航天器工程

研究与设计

  • 月面3D打印建造系统功能及关键技术分析

    李潇;李林凌;周浩;王兴泽;邓宗全;张朴真;刘雅芳;关兆轶;郭宏伟;

    分析了月面3D打印建造需具备月壤采集与筛分、月壤混料与输运、月面打印装置、月面建造移动、月面建造机械臂、月面建造定标与导航、月面建造测量与监测等功能,其中月壤高效采集与筛分技术、高效低功率月面原位3D打印技术、基于数字模型的自主打印控制技术、非合作环境定标与快速导航技术和多自由度冗余月面建造技术将是制约月面3D打印建造实施的关键技术,可为月面3D打印工程实施提供参考。

    2026年02期 v.35;No.177 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1084K]
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  • IMT基站对S频段空间交会对接通信干扰研究

    应乐;宋金颖;张舒琪;易予生;

    针对未来可能的空天地频谱共享场景,对S频段空间交会对接通信受国际移动通信(IMT)基站的集总干扰情况进行分析,通过仿真计算估计出IMT基站对S频段空间交会对接通信的集总干扰功率,同时结合实际监测数据,对S频段低地球轨道中低纬度地区的集总干扰进行了评估。研究结果表明:单个IMT基站的干扰功率主要由给定相对仰角下的IMT基站天线增益和目标飞行器交会对接通信天线增益共同决定,IMT基站和目标飞行器之间的距离减小并不能抵消天线增益降低带来的干扰功率降低。低地球轨道S频段集总干扰主要与IMT基站部署情况相关,人口密集区集总干扰功率较大,海洋、沙漠等人口稀疏区集总干扰功率较小。最后,提出了S频段空间交会对接通信规避IMT基站集总干扰的策略,为未来空间操作与IMT频谱共享提供了可行方案。

    2026年02期 v.35;No.177 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K]
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  • 深空探测器器间SDN网络架构设计

    王翠莲;李寅;李珂;庞亚龙;

    基于深空探测任务高动态变化、复杂环境遮挡、资源约束显著、节点异构多样等难点分析,根据软件定义网络(SDN)的特点,提出一种基于SDN架构的深空探测器器间网络实现方案。同时文章给出了星载SDN控制器及星载SDN交换机的设计方案;对SDN全网建立时间等关键性能指标进行了分析,并以月面多探测器组网为例,对SDN网络建立时间进行仿真,可为后续深空探测器间组网架构设计提供参考。

    2026年02期 v.35;No.177 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K]
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  • 应用混合控制机构的卫星高精度姿态控制研究

    刘泽宇;谢祥华;姚小松;朱昊;常亮;

    针对目前对卫星高机动能力、高精度控制和低冗余的要求,开展了应用可变转速控制力矩陀螺和反作用轮混合控制方法的研究。根据卫星控制机构的不同种类及构型,给出了基于比例、积分、微分(PID)控制的分配权重控制算法,实现了卫星在高机动能力和高精度控制的模式切换。在低冗余构型中,采用无偏置轮时的磁控卸载策略,应用鲁棒奇异规避方法实现卫星稳定控制,并将控制力矩陀螺作为反作用轮的备份手段,控制机构的自适应重构使卫星在轮组异常时保持姿态稳定。根据仿真结果,应用混合控制机构分配权重的PID控制方法,提高了卫星的机动能力,增加了卫星控制系统的可靠性,通过在轨有效验证,能够为应用混合控制机构的卫星及航天器提供相关参考。

    2026年02期 v.35;No.177 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
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  • 低轨移动通信星座星间激光建链指向研究

    黄群东;

