0056
    摘要 ( 88 )   PDF(10118KB) ( 63 )  
    为了解决先验光谱库与实测高光谱图像采集倾角不同导致匹配探测精度较低的问题,提出了一种基于核驱动双向反射分布函数BRDF的倾斜光谱曲线反演模型。首先将光谱曲线按照波段拆分,再依据BRDF方程拟合各波段反射率与探测倾角的变化关系,建立反射率反演模型。针对特定倾角采集的高光谱图像,采用反演算法反演出相应倾角下的先验光谱,并进行匹配探测。实验中,使用自主设计组装的野外多角度光谱测量系统,采集了荒漠伪装网及其背景干枯草地的多角度光谱数据,并对其光谱特征进行了分析,同时对比了多种反演算法的性能。实验结果表明,不同地物的反射率分别以相似的趋势随探测倾角变化,拟合光谱曲线与实测光谱曲线差异较小,两者的决定系数均超过0.83,光谱夹角均小于1°。与不同倾角采集的先验光谱相比,反演模型生成的与图像采集角度一致的先验光谱在匹配探测中的AUC值有所提高。本研究丰富了多角度遥感的相关研究,并有效地将多角度遥感应用于高光谱目标探测领域。通过建立的反演模型,提高了高光谱图像匹配探测的精度,具有理论和实际意义。
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    基于空间增强自注意力网络的无监督全色锐化方法
    熊璋玺, 李伟, 杨飞, 林弘杨
    2025 (4):  48-60.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0057
    摘要 ( 52 )   PDF(17526KB) ( 21 )  
    针对全色图像与多光谱图像融合时存在空间纹理不丰富、光谱失真等问题,提出一种基于空间增强自注意力网络(Transformer)的无监督全色锐化方法。首先,设计一种多尺度特征提取模块获取全色图像与多光谱图像不同尺度下的特征信息,从而提高特征的泛化能力与模型的鲁棒性。其次,设计高频信息提取模块来提取全色图像的高频信息。获取的全色图像与多光谱图像的多尺度特征在经过简单融合后与全色图像的高频信息一同输入设计的空间增强Transformer中,设计的空间增强Transformer由自注意力机制与空间纹理增强注意力机制组成,自注意力机制可以捕获自相似性并提取长距离特征,空间纹理增强注意力机制确保只对纹理、边缘以及细节部分做增强。最后,特征经过多层空间增强Transformer融合与增强后重建得到具有高空间分辨率的多光谱图像。在PanCollection数据集里的GF-2和WV-3数据上分别进行对比实验,并使用7种质量评价指标对各方法的融合图像进行客观质量评价,提出方法的融合图像在两种数据集上的质量评价指标QNR均表现最优,分别为0.9692与0.9327。融合图像的视觉效果与质量评价指标表明提出的方法在主观视觉上和客观评价上均优于对比方法,能有效降低融合图像的空谱失真度。
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    智能航天器专栏
    面向异质卫星集群的事件触发分布式自主任务规划方法
    秦嘉豪, 李宝卫, 白雪, 冉德超, 徐明, 张锐, 胡志强
    2025 (4):  88-101.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0061
    摘要 ( 51 )   PDF(6453KB) ( 17 )  
    当前对地观测卫星集群应用由静态目标场景向动态目标场景不断深化,对卫星集群高动态强时效性对地观测能力的要求不断提升,亟需完备的自主任务规划方法克服卫星遥测指令控制存在的严格星地窗口约束,实现任务动态实时快速响应。为此,提出了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法,实现目标的发现、判断、成像在轨自主闭环。首先,建立了基于事件触发的分布式多星任务协商框架,通过电子卫星和成像卫星的双层招投标机制(DLCNP)实现事件触发式任务协同。其次,提出了考虑任务优先级的最小冲突集局部递进修改星上本地动态任务规划算法,实现任务实时动态加入本地任务方案和实时冲突消解,为多星任务协商提供星上在线任务规划求解方法。最后,提出了迭代密度聚类点目标合成方法,实现高价值点目标的聚类合成,并保证合成后的点目标簇可由单次成像覆盖,有效减少了目标确认成像所需成像次数。通过与全局启发式算法的任务分配性能对比试验以及与黑板结构的星间通信负载性能对比试验,验证了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法的优越性。并且通过大范围区域内大量点目标聚类试验揭示了点目标合成观测比率随目标散布区域面积和目标数量的分布规律。
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    面向多目标探测的高轨遥感卫星观测任务规划方法
    凌龙, 朱燕麒, 鲁之君, 王洁, 吴同舟, 冯倩
    2025 (4):  102-113.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0062
    摘要 ( 81 )   PDF(6944KB) ( 85 )  
