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基于偏转距离近似模型的动能撞击小行星防御任务脉冲轨道优化研究 被引量:4
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作者 王艺睿 李明涛 周炳红 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期912-928,共17页
小行星撞击对地球上的生命存在重大潜在威胁,动能撞击是目前最易实现且成熟度最高的防御方案.动能撞击任务的一种轨道优化指标为最大化偏转距离(即小行星被偏转前后近地距的改变量),若用数值积分的方法精确计算偏转距离,会导致优化效率... 小行星撞击对地球上的生命存在重大潜在威胁,动能撞击是目前最易实现且成熟度最高的防御方案.动能撞击任务的一种轨道优化指标为最大化偏转距离(即小行星被偏转前后近地距的改变量),若用数值积分的方法精确计算偏转距离,会导致优化效率较低.在动能撞击任务的设计初期,可以对动力学模型及偏转距离的计算方法进行简化,以提升优化效率.本文首先将高精度模型简化为二体模型,分析了两种经典偏转距离解析模型的适用条件,同时提出一种基于近地点时刻预估的偏转距离近似模型;考虑运载约束,将化学推进变轨简化为脉冲推力变轨,建立了直接转移(两脉冲及三脉冲)和行星借力飞行转移(单次及两次借力)的动能撞击轨道优化模型,利用遗传算法求解了优化问题.以偏转小行星Apophis为例,相比于解析模型,验证了本文提出的近似模型可以同时提升最优性、降低求解复杂性.优化结果表明,三脉冲直接转移方案与两脉冲直接转移方案的最优偏转效果基本一致,借力飞行转移方案相比于直接转移方案对偏转距离的提升效果并不明显.在动能撞击任务的前期设计中,可以基于二体模型进行防御效果的快速评估,虽然对计算偏转距离存在一定误差,但对防御窗口的优化结果影响不大.进一步,数值求解偏转距离时,可通过引入主要引力摄动项(金星、地球、木星)修正二体模型,使其与高精度模型之间的求解误差在1%以下. 展开更多
关键词 近地小行星 动能撞击 偏转小行星 行星防御
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大椭圆停泊轨道出发的小行星防御航天器轨道优化
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作者 王杰 钟子凯 +1 位作者 袁浩 宋海波 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第4期102-110,共9页
提出了一种从大椭圆地球停泊轨道出发的近地小行星动能撞击航天器的轨道优化方法,基于遗传算法构造了以小行星偏转距离最大为目标,考虑时间、航天器燃料占比等非线性约束条件的优化模型。以小行星2019 PDC为对象,采用遗传算法优化得到... 提出了一种从大椭圆地球停泊轨道出发的近地小行星动能撞击航天器的轨道优化方法,基于遗传算法构造了以小行星偏转距离最大为目标,考虑时间、航天器燃料占比等非线性约束条件的优化模型。以小行星2019 PDC为对象,采用遗传算法优化得到了撞击航天器出发时刻和转移时间的最优解,计算了航天器大椭圆地球停泊轨道、地球逃逸轨道和行星际转移轨道段参数,同时采用遍历方法获取了小行星偏转距离与出发时刻、转移时间的Pork chop图,验证了优化算法的有效性。结果表明,所提出的动能撞击任务场景和轨道优化设计方法可有效处置直径百米量级、预警时间为数年的小行星。提出的任务轨道设计方法和处置场景可为近地小行星防御提供参考,可为进一步开展航天器轨道参数精确设计、实施工程在轨验证奠定基础。 展开更多
关键词 近地小行星 动能撞击 轨道优化 地球停泊轨道 遗传算法 小行星偏转
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动能撞击偏转近地小天体研究进展 被引量:2
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作者 刘文近 张庆明 +7 位作者 龙仁荣 任健康 龚自正 任思远 武强 宋光明 陈川 张品亮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-24,共16页
以近地小天体防御为背景,介绍了近地小天体的基本概念和物理特性,分析了超高速动能撞击偏转近地小天体的研究进展。讨论了超高速动能撞击近地小天体表面成坑形貌、相似律以及成坑过程中抛射物产生机制、演化过程和抛射物质量速度分布相... 以近地小天体防御为背景,介绍了近地小天体的基本概念和物理特性,分析了超高速动能撞击偏转近地小天体的研究进展。讨论了超高速动能撞击近地小天体表面成坑形貌、相似律以及成坑过程中抛射物产生机制、演化过程和抛射物质量速度分布相似律。总结了基于结合点源假设、实验和数值模拟结果建立的超高速动能撞击小天体动量传递理论模型和相似律。分析了近地小天体的物理特性和撞击条件对动量传递系数的影响规律。归纳了超高速动能撞击偏转近地小天体研究中存在的问题,对超高速动能撞击防御小天体的发展趋势提出了若干建议。 展开更多
关键词 超高速撞击 动能撞击偏转 近地小天体 相似律 行星防御
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钢筋混凝土板的静力挠度和冲击力挠度 被引量:2
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作者 徐重人 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期48-52,共5页