    针对低轨移动通信星座星间激光通信的迫切需求,基于星间激光通信星历互传机制,建立激光建链指向数学模型,提出星座同轨和邻轨卫星激光建链的方位角和俯仰角的计算方法。通过仿真量化了激光指向方位角、俯仰角及其角速度的控制需求。仿真分析结果表明:对于550 km轨道高度的Walker55°:4488/66/12星座,为了实现前后左右4颗卫星的星间激光建链,激光通信终端的二维转动机构需要满足方位向转动范围为-76°~+76°,俯仰向转动范围为-5°~0°;方位角速度为-0.3(°)/s~+0.3(°)/s,俯仰角速度为-0.01(°)/s~+0.01(°)/s。以上结果表明,对于不同的星座构型设计,需要量化激光通信终端的方位角和俯仰角的转动需求,以实现基于星上导航定位广播数据的星上自主激光建链指向技术。

    2026年02期 v.35;No.177 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
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  • 面向全灵活载荷的高通量卫星波束覆盖区域调整算法

    朱浩宁;李静涛;曾令超;董赞扬;

    针对传统静态波束覆盖方法和现有波束覆盖区域调整算法资源浪费大、匹配程度低、初始解对最终结果影响大等局限性问题,提出一种基于用户优先级与地理位置、面向全灵活载荷的高通量卫星波束覆盖区域调整算法。该算法通过顺序确定波束中心、在波束容量与波束直径的约束下分配用户,并为未分配用户动态创建新波束,实现通信资源的按需分配。仿真结果表明,该算法在用户满足率和资源利用率方面优于粒子群优化(PSO)算法,可提高全灵活载荷资源管控的有效性与管控效率。

    2026年02期 v.35;No.177 43-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
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  • 卫星蜂窝夹层结构跨尺度强度分析

    陈夜;杨轩;朱孔军;马超;丁毅;

    为进一步提升卫星强度设计的精准度,文章分析了蜂窝夹层结构的多种失效模式。针对卫星上带有埋件的典型蜂窝夹层结构,建立了包含埋件、蜂窝等要素的细观有限元模型,模拟了3种失效模式并分析了临界载荷。以装载有相机的某卫星为研究对象,提出了宏观与细观相结合的跨尺度建模方法。通过强度分析,发现相机安装脚附近的铝蜂窝晶格最大Mise应力达到312 MPa,超过了材料屈服极限,揭示了蜂窝损伤的发生机理,解决了传统宏观建模手段分析精度不足的问题。此研究为高承载卫星结构强度分析提供了参考,在保证强度安全的前提下,可促进卫星结构轻量化水平的提升。

    2026年02期 v.35;No.177 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K]
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  • 航天器热控流体回路微振动传递特性分析

    车邦祥;郑红阳;武耀;章朋田;王德伟;牛春洋;杨敏;王东璞;黄岩培;郭嘉;曹剑峰;苗建印;

    针对航天器热控流体回路泵运转以及工质输运过程引起的微振动问题,文章从系统角度出发,通过试验测试泵驱流体回路系统在不同工况下的微振动特性,对泵驱流体回路的振源、振动传递路径以及末端振动特性等展开研究,对流体回路系统微振动特性有了更深入理解,初步掌握了机械泵振动沿管路、基座和流体的传递特性,对后续流体回路应用于微振动敏感类载荷奠定了基础。

    2026年02期 v.35;No.177 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K]
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  • 利用PID算法的超低频段热稳定性控制规律研究

    刘泓嘉;邓祺;陈华;杨昌鹏;赵欣;程文龙;

    “天琴计划”提出了目标频段(0.1~100 mHz)上外层隔热结构在目标频域内的热稳定性应保持在30 mK/Hz~(1/2)。由于被动热控方法对超低频段(0.1~10 mHz)上的热稳定性控制效果不够理想,因此文章提出使用比例-积分-微分(PID)控制算法来对超低频段的热稳定性进行控制,并通过试验研究了PID控制下超低频段热稳定性的影响因素。试验结果表明,PID控制算法能够在频率低于1 mHz的情况下将温度振幅谱密度(TASD)降低95%以上。当频率高于7 mHz这一“临界频率”时,控制后的温度振幅谱密度反而会升高。随着输入热流幅值的减小,“临界频率”会升高,这意味着PID控制可以更好地与被动热控制互补,覆盖其无法有效抑制的频段。