    高轨遥感卫星具有广阔的视场覆盖范围、高效的观测时效性以及强大的连续成像能力,能够有效获取重点区域和目标的关键特征信息,已经成为现代遥感技术中不可或缺的重要工具。高轨遥感卫星在区域凝视任务中,经常面临多目标同时监视和跟踪的应用需求。为了解决多目标观测需求下任务执行效率较低的难题,提出了一种基于智能优化算法的高轨遥感卫星成像任务规划方法,创新性地设计了一种“评价矩阵”作为差分进化算法的目标函数,实现了多目标观测区域规划,并在此基础上使用遗传算法完成观测路径规划。仿真结果表明:与传统方法相比,观测效率平均提升28.84%,能源使用率平均降低24.37%。可以通过较少的观测次数覆盖全部待跟踪目标,有效减少卫星指向机动次数与机动角度,而且算法并行性与可移植性较好,可适应星上自主任务规划与星座协同观测等多种应用场景。
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    论文
    Multi-objective optimization of microwave power transmission system architecture with engineering consideration
    DONG Shiwei SHINOHARA Naoki
    2025 (4):  114-122.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0063
    摘要 ( 111 )   PDF(5652KB) ( 105 )  
    In the last decade, space solar power satellites (SSPSs) have been conceived to support net-zero carbon emissions and have attracted considerable attention. Electric energy is transmitted to the ground via a microwave power beam, a technology known as microwave power transmission (MPT). Due to the vast transmission distance of tens of thousands of kilometers, the power transmitting antenna array must span up to 1 kilometer in diameter. At the same time, the size of the rectifying array on the ground should extend over a few kilometers. This makes the MPT system of SSPSs significantly larger than the existing aerospace engineering system. To design and operate a rational MPT system, comprehensive optimization is required. Taking the space MPT system engineering into consideration, a novel multi-objective optimization function is proposed and further analyzed. The multi-objective optimization problem is modeled mathematically. Beam collection efficiency (BCE) is the primary factor, followed by the thermal management capability. Some tapers, designed to solve the conflict between BCE and the thermal problem, are reviewed. In addition to these two factors, rectenna design complexity is included as a functional factor in the optimization objective. Weight coefficients are assigned to these factors to prioritize them. Radiating planar arrays with different aperture illumination fields are studied, and their performances are compared using the multi-objective optimization function. Transmitting array size, rectifying array size, transmission distance, and transmitted power remaine constant in various cases, ensuring fair comparisons. The analysis results show that the proposed optimization function is effective in optimizing and selecting the MPT system architecture. It is also noted that the multi-objective optimization function can be expanded to include other factors in the future.
