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基于宇航级NPU的轻量化Yolov5算法的目标检测系统
1
作者 刘冰 周海 +3 位作者 卞春江 成晓蕾 王鹏飞 张彪 《空间科学学报》 北大核心 2025年第4期1123-1133,共11页
由于空间探测任务中需处理的遥感图像数量增多,对目标检测系统的鲁棒性和时效性要求越来越高,将大量遥感数据传输给地面再进行处理已经无法满足空间探测任务的需求.针对此问题,本文开展了基于宇航级NPU的遥感图像在轨目标检测系统研究,... 由于空间探测任务中需处理的遥感图像数量增多,对目标检测系统的鲁棒性和时效性要求越来越高,将大量遥感数据传输给地面再进行处理已经无法满足空间探测任务的需求.针对此问题,本文开展了基于宇航级NPU的遥感图像在轨目标检测系统研究,以Yolov5s网络为基础,替换与NPU适配度低的部分并引入注意力机制提升精度,解决深度学习算法模型复杂和计算量大导致其在星上难以部署的问题.优化后的网络迭代训练后部署在开发板上,经CPU-NPU并行协同处理,并行执行图像处理三部分,充分利用Yulong810A平台资源.实验显示,优化后的网络部署到星上平台后参数量减少75%,mAP值达71.25%,检测速度为47.67 frame·s^(-1),均超过原版Yolov5s网络,成功构建了一个更轻量快速的目标检测系统. 展开更多
关键词 空间探测 遥感图像 星上处理平台 深度学习 并行处理设计
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基于宇航级FPGA的YOLOv5s网络模型硬件加速 被引量：3
2
作者 蒋康宁 周海 +1 位作者 卞春江 汪伶 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期950-962,共13页
由于遥感图像具有分辨率高和背景信息复杂的特点,其对目标检测的精确性和鲁棒性要求越来越高,因此遥感图像处理领域逐渐引入了卷积神经网络算法。然而此类算法通常模型复杂且计算量庞大,难以在空间与资源受限的星上平台高效运行。针对... 由于遥感图像具有分辨率高和背景信息复杂的特点,其对目标检测的精确性和鲁棒性要求越来越高,因此遥感图像处理领域逐渐引入了卷积神经网络算法。然而此类算法通常模型复杂且计算量庞大,难以在空间与资源受限的星上平台高效运行。针对这一问题,提出一种基于宇航级现场可编程门阵列(Filed Programmable Gate Array, FPGA)的卷积神经网络硬件加速架构,并选用YOLOv5s作为目标网络,采用输入与输出通道并行展开以及数据流水线控制的策略进行架构设计。实验结果表明,在使用该处理架构加速YOLOv5s的推理阶段,卷积模块的工作频率可以达到200 MHz,其运算性能高达394.4GOPS(Giga Operations Per Second),FPGA的功耗为14.662 W,数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)计算矩阵的平均计算效率高达96.29%。 展开更多
关键词 星上系统 卷积神经网络 硬件加速 现场可编程门阵列
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基于异构计算的航天测控数传基带架构设计
3
作者 孟景涛 成亚勇 +2 位作者 田之俊 刘云杰 邢翠柳 《航天技术与工程学报》 2026年第1期71-81,共11页