将钢筋混凝土板看作是由混凝土和钢筋组成的叠层板,本文研究了板的配筋率、板厚和混凝土强度等级对薄板的静力挠度、动力挠度和固有振动频率的影响;并得出改变板厚对静力挠度、动力挠度和固有振动频率的影响最为显著,其它依次为混凝土... 将钢筋混凝土板看作是由混凝土和钢筋组成的叠层板,本文研究了板的配筋率、板厚和混凝土强度等级对薄板的静力挠度、动力挠度和固有振动频率的影响;并得出改变板厚对静力挠度、动力挠度和固有振动频率的影响最为显著,其它依次为混凝土强度等级和板的配筋率。 展开更多
关键词 叠层板 板的配筋率 挠度 动力挠度
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近地小行星动能撞击的最优撞击方案分析 被引量:2
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作者 李涛 覃金贵 +1 位作者 任磊生 李毅 《空间碎片研究》 2021年第4期49-54,共6页
通过动能撞击潜在威胁小行星以使其轨道偏转,是目前而言技术成熟度最高且也是未来最为可行的行星防御方案之一。分析确定对小行星的最优撞击位置和撞击方位,以最大化轨道偏转效果,对于动能撞击防御方案的设计具有重要意义。论文以偏转Ap... 通过动能撞击潜在威胁小行星以使其轨道偏转,是目前而言技术成熟度最高且也是未来最为可行的行星防御方案之一。分析确定对小行星的最优撞击位置和撞击方位,以最大化轨道偏转效果,对于动能撞击防御方案的设计具有重要意义。论文以偏转Apophis小行星为例,给出一种最优撞击方案的初步设计方法。首先,根据小行星和地球的轨道交会几何关系,分析确定动能撞击的轨道偏转目标;随后,将小行星受动能撞击简化为航天器的脉冲推力变轨,利用二体轨道理论,推导得到在预定偏转目标下,撞击器对小行星的最优撞击位置和撞击方位;最后,建立小行星受摄运动的数值轨道预报模型,对最优撞击方案下小行星的实际轨道偏转量进行评估验证。结果表明,该撞击方案的轨道偏转效果与实际情况基本吻合,证明所提的优化方法对于精细化的撞击防御方案设计具有一定参考价值。 展开更多
关键词 近地小行星 动能撞击 轨道偏转 Apophis
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“双小行星重定向测试”任务分析与小行星防御任务总体设计
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作者 张海波 陈杨 +2 位作者 郭聪 程实 朱基聪 《空间碎片研究》 CSCD 2023年第3期1-18,共18页
2022年9月27日,美国“双小行星重定向测试”(DART)任务对Didymos双小行星系统中的次星Dimorphos实施6.2km/s高速撞击,撞击使次星绕主星运行周期缩短32min。DART任务首次实现了人类对近地小行星偏转在轨演示,验证了深空高速撞击高精度制... 2022年9月27日,美国“双小行星重定向测试”(DART)任务对Didymos双小行星系统中的次星Dimorphos实施6.2km/s高速撞击,撞击使次星绕主星运行周期缩短32min。DART任务首次实现了人类对近地小行星偏转在轨演示,验证了深空高速撞击高精度制导控制、高速撞击偏转效果数值仿真和评估等实用化小行星防御关键技术,证明了动能撞击方式对小行星偏转的可行性。此次任务对人类未来主动应对小行星撞击威胁具有里程碑意义。本文对DART任务目标选择、任务设计、制导控制、偏转评估等方面进行分析,在此基础上提出了两种形式的小行星处置任务总体设计,并对任务轨道、地面可观测性、偏转效果等进行分析。 展开更多
关键词 DART任务 小行星防御 动能撞击 制导控制 偏转评估
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移动荷载速度对简支梁动态响应影响分析
7
作者 李奉阁 杨慧 赵燕 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2014年第1期96-99,共4页
基于振型叠加原理,采用广义坐标变换的方式建立了移动荷载匀速通过简支梁桥时系统的动力平衡微分方程.在速度的连续区间上,结合荷载运动位置,研究车速对桥梁结构动力挠度响应的影响.结果表明:跨中挠度是梁上的最大挠度点;跨中挠度最大时... 基于振型叠加原理,采用广义坐标变换的方式建立了移动荷载匀速通过简支梁桥时系统的动力平衡微分方程.在速度的连续区间上,结合荷载运动位置,研究车速对桥梁结构动力挠度响应的影响.结果表明:跨中挠度是梁上的最大挠度点;跨中挠度最大时,荷载并不总是在跨中位置,而是随着速度的变化而变化. 展开更多
关键词 简支梁 移动荷载 速度连续 动力挠度 响应分析
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我国应对近地小行星撞击风险和动能撞击偏转研究的若干进展
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作者 龚自正 宋光明 +4 位作者 陈川 张品亮 刘文近 张庆明 龙荣仁 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第5期11-23,共13页
近地小行星(NEA)撞击地球是人类长期面临的重大潜在威胁,基于监测预警和风险评估,实施在轨处置是防范化解NEA撞击风险的最佳途径。本文概述了国际近地小行星撞击风险应对的现状与发展趋势,介绍了2020年我国启动应对近地小行星撞击风险... 近地小行星(NEA)撞击地球是人类长期面临的重大潜在威胁,基于监测预警和风险评估,实施在轨处置是防范化解NEA撞击风险的最佳途径。本文概述了国际近地小行星撞击风险应对的现状与发展趋势,介绍了2020年我国启动应对近地小行星撞击风险工作以来的主要进展。着重从实验、数值仿真和理论建模3个方面介绍了我国在动能撞击偏转在轨处置技术研究的若干进展,展望了我国即将实施的首次近地小行星动能撞击防御演示验证任务,提出了在轨处置体系能力与技术深化研究建议。 展开更多