    2026年02期 v.35;No.177 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
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  • 卫星行波管收集极的等效背景热沉温度确定方法

    金迪;宁博;乔心全;尹伟臻;赵啟伟;

    收集极作为卫星辐射冷却型行波管热耗最集中的部位,其热可靠性对整星的电性能、可靠性和寿命具有重要影响。文章对收集极等效背景热沉温度的工程意义进行了阐述,并提出了一种等效背景热沉温度确定方法。该方法以热仿真分析为手段,以仿真得到在轨温度为基础,通过迭代仿真得到热设计或热试验状态下的等效背景热沉温度。根据上述方法确定的等效背景热沉温度,可作为收集极热设计和热试验的第一类边界条件。以某款行波管为例进行仿真验证,结果表明:通过整星布局构型优化设计可降低收集极等效背景热沉温度;热试验等效背景热沉温度通常低于热设计,应结合具体试验条件确定试验背景热沉温度,避免过试验。

    2026年02期 v.35;No.177 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K]
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  • 材料放气污染物对低发射率表面辐射特性影响分析

    汪忠中;李玉涵;杨宝玉;吴亦农;

    为评估材料放气污染物对航天器热控系统在轨性能的影响,文章针对某航天器遮光罩开展真空升温-放气地面模拟试验,采集其释放的污染物,并利用Spectrum3傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪对污染物进行原位分析,获得了遮光罩表面可挥发分子污染的化学指纹。结果表明:污染物主要为氨基化合物、羧酸盐及烯醇类等有机小分子。污染的存在使洁净铝片在7.5~15μm长波红外发射率由7.27%跃升至25%以上,中短波区(2.5~7.5μm)则变化很小。该试验验证了污染对镜面铝等低发射率表面红外辐射特性的非线性扰动。研究同时指出,深入了解污染物在轨变化规律,可为长寿命航天器热控系统中涉及低发射率表面的部件在轨性能预测与模型修正提供关键依据。

    2026年02期 v.35;No.177 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 一种高轨通信卫星公用平台电源产品型谱化设计

    姜东升;井元良;刘治钢;王超;刘邦卫;黄涛;胡梦森;

    针对传统高轨通信卫星研制方式中电源系统单机通用性不足,每颗卫星的电源产品为定制化设计,其研制都经历电性件、鉴定件、正样件的研制,成本重叠、居高不下的问题,文章提出了一种高轨通信卫星平台电源单机产品采用模块化、型谱化的设计,针对高轨通信卫星应用的基于顺序开关分流调节电路的全调节母线电源系统,采用型谱化产品设计思路,给出了太阳电池阵、蓄电池组、电源控制器和蓄电池组接口单元共四类典型产品型谱化配置,可满足整星7.2~18 kW多种不同方案电源系统的功率需求,确保电源系统设计的比能量最优。经在轨验证,结果表明:该电源产品型谱化设计有利于提高通信卫星公用平台产品的通用化选型灵活度、提高产品的功率密度,降低产品质量,可以为其他领域卫星电源型谱化设计提供参考。

    2026年02期 v.35;No.177 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K]
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  • 航天器轨道及星座设计与优化软件开发应用

    马越辰;黄美丽;田百义;冯昊;江海;

    针对航天器对轨道设计仿真的需求,文章设计了一种应用于航天器轨道及星座设计与优化的软件——星途(XingTu),重点突破航天器轨道机动、巨型星座、借力飞行等关键技术,软件核心功能涵盖高精度轨道预报、可见性分析、覆盖评估等,适配多平台架构。该软件已应用于我国载人航天、深空探测等多个领域,为遥感、通信等提供关键设计工具,实现了航天工业软件国产化替代。

    2026年02期 v.35;No.177 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
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  • 面向卫星网络的星载软件在轨维护策略

    齐征;闫世贤;田鹏;董方;田苗苗;蔺祥宇;任天一;邵芸松;