随着我国低轨星座规模的扩大,地面测控数传基带需应对更大处理规模、更高通用性与更强扩展性的挑战。为了构建一个高效、灵活、可扩展的异构计算系统,以满足当前测控数传基带的发展要求,在借鉴目前云计算领域对计算资源的调度管理及异... 随着我国低轨星座规模的扩大,地面测控数传基带需应对更大处理规模、更高通用性与更强扩展性的挑战。为了构建一个高效、灵活、可扩展的异构计算系统,以满足当前测控数传基带的发展要求,在借鉴目前云计算领域对计算资源的调度管理及异构算力发展现状分析的基础上,围绕CPU+GPU+FPGA异构通用计算平台,开展基带信号处理架构研究,该架构设计使用统一资源管理模型对多类型计算资源进行动态调度与协同,支持集群管理并具备良好的跨平台部署能力,且能依据不同场景灵活配置资源以提升性能与能效。试验验证表明,这种基于异构计算的基带信号处理架构能够满足各类测控数传任务体制场景下的通用性和扩展性需求,具备良好的工程应用前景,为未来测控系统中异构计算资源的使用提供了可行的技术路径。 展开更多
关键词 测控数传基带 异构计算 GPU FPGA 信号处理 资源调度
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航天测量船支持月球探测研究
4
作者 刘冰 杨维维 +2 位作者 刘向阳 李宇波 徐先春 《航天技术与工程学报》 2026年第1期56-63,共8页
月球探测飞行任务具有距离远、轨道复杂、任务周期长等特点,在全程连续跟踪、应急实时响应、高精度且安全可靠等方面对测控系统提出了新的挑战。本文针对月球探测飞行任务典型流程,梳理了各阶段测控需求,分析了现有陆基深空测控网的覆... 月球探测飞行任务具有距离远、轨道复杂、任务周期长等特点,在全程连续跟踪、应急实时响应、高精度且安全可靠等方面对测控系统提出了新的挑战。本文针对月球探测飞行任务典型流程,梳理了各阶段测控需求,分析了现有陆基深空测控网的覆盖盲区以及海外站不可用等情况下对关键弧段的影响。航天测量船作为测控网的移动节点,具有灵活布设优势,是解决陆基测控覆盖不足以及应急测控保障的关键手段。通过仿真分析了不同场景下测量船布设策略,为关键环节提供连续可靠的测控支持,可增强系统的冗余性与安全性。最后分析了测量船在发挥月球探测飞行任务测控支持效能时面临的现实挑战及需要解决的关键技术难题,为我国未来月球科研站建造任务的测控系统方案设计提供参考,也为后续航天测量船设备建设提供技术支撑。 展开更多
关键词 月球探测 航天测控 航天测量船 测控网
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深空探索的战略规划、创新驱动与合作机制
5
作者 徐能武 《人民论坛·学术前沿》 北大核心 2026年第2期42-53,共12页
深空探索是人类航天活动的重要方向之一,既关涉国家战略目标,也关乎人类前途命运。加强深空探索、共创深空未来,要求进一步凝练重大科学问题并制定切实可行的探测计划,合理规划地月空间资源能源开发利用,统筹发展各类深空探索产业。深... 深空探索是人类航天活动的重要方向之一,既关涉国家战略目标,也关乎人类前途命运。加强深空探索、共创深空未来,要求进一步凝练重大科学问题并制定切实可行的探测计划,合理规划地月空间资源能源开发利用,统筹发展各类深空探索产业。深空探索的未来发展需以技术创新为核心动力,持续加大航天技术创新力度,加紧关键技术攻关突破,充分发挥重大项目牵引作用,促进深空探索协同创新发展,并以深空探索发展带动经济社会创新发展和人类文明的跃升进步。深空探索事业作为超大型工程,亟须汇聚各国人力、物力和财力,加大太空开发利用领域深空探索国际合作,努力推进深空探索标准化通用化,加大航天技术交流合作力度,积极完善深空探索国际合作机制。 展开更多
关键词 深空 探索利用 战略规划 创新驱动 国际合作
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中国航天发射场航班化发射能力提升策略研究
6
作者 苗岩松 侯华 吴海龙 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期77-83,共7页