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    陆地探测四号01星合成孔径雷达载荷设计与实现
    李光廷, 谭小敏, 李财品, 聂世康, 林晨晨, 朱雅琳, 刘波
    2025 (4):  123-130.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0064
    摘要 ( 174 )   PDF(5812KB) ( 343 )  
    为了满足国家防灾减灾对SAR系统高重访宽覆盖的要求,设计并研制了世界首颗地球同步轨道SAR卫星-陆地探测四号01星(LT-4)。该卫星采用环形可展形反射面天线加相控阵馈源体制,工作于L频段,轨道的特殊性使该卫星天然具备了高重访宽覆盖的特点。为了对陆地探测四号01星SAR载荷系统进行全面介绍,首先对高轨SAR区别于低轨SAR的特点进行了说明,并给出了SAR载荷的关键性能参数;然后介绍了SAR载荷成像工作过程,阐述了SAR载荷关键设备的主要功能性能;最后对十余年的载荷研制历程进行了简述,并给出了载荷集成测试项目与试验验证情况。SAR载荷首次开机成像即得到世界首幅高轨SAR图像,图像信息丰富,载荷在轨状态稳定。成像结果表明陆地探测四号01星SAR载荷设计合理,地面测试与验证充分,可以为国灾防灾减灾提供有利的信息支持。
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    基于傅里叶级数的小推力多引力辅助轨迹快速设计
    付亮勇, 陈守磊, 陆栋宁, 刘一武
    2025 (4):  131-143.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0065
    摘要 ( 76 )   PDF(4940KB) ( 65 )  
    针对传统间接法与直接法难以高效地设计连续小推力航天器在引力辅助机动下与目标天体交会的复杂行星际任务轨迹的问题,研究了一种利用有限傅里叶级数对位置状态逼近的快速优化设计方法。该方法在解析满足边界条件下,以燃料最优为性能指标,将轨迹优化设计问题转化为一个满足系统推力约束和引力辅助约束的低计算量非线性规划问题,极大地提高了求解效率;并提出了飞行轨迹圈数可行区间估计策略来解决形状法的最优性受飞行轨迹圈数影响,而当前飞行轨迹圈数依赖经验试凑的缺陷;同时提出了一种整体迭代优化和分段优化策略来解决形状法对多引力辅助机动下的复杂小推力轨迹难以准确逼近,最优性下降的问题。通过对比有无引力辅助交会轨迹设计和单、多次引力辅助交会轨迹设计的仿真结果,证明了该方法及相应策略的可行性和高效性;在不依赖任何先验信息下,该方法可以在数秒内设计出合理的三维小推力交会轨迹,以及在数十秒内设计出合理的三维小推力单、多次引力辅助交会轨迹。
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    模块化可展开天线结构刚柔耦合设计与驱动力分析
    田大可, 张昊, 王永滨, 方纪收, 金路, 石祖玮, 范小东
    2025 (4):  144-153.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0066
    摘要 ( 287 )   PDF(10574KB) ( 402 )  
    模块化可展开天线具有通用性好、适应性强、拓展灵活等特点,是满足未来大尺度天线在轨装配、在轨建造等需求的一种具有较大发展潜力的构型形式。为更好地掌握六棱柱模块化可展开天线在轨展开过程中结构的力学特性,开展了天线结构刚柔耦合设计及驱动力分析。首先,开展了模块化可展开天线结构方案设计,阐述了结构组成及展收原理。其次,基于解析几何方法,建立了等效包络圆数学模型,求得了肋单元夹角等关键参数,并建立了可展开天线结构三维模型。再次,对上弦杆、斜腹杆、下弦杆等径向长杆进行柔性化处理,采用多体动力学仿真软件建立了模块化可展开天线机构刚柔耦合多体动力学模型。最后,分别从有重力、无重力两个方面对单模块、多模块天线在不同约束位置下的展开驱动力的变化规律进行了分析。研究结果表明:展开过程若存在重力,则约束位置的选择对驱动力影响较大;若不存在重力,则天线约束位置对展开影响较小。所开展的结构设计及多方案驱动力分析可为该型天线的样机研制及工程化应用提供一定的借鉴和参考。
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    低轨导航增强自干扰消除性能评估方法
    苏千淇, 张立新, 陈刘成, 边朗, 刘李娟, 安元元, 严涛, 王瑛, 蒙艳松
    2025 (4):  154-164.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0067
    摘要 ( 34 )   PDF(5816KB) ( 9 )  
