Research on Geomagnetic Energy Approach to LEO Object Deorbiting

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;随着人类空间活动的日益频繁，地球轨道的人造空间目标数量迅速增加，70%的空间目标都集中于500 ~ 1000 km的低轨道空间，且碰撞级联效应将是进一步增加低轨空间目标的最主要原因。低轨高密度的空间目标很大程度上对在轨有效卫星、人类空间活动等构成威胁，如果仅靠任务后处理等减缓新空间目标产生的应对措施，很难遏制空间目标数量稳步不可控的增长趋势。因此，主动空间目标清除离轨才是解决现有问题的最有效措施。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;相较于轨道唯一、分布集中的地球中高轨道和同步轨道，低轨道的空间目标数量多、轨道高度和倾角分散，使得目标主动清除显得较为困难，现有提出的或较为成熟的主动捕获及主动目标离轨技术不能有效适用于所有低轨道区域，且在轨主动清除离轨过程需要消耗大量燃料工质，现有方法/技术不能有效兼顾技术可行性和经济性。面向低轨空间目标的无工质消耗推进/离轨，以空间电动绳系（安培力作用机理）、静电推进（洛伦兹力作用机理）、阻力帆、地基激光推移等为代表的主动清除方法得到了发展，方法理论可行但都存在各自的技术限制。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;本文针对低轨目标主动离轨，基于地磁场的磁力矩效应，提出了一种无工质消耗的地磁储能投送离轨新方法，方法具备作用机理明晰、控制策略与使用灵活、投送离轨能力对尺度依赖性小等特点。本文针对该方法主要在以下方面完成了相关研究。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;完成了低轨目标地磁储能离轨机理研究。首先，指出了储能的能量（角动量）来源为对地磁场作用下的旋动（磁力矩）效应的持续累积，明晰了目标储能投送离轨原理，为储能机理建立及定向储能策略构建奠定基础。其次，对比了现有通用的高精度国际地磁参考场（IGRF）模型及简化近似磁偶极子（dipole）模型的计算精度，以dipole模型为基础，研究了地磁场的磁力和磁力矩效应，建立了地磁定向储能机理，并构建了两种在轨飞行定向储能策略：轨道坐标系Yo轴或Zo轴定向储能。进行了IGRF和dipole二种地磁场模型下的磁力矩及磁力矩累积仿真实验，验证了在轨定向储能机理。最后，考虑地球扁率引起的摄动力、大气阻力摄动等外力，建立了相应的目标投送离轨轨道动力学方程。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;完成了地磁储能投送能力及适用范围研究。首先，基于简化的dipole地磁场模型，研究了两种定向储能策略的储能能力，给出了对应的单轨道周期储能计算式，大量储能仿真算例验证了地磁储能能力，并指出了其适用范围。其次，对比了地磁储能方法与现有典型空间储能设备的储能能力，发现地磁储能具有很强的优势。最后，建立了投送航天器-低轨目标离轨组合系统的简化刚性系统，给出了两种定向储能策略下的离轨能力计算式，大量仿真算例验证了投送离轨能力，比现有典型离轨方法具有明显的优势。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;设计研制了地磁储能地面原理性实验装置。首先，多方面分析了低轨飞行储能环境特点，对应等价分析了地面实验设计，分解了装置总体需求指标，提出了装置原理，设计了总体构架和总体方案。其次，重点设计了关键部件-磁线圈系统（包括加速投送机构），研制了地磁储能地面原理实验装置。最后，考虑磁力矩、气动阻力矩、干扰力矩等，基于系统动量矩定理，完成了地面装置系统建模，进行了相应的仿真控制。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;设计并完成了地面原理性验证实验。分析了地面原理性实验目的，设计了验证实验流程，进行了两大类实验：测试与标定实验、储能原理性实验，重点标定了装置系统干扰力矩，大量多工况储能原理性实验验证了地磁储能原理可行性、地磁储能能力，实现了地磁场能的获取、转换和储存，基本验证了低轨地磁场效应的空间利用。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;完成了在轨储能优化与控制方法研究。首先，针对两种定向储能策略，以无附加磁力矩累积为单轨道周期的储能优化目标，分别构建了较优的分段规划地磁储能控制策略，并仿真验证了策略的可行性。其次，设计了两种在轨地磁储能目标投送系统：单投送杆式和双投送杆对转式，并给出了对应的储能控制方法。最后，针对在轨储能启动加速旋动和减速消旋过程中存在的章动问题，设想了两种航天器结构，并探讨了相应的章动抑制控制方法。</p