航班化发射能力是未来航天发射场必须具备的能力之一,是衡量航天发射场发射能力的重要指标。针对航天发射场提升航班化发射能力所面临的顶层规划短板、基础设施压力大、亟需技术升级和管理安全风险4个方面的挑战,从体系架构、整体布局... 航班化发射能力是未来航天发射场必须具备的能力之一,是衡量航天发射场发射能力的重要指标。针对航天发射场提升航班化发射能力所面临的顶层规划短板、基础设施压力大、亟需技术升级和管理安全风险4个方面的挑战,从体系架构、整体布局、运营模式、火箭型谱、测发技术等方面全方位分析并提出了10条应对策略,为航天发射场提升航班化发射能力提供借鉴。 展开更多
关键词 航班化 航天发射场 发射能力 挑战 应对策略
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评论:固体推进剂增材制造技术的研究进展与展望
7
作者 李涤尘 《固体火箭技术》 北大核心 2026年第1期1-1,共1页
固体推进剂药柱作为固体火箭发动机的动力来源,其性能提升对航空航天工业具有重大意义。增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)应用于固体推进剂设计制造,有望在药柱设计和制造上实现重大突破。近年来,国内外动力推进的研究人员围绕... 固体推进剂药柱作为固体火箭发动机的动力来源,其性能提升对航空航天工业具有重大意义。增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)应用于固体推进剂设计制造,有望在药柱设计和制造上实现重大突破。近年来,国内外动力推进的研究人员围绕增材制造固体推进剂开展科研攻关。 展开更多
关键词 增材制造技术 固体推进剂 药柱设计
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面向有限区域的航天发射工位选址决策方法研究
8
作者 张勇 程玉强 +2 位作者 王江涛 成晓鹏 高子珏 《航天技术与工程学报》 2026年第1期82-89,共8页
在发射场内部有限区域内选择发射工位建设位置时,需考虑安全、地理、交通、建设基础、管理、保障等诸多因素,传统选址方法以定性方法为主,定量方法为辅,在处理有限区域内多约束耦合、动态指标调整时存在局限性,需结合定量优化技术进一... 在发射场内部有限区域内选择发射工位建设位置时,需考虑安全、地理、交通、建设基础、管理、保障等诸多因素,传统选址方法以定性方法为主,定量方法为辅,在处理有限区域内多约束耦合、动态指标调整时存在局限性,需结合定量优化技术进一步改进。基于改进逼近理想解排序法(TOPSIS),建立了多目标决策模型,结合有限区域的约束特性,构建了选址决策指标体系,并提出了求解算法。通过案例分析,验证了选址方法的可行性。该方法可降低决策的主观性,采用熵权法客观赋权,实现了硬约束与软约束指标的量化融合,提升了复杂场景下的决策精度,能有效解决发射场内部空间资源紧张问题,为发射工位实际工程选址提供决策支持。 展开更多
关键词 发射工位选址 有限区域 TOPSIS方法 多目标决策 指标体系 熵权法
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2026年国外重大航天任务展望
9
作者 张扬眉 宋国梁 +3 位作者 王韵涵 武珺 李琪蓝 刘韬 《国际太空》 2026年第1期12-19,共8页