    随着低轨卫星星座的快速发展,低轨导航增强成为卫星导航领域的研究热点。低轨导航增强采用“星基监测+信号增强”体制,即低轨导航卫星在对天接收全球导航卫星系统信号的同时,对地播发低轨导航增强信号。低轨导航增强信号通常在全球导航卫星系统频段播发,此时对地播发的低轨导航增强信号相对于接收信号是一个强自干扰信号,如何消除自干扰信号对接收信号的影响是实现同时同频段收发的关键。对低轨导航增强自干扰消除场景及方法进行了研究,针对低轨导航增强信号特点,提出了适用于低轨导航增强自干扰消除的性能评估方法,该方法使用自干扰消除前后干扰信号的相关功率差来表征自干扰消除能力。通过相关功率差得到干扰消除后的信号功率值,并导出等效载噪比损耗和残留自干扰影响下的码跟踪误差评估方法,评估残留自干扰信号对期望信号接收的影响。采用典型的导航信号BPSK(2)与BOC(1,1)进行了仿真验证,结果表明,当干噪比为30dB时,已有方法评估的自干扰消除能力为30.98dB与33.04dB,提出方法评估的自干扰消除能力为58.80dB与58.96dB。通过对比验证可得,提出的自干扰消除性能评估方法优于已有方法,可以更准确评估低轨导航增强自干扰消除能力,为低轨导航增强自干扰消除方法提供了性能评估参考。
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    深空测控通信快变多普勒频移高精度估计算法
    金磊, 曾富华, 蒋友邦, 郭枭
    2025 (4):  165-175.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0068
    摘要 ( 42 )   PDF(4925KB) ( 19 )  
    深空超远距离通信下极低信噪比测控信号载波频率在大范围内快速变化,传统方法信号接收灵敏度低、频率估计精度差,针对该难题,提出了一种预报粗补与多级精修相结合的快变多普勒频移高精度估计算法。该算法先采用探测器轨道预报信息粗略补偿测控信号载波频率压缩多普勒频移搜索范围,再采用多级频率修正处理架构精细修正测控信号多普勒频移及其一阶、二阶变化率消除频率动态变化,最后采用峰值解算结合时频校正实现快变多普勒频移的高精度估计。试验与分析表明:所提算法在深空超远距离通信下极低信噪比、大频率动态测控信号接收灵敏度达至-160.4dBm、频率估计精度优于0.1Hz,能够显著提升深空测控通信系统接收灵敏度和频率估计精度。

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    基于无线电测量的航天器运动监测方法及验证
    陈略, 路伟涛, 汪筱阳, 张雨佳, 满海钧, 韩松涛
    2025 (4):  176-182.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0051
    摘要 ( 102 )   PDF(4024KB) ( 35 )  
    针对地球高轨及地月空间航天器在轨机动过程中通常下发无线电信号的特点,采用无线电信号被动接收与处理技术,实现对在轨航天器灵敏与快速运动监测。分析了在轨航天器运动监测常用技术手段,提出了基于无线电测量的航天器目标运动被动监测策略方法。首先,基于目标航天器常发下行遥测、数传、载波信号等工况特点,利用无线电接收天线对目标进行跟踪;其次,利用采集与记录设备对目标下行接收信号进行采集与记录;然后,重点阐述通过软件无线电方式对目标下行信号进行处理与分析,精确提取与目标运动关联的信号频率、幅度、相位等变化敏感特征。提出基于开环测量多普勒频率数据的轨控量估计算法,反算评估目标运动状态;最后,对目标运动监测效果进行评估。基于实测试验,实现了地球高轨航天器轨道机动、姿态调整运动过程的准确灵敏监测,精确监测出其轨控起止时间,并估算了其测站视线方向上的轨控量为4.1m/s,推断了该地球高轨航天器采用了小推力连续变轨模式实施轨道机动;实现了月球航天器轨道机动过程信号监测,分别提取出了其频率、幅度、相位特征,并估算了其测站视线方向上的轨控量为0.91m/s。基于无线电测量的航天器运动监测方法,有效弥补了传统雷达、光学测量在航天器运动监测方面的局限性,并与其形成互补。该方法适用于多种新的应用场景,为未来地球高轨与地月空间航天器监测提供了可行的技术方案。
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    短基线精密共视时间传递解算策略优化
    郭慧芝, 韩保民, 孙令阳, 肖伟
    2025 (4):  183-193.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0099
    摘要 ( 41 )   PDF(11964KB) ( 27 )  
    短基线精密共视时间传递是时频领域基础工作之一,已成为GNSS时频领域的研究热点。为提高短基线精密共视时间传递精度及可靠性,在对多种短基线精密共视时间传递解算策略比较的基础上,基于光纤双向时间传递试验比对结果,提出了一种基于短基线精密共视时间传递解算策略的优化方案。用西安多个跟踪站连续多天观测数据展开试验,试验结果表明:对于超短基线情况不宜采用任何电离层和对流层修正模型;而当基线较长时,必须采用合适的对流层和电离层修正模型。使用无电离层组合解算方案对短距离精密共视时间传递精度最高可提升76.9%,达到亚纳秒量级,修正效果明显;对流层延迟方案对于短基线时间传递精度改善不明显;适当降低截止高度角,提高可见卫星数量,时间传递精度也能得到提升;双向滤波改善了收敛问题,对时间传递精度最高可提升40.9%。