    针对无法通过卫星网络进行星载软件在轨维护的问题,结合已有的单颗卫星在轨维护策略和星间组网协议,提出了面向卫星网络的星载软件在轨维护策略。该策略利用3个核心星载模块和空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准协议、互联网协议第6版(IPv6)/用户数据报协议(UDP)完成星载软件在轨维护程序数据封装和传输。通过实际的卫星网络和典型工程场景对该策略进行验证。结果表明:文章策略能极大程度提高卫星网络中星载软件在轨维护的效率,可为我国后续卫星网络的全天时高效更新奠定基础。

    2026年02期 v.35;No.177 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1018K]
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CAST+AI·R

  • 应用数字孪生的航天器自主健康智能模型可信评估技术

    刘鹤;尹溶森;常峻铭;

    针对当前航天器自主健康智能模型测试充分性与评估可信性不足问题,研究以泛化性和鲁棒性为核心维度的新型测试范式与可信评估技术。以航天器能源系统为例,构建其典型单机与任务场景的数字孪生模型,模拟航天器在轨任务生成数据。搭建半物理仿真平台,形成数字孪生模型与航天器自主健康单机间的数字-物理闭环验证环境,为航天器自主健康智能模型可信评估提供支撑。在此环境中,自主健康智能模型基于遥测数据进行异常检测与故障诊断。应用所提评估方法,从泛化性与鲁棒性2个维度对自主健康智能模型开展可信评估。文章所提技术提升了自主健康智能模型评估的可信性,可为增强航天器在轨自主运行能力与任务可靠性提供有效支撑。

    2026年02期 v.35;No.177 111-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1230K]
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  • 基于大语言模型的航天器健康管理知识图谱构建与应用

    刘超;刘鹏;张香燕;陈曦;衣秀;

    针对航天器在轨运行数据的复杂性及专家知识离散化问题,构建航天器故障知识图谱,为异常工况提供关联知识辅助与逻辑推理支撑。文章提出一种融合知识图谱嵌入与大语言模型的航天器健康管理知识问答方法。首先,利用知识图谱嵌入技术对实体与关系进行向量化表征,深度挖掘设备间的复杂语义关联;其次,结合三元组向量计算与双数组字典树(DAT)优化检索效率,并对大语言模型进行领域知识对齐与调优。在此基础上,设计涵盖语义解析、候选答案生成的全链路故障问答流程,并利用向量数据库实现高维语义信息的高效检索与相似度匹配。试验与应用分析表明,文章的方法能够显著提升航天器故障诊断的准确性与响应效率,为航天器的健康管理提供了新的技术路径。

    2026年02期 v.35;No.177 120-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
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  • 基于人工智能的卫星试验鉴定一体化试验设计

    郭振伟;何贝琛;黄首清;杨浩哲;王梦园;马楷镔;

    针对传统线性试验流程及批产导向的鉴定范式存在应用试验后移、极限考核不充分等问题,文章提出基于人工智能的卫星一体化试验设计(AI-ITD)框架,通过指标体系设计—关键指标分类评价—AI驱动多应力试验的完整流程,采用高斯过程回归(GPR)等AI模型构建多应力与性能指标的映射关系,结合试验点三因素分步筛选算法动态逼近极限包络。以某卫星星上目标定位精度为核心指标开展验证。结果表明:该方法仅需约80个试验点即可使极限包络预测正确率稳定在90%以上,显著优于传统正交试验,实现了极小试验代价下卫星服役条件的摸边探底,AI-ITD框架可以为航天装备质量能力提升提供参考。

    2026年02期 v.35;No.177 128-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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管理与实践

  • 面向商业航天的通信卫星有效载荷快速迭代与批产研制实践

    郑晓天;牟永恒;王雨琦;梁弼政;佟金成;