关键词 近地小行星(NEA) 风险应对 动能撞击偏转 中国研究进展
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Determination of Kinetic Parameters and Metal Ions in Urea-Urease System Based on the Biochemical Reaction Heat Induced Laser Beam Deflection
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作者 Hong Tao YAN Xiao Yun ZHU (Department of Chemistry, Northwest University, Xian 710069) 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2000年第2期157-160,共4页
A new analytical method for the determination of urea-urease system based on biochemical reaction heat induced laser beam deflection is presented in this paper. With the method, the Michaelis constant (K-m) of urease ... A new analytical method for the determination of urea-urease system based on biochemical reaction heat induced laser beam deflection is presented in this paper. With the method, the Michaelis constant (K-m) of urease and apparent inhibition constant (K-i) of some metal ion inhibitors were measured respectively. This method was also used for the quantitative determination of metal ions with satisfactory result. 展开更多
关键词 UREASE kinetic parameter metal ions determination laser beam deflection
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防止立式静动压主轴系统油泄漏的新措施 被引量:1
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作者 杜更银 《北京服装学院学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 1996年第2期61-63,共3页
阐述了静动压主轴系统中防止主轴油泄漏的基本措施,并在此基础上根据设计立式静动压主轴系统的经验,提出了一种防止主轴油泄漏的新结构.这种结构将离心原理和射流原理用到了疏导回油过程中,从而解决了立式静动压主轴系统主轴油泄漏... 阐述了静动压主轴系统中防止主轴油泄漏的基本措施,并在此基础上根据设计立式静动压主轴系统的经验,提出了一种防止主轴油泄漏的新结构.这种结构将离心原理和射流原理用到了疏导回油过程中,从而解决了立式静动压主轴系统主轴油泄漏的问题. 展开更多
关键词 静动压 主轴 压力油 油泄漏 滚齿机
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潜在危险性小行星偏转方法研究现状
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作者 杨慧欣 马世宇 +4 位作者 滕英元 王祖昊 刘璐 李思琦 江航 《沈阳航空航天大学学报》 2020年第4期13-22,共10页
具有潜在危险性的小行星偏转问题不断受到重视,多种偏转方法被提出。小行星偏转的主要目的是通过改变小行星的原始运行轨道,减轻小行星对地球安全所造成的威胁。目前提出的各类小行星偏转方法可归为脉冲法和慢推力法两类。其中,脉冲法... 具有潜在危险性的小行星偏转问题不断受到重视,多种偏转方法被提出。小行星偏转的主要目的是通过改变小行星的原始运行轨道,减轻小行星对地球安全所造成的威胁。目前提出的各类小行星偏转方法可归为脉冲法和慢推力法两类。其中,脉冲法主要包括核攻击和动能撞击方法;慢推力方法包括引力牵引、激光消融、离子束引导、质量驱动器、太阳能辐射等方法。同时,跟踪最新提出的几种偏转方法,概括每种小行星偏转方法的适用性及优缺点,总结小行星偏转关键技术,展望小行星偏转技术的未来发展趋势。 展开更多
关键词 潜在危险性小行星 偏转方法 核攻击 动能撞击 慢推力
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临界条件的挖掘与建模
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作者 谭国荣 《珠海城市职业技术学院学报》 2007年第1期58-62,共5页
在“相交”与“相切”、“边界内”与“边界外”、“相对静止”与“相对运动”相互转化的物理过程中,灵活运用相应的物理知识和方法深入分析,挖掘其中的临界条件,建立起正确的物理模型,从而达到开发、挖掘学生的开拓创新的思维能力的目的。
关键词 临界条件 动能定理 偏转 加速度 速度等
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