2026年,全球航天活动将延续往年的高度活跃态势,并迎来空间探索、应用卫星和太空安全领域的多项里程碑事件,步入加速发展和激烈竞争的新阶段。1空间探索领域美国开展首次载人绕月飞行任务2026年2月,美国将再次利用“空间发射系统”(SLS... 2026年,全球航天活动将延续往年的高度活跃态势,并迎来空间探索、应用卫星和太空安全领域的多项里程碑事件,步入加速发展和激烈竞争的新阶段。1空间探索领域美国开展首次载人绕月飞行任务2026年2月,美国将再次利用“空间发射系统”(SLS)运载火箭发射“猎户座”(Orion)飞船,执行“阿尔忒弥斯”(Artemis)计划第二次任务,也是自1972年“阿波罗”(Apollo)计划结束以来的首次载人探月任务。4名航天员将在为期10天的载人绕月飞行任务中测试火箭和飞船能力,重点测试飞船的生命支持系统、交会对接能力,并首次在地月空间测试新型高速激光通信技术,为后续载人登月任务奠定基础。 展开更多
关键词 SLS火箭 航天任务 载人绕月 2026年 空间探索
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新型低温运载火箭射前中止发射逆流程研究
10
作者 徐浩东 李利群 辛高波 《宇航总体技术》 2026年第1期13-21,共9页
随着我国新型低温运载火箭发射量的持续增长,射前中止发射偶有发生,有必要对中止发射后逆流程开展系统研究。首先结合典型案例分析了射前中止发射原因,明确了应急处置原则,并对中止发射阶段进行了合理划分,探讨了不同阶段中止发射后逆... 随着我国新型低温运载火箭发射量的持续增长,射前中止发射偶有发生,有必要对中止发射后逆流程开展系统研究。首先结合典型案例分析了射前中止发射原因,明确了应急处置原则,并对中止发射阶段进行了合理划分,探讨了不同阶段中止发射后逆流程处置策略。提出了基于多因素决策并结合网络层次分析法和模糊综合评价法的再次发射安全性评估方法,进而构建了完整的从中止发射后逆流程处置到再次组织加注发射全过程的处置策略。最后设定射前1 min箭上关键设备故障紧急中止发射想定,论述了中止发射后处置策略的可行性。为增强火箭发射效能提供了一定的参考和借鉴依据。 展开更多
关键词 新型低温运载火箭 中止发射 逆流程处置 恢复发射 故障想定
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大质量飞船返回舱竖直着陆缓冲特性研究
11
作者 何青松 滕海山 +4 位作者 牟金岗 雷江利 武士轻 竺梅芳 赵淼 《航天器工程》 北大核心 2026年第1期70-78,共9页
为研究大质量(5000~10000 kg)返回舱着陆缓冲特性,文章以我国新一代载人飞船返回舱为研究对象,开展了返回舱竖直着陆缓冲试验,建立了返回舱竖直着陆缓冲理论解析模型,编制了返回舱竖直着陆缓冲特性计算程序,考察了参数变化对返回舱着陆... 为研究大质量(5000~10000 kg)返回舱着陆缓冲特性,文章以我国新一代载人飞船返回舱为研究对象,开展了返回舱竖直着陆缓冲试验,建立了返回舱竖直着陆缓冲理论解析模型,编制了返回舱竖直着陆缓冲特性计算程序,考察了参数变化对返回舱着陆缓冲性能的影响。研究结果表明:排气口面积对返回舱着陆缓冲性能影响十分显著,排气口面积越大,返回舱的缓冲过载峰值越小;气囊初始充气压力越大和气囊初始温度的对着陆缓冲过载影响相对较小,初始充气压力越大,着陆缓冲过载峰值越小,气囊初始温度减小,着陆缓冲过载略微增加;排气过载阈值总体上对返回舱着陆缓冲性能影响较小;返回舱竖直着陆缓冲特性理论模型计算结果与试验结果符合较好,验证了理论模型的可靠性。 展开更多
关键词 返回舱 着陆缓冲 理论解析 缓冲过载
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长期贮存装备组件补充方案评估及确定方法
12
作者 徐立 王鹏 +1 位作者 张林森 张恺 《兵工学报》 北大核心 2026年第1期416-426,共11页