    针对商业航天低轨星座对通信卫星有效载荷快速迭代与批产研制提出的挑战,即系统性能一致性要求与产品耦合性挑战、测试场景创新与效率瓶颈挑战、技术迭代紧迫性与兼容性挑战、传统研制模式与商业航天需求的适配性挑战,基于低轨通信星座研制实践,提出了全链路优化设计、多维度测试体系与自动化判读、多层级系统兼容性设计、大力协同垂直整合组织模式的优化措施。通过建立包含系统性设计与垂直整合的研制模式,实现了有效载荷交付效率提升约5倍,可为商业航天背景下通信卫星有效载荷的快速迭代与批产研制提供实践参考。

    2026年02期 v.35;No.177 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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测试试验与运维

  • 航天器小样本遥测数据智能判读规则框架构建与应用

    陈娟;李继坤;徐顺帆;董孟成;李佳;

    航天器遥测数据是反映航天器运行状态、支撑航天器健康管理与故障诊断的核心信息,具有有效样本总量少、故障异常样本稀缺的小样本特性,给遥测数据的精确判读带来了极大挑战。当前工程中广泛应用的传统判读方法,多依赖专家经验制定固定判据,存在判据形式单一、小样本场景下异常检测泛化能力不足的问题,难以满足航天器智能化健康管理的应用需求。针对上述问题,提出面向航天器小样本遥测数据的智能判读规则框架,构建了涵盖系统分析、数据准备、规则生成、智能判读四个核心环节的全流程技术体系。通过漂移扩展、卷积扩展方法等,实现正负样本扩增与特征表征;针对突发型、渐变型两类典型故障,分别采用变化点检测、动态阈值算法生成判读规则。以航天器发动机压力信号为例进行验证,结果表明,该框架可精准识别小样本场景下的遥测数据异常,提升判读智能化水平,可为相关技术的工程化应用提供核心技术支撑。

    2026年02期 v.35;No.177 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K]
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  • 一种在轨航天器技术支持系统智能运维方法

    李成;刘鹏;李晗;衣秀;

    针对在轨航天器技术支持系统多源异构数据关联度低、故障演化机理复杂及根因定位困难的问题,文章提出一种集成物理拓扑约束与多模态数据融合的智能运维方法。首先,设计异构数据语义对齐与跨模态融合机制,构建时空拓扑感知的多层运维知识图谱;其次,提出一种融合动态图神经网络与因果推理的故障演化建模算法,定量刻画故障在复杂拓扑中的时空传播特性,提升系统实时诊断、异常预警及复杂根因定位的准确性。导航在轨技术支持系统的试验验证表明:该方法在故障根因分析中前3名的准确率达到93%,显著提升了航天器运维智能化水平。

    2026年02期 v.35;No.177 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K]
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  • 美国“阿耳特弥斯2号”载人绕月飞船返回地球

    <正>~~

    2026年02期 v.35;No.177 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 《航天器工程》征稿简则

    <正>《航天器工程》是由北京空间飞行器总体设计部主办的综合性技术期刊,也是中国宇航学会飞行器总体专业委员会、中国宇航学会系统工程与项目管理专业委员会会刊,是国内全面、综合反映空间技术发展、工程研究、系统设计、集成测试和试验发展水平的代表性期刊之一,是中国科技核心期刊、中文核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊,面向国内外公开发行。主要读者对象是从事航天器工程及其相关领域的科研人员、工程技术人员和管理人员,以及大专院校相关专业的教师和研究生等。

    2026年02期 v.35;No.177 160页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 《中文核心期刊要目总览》2023年版入编通知

    <正>《航天器工程》主编先生/女士:我们谨此郑重通知:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,贵刊《航天器工程》入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版)之航空、航天类的核心期刊。《中文核心期刊要目总览》2023年版从2021年10月开始研究,研究工作由北京大学图书馆主持,共32个单位的148位专家和工作人员参加了本项研究工作,全国各地9473位学科专家参加了核心期刊表的评审工作。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1987种核心期刊。

    2026年02期 v.35;No.177 162页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
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