RV减速器行星封闭差动运动分析

通过行星传动机构实例计算，分析了行星差动机构与行星封闭差动机构的区别；分析了RV减速器由一齿差摆线针轮减速器的演化过程，提出了一齿差内啮合传动中曲柄轴为负1齿太阳轮的概念并进行传动比等效计算；等效出RV减速器的功率流简图，得出各支路传动功率分配比公式，揭示了RV减速器的行星封闭差动运动实质。对RV减速器的正向设计具有指导意义

一种基于空气轴承的地面投送实验装置及方法

本发明提出了一种基于空气轴承的地面投送实验装置及方法，轴向垂直于水平面安装的空气轴承，底座内设有连接空气轴承的磁力矩线圈，投送组件分别通过动量交换结构的导电环相互平行地安装在通轴上，投送组件的两端分别设有用于固定待投送模拟目标的释放器；通轴内置有走线孔，动量交换结构的线缆通过通轴的走线孔进入空气轴承的空腔连接磁力矩线圈，释放器的控制线缆及供电线缆经导电环过渡连接；磁力矩线圈通电后获得地磁场能，通过空气轴承传递至动量交换结构中使得第一投送组件和第二投送组件绕通轴对转，达到设定分离参数后释放模拟目标；本发明还提供了上述装置的实验方法，解决了现有技术中缺少具体可行的地面投送实验装置的问题

一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法

本发明实施例公开了一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法，通过航天器抓取空间碎片进行地磁蓄能，包括如下步骤：步骤100、依据航天器的轨道飞行倾角确定蓄能方向；步骤200、测量航天器当前的飞行姿态，调整航天器的飞行姿态，将正交线圈的磁矩产生方向、转动矩方向与航天器的飞行姿态关联，并保持关联后的飞行姿态；步骤300、生成强磁矩步骤400、持续加速旋转被抓取碎片端并检测积累的角动量值，步骤500、当组合体飞行速度与被抓取碎片端的相对线速度的差值满足离轨要求时，则选取相对线速度与组合体飞行速度方向平行，在方向相反时，释放碎片；如果不满足，则执行步骤300。本发明实现了空间碎片的无工质消耗离轨得目标

一种遥操作系统的测评方法及设备

本发明实施例提供一种遥操作系统的测评方法及设备，所述方法包括：获取至少一个遥操作任务的控制数据，其中，所述遥操作任务包括：通过遥操作系统控制外部设备的操作；根据所述控制数据确定与所述至少一个遥操作任务对应的测试数据；根据所述测试数据确定所述遥操作系统的测试结果；显示所述测试结果以及依据所述测试结果输出的评估结果。可以准确地评估遥操作系统各项能力的优劣，还可以给遥操作系统提供指导

一种空间碎片主动清除方法的功效评估方法与系统

本发明公开了一种空间碎片主动清除方法的功效评估方法,设定空间碎片主动清除方法的评估项目,为每个评估项目赋予功效权重；确定空间碎片主动清除方法的评估项目的评估方法,为每个评估项目设定具体的功效值,并将空间碎片主动清除方法与每个评估项目进行匹配计算,获得评估结果对应的功效值；计算空间碎片主动清除方法的功效等级和反应空间碎片主动清除方法的成本、能耗与离轨效益之间关系的功效系数,表征空间碎片主动清除方法的功效评估结果,其评估系统包括系统控制模块,方法信息获取模块和评估项目计算模块。本发明定义了方法的功效等级、功效系数,可有效反应和明晰方法的总体特性和局部特性,简单、明晰,给各个概念/方法的准确评估

一种远程操作任务制定的优化方法及系统

本发明实施例提供一种远程操作任务制定的优化方法和系统，所述方法包括：获取多个操作员远程操作机器人执行目标任务时的操作数据和评估信息，其中，所述目标任务包括标准操作任务；根据所述多个操作员对应的所述评估信息确定多个操作员远程操作的评估信息的平均变化率；根据所述平均变化率调整评估所述操作员远程操作机器人执行目标任务时的评估信息中的权重的值，对所述目标任务中的标准操作步骤和操作数据进行优化。由此，可以实现对远程操作机器人的操作步骤进行优化

用于高速投送的可控瞬间分离装置与方法

本发明公开了用于高速投送的可控瞬间分离装置，具体包括，调整安装座，自动释放装置，与调整安装座转动连接并通过螺钉固定，且可沿自身轴线方向通过转动向轴线两侧张开或者向内卡紧闭合，并在向两侧张开后沿自身轴线方向进行直线运动，电磁铁装置，设置在自动释放装置的一端，质量块，夹持在自动释放装置上的另一端，本发明通过电磁铁装置通电驱动自动释放装置释放质量块，且多个质量块之间可相互连接成整体，实现了地面研究验证不同质量、不同配种模拟目标等工况下的动态、瞬间高响应投送释放，以及不同质量配比下的地面验证实验，且自动释放装置的投送释放方向可调，可以实现高速旋转面内和面外的投送释放分离