针对长期贮存装备贮存期内组件多批次补充方案评估及确定问题,考虑组件贮存过程中的失效情况,分析不同批次补充的组件对装备完好状态的影响,基于卷积定理建立适应组件多批次补充供应模式的装备完好数量概率模型;以装备数量达标概率指标... 针对长期贮存装备贮存期内组件多批次补充方案评估及确定问题,考虑组件贮存过程中的失效情况,分析不同批次补充的组件对装备完好状态的影响,基于卷积定理建立适应组件多批次补充供应模式的装备完好数量概率模型;以装备数量达标概率指标为约束条件,以多批次补充组件购置总费用为优化目标,建立组件补充方案优化模型,提出基于边际效益值的分层优化方法。通过算例开展仿真和算法对比分析发现,新建立的组件补充方案评估模型能够适应常见贮存寿命分布组件的多批次补充方案评估场景,具有较高的评估精度,新提出的优化方法能在达标概率指标约束下给出组件多批次补充方案。新提出的模型和优化方法能够为装备维修保障人员开展装备组件储备方案评估、制定装备组件补充方案提供理论支撑和决策支持。 展开更多
关键词 装备 长期贮存 组件 多批次 补充方案 评估 优化
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含能增塑剂合成策略及其应用研究进展
13
作者 徐若千 PAL YASH +3 位作者 武杨 陈妍慧 汪营磊 张俊林 《火炸药学报》 北大核心 2026年第1期1-21,I0001,共22页
含能增塑剂是增强炸药和推进剂系统的机械性能、加工性和整体性能的基本功能性添加剂,同时将满足对更高能量输出的需求。以核心含能化策略为基准,以叠氮基类、硝基类、硝酸酯基类、硝胺基类和复合基团类含能增塑剂为主体,同时兼顾寡聚... 含能增塑剂是增强炸药和推进剂系统的机械性能、加工性和整体性能的基本功能性添加剂,同时将满足对更高能量输出的需求。以核心含能化策略为基准,以叠氮基类、硝基类、硝酸酯基类、硝胺基类和复合基团类含能增塑剂为主体,同时兼顾寡聚物类、离子液体类特殊含能增塑剂,系统综述了不同类别含能增塑剂的合成策略与基本物化、爆轰等应用特性,对相关化合物的性能进行了归纳与比较。指出叠氮化反应与硝化反应是含能增塑剂实现含能化的主要途径,通过特定骨架与含能基团的结合,将赋予含能增塑剂不同的理化与能量性能,为后续含能增塑剂的结构设计、样品制备与配方应用提供了重要参考。附参考文献130篇。 展开更多
关键词 含能增塑剂 硝化甘油 NG 固体推进剂 叠氮化反应 硝化反应
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超声速降落伞优化设计关键技术研究设想与展望
14
作者 李伟 房冠辉 +6 位作者 戢中东 王臻 苏浩东 马可瑶 范东宇 贾贺 苏业旺 《航天返回与遥感》 北大核心 2026年第1期159-171,共13页
在航天器回收与减速等任务中,超声速降落伞面临气动与结构强耦合作用机理不明确、动态稳定性预测与控制困难等关键问题,给结构优化设计带来严峻考验。文章系统总结了超声速条件下伞体所涉及的复杂流动与结构响应问题,提出了以解析复杂... 在航天器回收与减速等任务中,超声速降落伞面临气动与结构强耦合作用机理不明确、动态稳定性预测与控制困难等关键问题,给结构优化设计带来严峻考验。文章系统总结了超声速条件下伞体所涉及的复杂流动与结构响应问题,提出了以解析复杂流场结构、研究伞衣动态变形与失效机理、获取局部载荷验证数据、实现优化迭代为核心技术路径的研究设想,并据此构建了研究框架。文章旨在为超声速降落伞的优化设计提供系统性方法参考,相关技术突破有望显著提升降落伞性能预测与载荷评估等方面的设计精度与效率。 展开更多
关键词 超声速 降落伞 柔性传感器 优化设计 研究设想
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水切割固体推进剂起爆机理研究进展
15
作者 孙进坤 张洁 +6 位作者 黄滋龙 程迪 高扬 吴世曦 葛志强 郭翔 熊永亮 《固体火箭技术》 北大核心 2026年第1期41-48,共8页