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    微重力流体科学及其空间应用专题
    不同重力条件约束下液滴的电润湿输运动力学研究
    霍晓智, 王晴, 顾君苹, 王战涛, 王庆功, 于强
    2025 (4):  61-69.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0058
    摘要 ( 40 )   PDF(7210KB) ( 19 )  
    采用电润湿效应可以实现液滴的界面控制与流体输运,且它具有响应时间短、功耗低、过程可逆等优点,在地面及空间微重力环境下具有广泛应用前景。基于电润湿效应的液滴输运主要靠电场提供表面电润湿力,一般忽略重力的影响;但当液滴需要沿着重力方向输运或克服重力实现界面控制时,重力的作用不可忽略。面向空间应用,针对不同重力约束条件对电润湿输运动力学的影响开展研究。设计了电润湿作用液滴输运系统,建立了电润湿力驱动的液滴输运数值模拟模型;通过捕捉液滴前边缘位置来设置电极的开关状态,形成了瞬态电润湿作用连续驱动液滴运动的方法。首先研究了液滴在零重力场下电润湿连续输运动力学及其界面行为规律;进而考虑不同重力场/逆重力场条件,获得不同重力水平对液滴电润湿输运过程的影响。研究结果表明,该电润湿系统能够实现液滴的连续快速输运,输运速度达到0.28m/s左右;液滴输运速度随施加电压增加而线性增加;接触线滑移速度受液滴与电极间接触面积的影响,当液滴体积增大时,液滴输运速度显著减小;随着液滴体积增大,重力的影响增强,但所施加的电压范围能够克服-2g的重力水平,实现液滴抗重力输运。研究获得了不同重力条件对液滴电润湿输运行为的约束规律,可为空间变重力环境下液滴收集与输运提供理论基础。
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    航天器用机械泵驱动两相流体回路在轨测试性能分析
    孟庆亮, 韦广朗, 于峰, 杨涛, 赵振明, 朱许
    2025 (4):  70-78.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0059
    摘要 ( 40 )   PDF(7542KB) ( 26 )  
    机械泵驱动两相流体回路(Mechanically Pumped Two-phase Loop, MPTL)是通过流动沸腾过程中气液相变潜热的释放而具有极强传热能力的两相传热装置,其在航天器热控领域具有广泛的研究前景。为研究MPTL产品的在轨微重力环境下的工作性能和稳定性,设计并研制了一套包含屏蔽式离心泵、两相控温型储液器和微小流道蒸发器的MPTL,并在某卫星上对其启动特性、相变传热特性、控温特性进行了测试。测试结果表明,微重力下MPTL展现了良好的传热特性。微重力下两相控温型储液器的控温性能达到±0.1K精度,被动冷却功能得到验证,降温速率达到1℃/min。微泵运转时,储液器气相和液相两个测点形成的温差在0.3~1.0K区间内。两个转速下,蒸发器的控温精度在±0.1~±0.3K区间内。回路发生相变过程时会出现过热现象,并导致蒸发器出口测温点温度高于储液器控温点7~8K。通过对比两个转速下的结果,发现过热时间和过热温度与转速相关。采用毛细结构的两相控温型储液器可以有效保证微重力下MPTL的高精度控温和高效两相流管控功能,气液两相转变特性与回路流量大小相关,蒸发器温度稳定性与其内部流体干度大小相关。
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    无排气工质加注与回收技术的地面试验验证
    王镇锐, 黄力平, 何振辉
    2025 (4):  79-87.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0060
    摘要 ( 45 )   PDF(3710KB) ( 16 )  
    无排气加注技术是利用汽液两相工质饱和压力和温度一一对应的特性和蒸发冷凝的特点,实现无运动部件且无须排气降压的两相工质加注技术。为了在地面等效验证在微重力下该回收与加注方法的可行性和效率,通过设计加注工质瓶或回收工质瓶相对于待加注或待回收系统的高度,以尽量抵消重力的影响。在地面重力环境下进行了包括工质R134a、充分除气FC-72和未充分除气FC-72的回收和加注试验。使用系统回路压力和温度分析了工质更换试验过程中回路内部工质输运情况,验证了其压力变化率(小于0.1kPa/s)可作为结束工质加注或回收的判据。结果显示中压、低压两种工质均有超过95%的回收效率和加注效率,达到设计要求。考虑到微重力下,地面管道中的气堵现象消失,从而驱动工质所需的温差更小,即更容易完成工质的更换,可认为采用无排气加注技术开展在轨工质更换可行;工质瓶高度非连续可调是造成不能通过控制液面高度抵消重力影响的主要原因以及加注效率或回收效率测量误差的主要因素;视应用需求,该方法还可被改进并应用到容量更大的工质更换或加注。
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