针对固体火箭发动机推进剂退役处理规模持续扩增的工程安全需求,综述了水切割固体推进剂过程中的潜在起爆机理研究进展。通过解析射流压力、组分特性、热积累模式等关键因素对起爆阈值的影响规律,评述了当前热起爆、冲击起爆等主流理论... 针对固体火箭发动机推进剂退役处理规模持续扩增的工程安全需求,综述了水切割固体推进剂过程中的潜在起爆机理研究进展。通过解析射流压力、组分特性、热积累模式等关键因素对起爆阈值的影响规律,评述了当前热起爆、冲击起爆等主流理论模型的适用性与局限性。研究表明,监测到的热点温度普遍低于推进剂热分解与起爆阈值,传统热起爆理论难以完全解释实际安全事故;冲击起爆机制所需射流压力(>1 GPa)远高于常用作业参数,实际起爆风险较低。总结出两类非热主导的潜在起爆机制:一是空泡溃灭引发的局部超压机制,其瞬时压力可达GPa量级,与推进剂爆压相当,并且在水切割中因缺少水体缓冲而风险更高;二是尘雾爆燃机制,水切割形成的含二茂铁等催化剂的混合物在高湿环境下最小点火能降低,对静电等外界激励更为敏感。当前研究仍面临瞬态局部参数监测困难、多物理场耦合模型缺乏等问题。未来应重点发展高时空分辨的在线监测技术,建立空化-多相流-材料响应耦合模型,并制定针对含敏感催化剂推进剂的安全作业指南,以支撑退役推进剂规模化安全处理。 展开更多
关键词 水射流切割 固体推进剂 起爆机理 空泡溃灭起爆 尘雾起爆
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面向地基随遇接入的卫星自主选择测控站方法
16
作者 谢英泽 王淦 +2 位作者 史秀秀 赵笛 窦骄 《航天器工程》 北大核心 2026年第1期45-51,共7页
针对地基随遇接入测控体制下卫星需要在过境时对多个测控站选择接入和切换的问题,从测控站可用仰角和卫星随遇天线可用角度出发,提出一种面向地基随遇接入的卫星自主选择测控站方法。该方法根据预设的天线可用角度、测控站仰角门限等参... 针对地基随遇接入测控体制下卫星需要在过境时对多个测控站选择接入和切换的问题,从测控站可用仰角和卫星随遇天线可用角度出发,提出一种面向地基随遇接入的卫星自主选择测控站方法。该方法根据预设的天线可用角度、测控站仰角门限等参数和其他分系统广播的姿态、轨道等数据,对多个测控站的仰角和随遇天线的俯仰角进行精确计算,最后选择通信质量最优的测控站进行接入和切换。对该方法与选择距离最近测控站方法进行仿真对比,结果表明,该方法能有效选择通信质量最优的测控站,可用于星载地基随遇接入系统。 展开更多
关键词 卫星 地基随遇接入 测控站选择 天线角度
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微流控芯片加载的秀丽隐杆线虫样品制备流程
17
作者 元姝棋 梁正 +6 位作者 陈宇晴 刘缘缘 杨倩倩 常文博 钟润涛 王巍 孙野青 《空间科学学报》 北大核心 2026年第1期131-141,共11页
随着中国空间站舱外辐射暴露平台的逐步应用,空间辐射造成的长期生物损伤是空间生命科学亟待研究的方向.秀丽隐杆线虫作为空间飞行实验的模式生物,其辐射效应研究能够为人类深空辐射风险评估和防护提供重要依据.为实现长期空间飞行下线... 随着中国空间站舱外辐射暴露平台的逐步应用,空间辐射造成的长期生物损伤是空间生命科学亟待研究的方向.秀丽隐杆线虫作为空间飞行实验的模式生物,其辐射效应研究能够为人类深空辐射风险评估和防护提供重要依据.为实现长期空间飞行下线虫的发育分析,需依托微流控芯片液体培养系统进行搭载与观测.为明确微流控芯片线虫样品的发育制备要求和加载方案,研究采用灼烧法对野生型、DNA损伤修复蛋白(RAD-51, CEP-1)和肌肉运动蛋白(UNC-54)荧光品系在不同扩繁周期和发育时间进行群体体宽测量,确定不同品系最适的扩繁和发育时长,弥补芯片加载时样品同步性不足的问题.利用上述流程制备的四种线虫加载于神舟十六飞船任务的线虫芯片,样品体宽范围为27.71~28.02μm,符合芯片加载要求(24~29μm),保证了芯片内个体状态的一致性.本研究建立了线虫扩繁-同步化-体宽控制-芯片加载的实验流程,为空间站液体培养线虫搭载和观测提出“质控”要求. 展开更多
关键词 秀丽隐杆线虫 液体无菌培养 微流控 发育
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NEPE推进剂的高压燃烧性能研究进展
18
作者 辛凯 杨凯瑞 +5 位作者 霍正 李炬 杨荣杰 李玉平 李强 王登可 《推进技术》 北大核心 2026年第1期33-52,共20页
调控高压燃烧性能、降低燃速压强指数是国内外研究NEPE推进剂的热点方向,但是国外关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究较少。本文简要综述了NEPE推进剂燃烧模型方面的研究进展,并且从黏合体系、氧化剂、硝胺炸药、铝粉、燃烧性能调节剂等... 调控高压燃烧性能、降低燃速压强指数是国内外研究NEPE推进剂的热点方向,但是国外关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究较少。本文简要综述了NEPE推进剂燃烧模型方面的研究进展,并且从黏合体系、氧化剂、硝胺炸药、铝粉、燃烧性能调节剂等五个方面总结了国内学者与本文作者团队关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究结果。在高压下,NEPE推进剂的燃速压强关系出现拐点,主要与氧化剂与硝胺炸药以及铝粉之间的反应有关。本文列举了几类广泛应用于NEPE推进剂中的燃烧性能调节剂,研究新型燃烧性能调节剂或者通过纳米化、复配、负载等手段增强燃烧性能调节剂的效果是调控NEPE推进剂高压燃烧性能的有效手段。 展开更多
关键词 NEPE推进剂 燃烧性能 燃速拐点 燃烧性能调节剂 综述
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基于机器学习的HTPB推进剂配方燃速预测与智能设计
19
作者 陈少臣 徐鹏程 +5 位作者 赵向阳 葛志强 高素琪 彭君晟 王晓晨 马煜 《固体火箭技术》 北大核心 2026年第1期91-101,共11页
采用机器学习(ML)方法结合智能优化算法,开展了端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂配方的燃速性能预测与智能设计,以提升HTPB推进剂配方的设计效率。首先,使用140个HTPB推进剂配方样本训练和评估深度神经网络(DNN)模型以预测燃速,并与随机森林... 采用机器学习(ML)方法结合智能优化算法,开展了端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂配方的燃速性能预测与智能设计,以提升HTPB推进剂配方的设计效率。首先,使用140个HTPB推进剂配方样本训练和评估深度神经网络(DNN)模型以预测燃速,并与随机森林回归(RFR)、梯度提升回归(GBR)和高斯过程回归(GPR)模型进行对比。随后,使用置换特征重要度和沙普利加性解释方法计算DNN模型的特征变量重要度,获取能够对燃速产生重要影响的输入特征变量。最后,在不同工作温度(T:20.0~33.8℃)和工作压强(P:4~17 MPa)下设定多个燃速目标,使用黏菌算法(SMA)优化DNN模型,获得燃速满足要求时的配方组成数据,从而完成配方优化设计工作。结果表明,DNN模型在训练集、测试集上的决定系数均超过了0.99,预测精确度良好且优于RFR、GBR和GPR模型;特征变量重要度分析显示,提升Al含量可增大燃速,而提升HTPB含量则会降低燃速;通过SMA算法优化DNN模型,在不同T、P下成功获取了燃速满足不同要求(最大值、目标值)的配方组成数据,验证了ML模型结合智能优化算法设计配方的可行性。 展开更多
关键词 HTPB推进剂 燃速 深度神经网络 黏菌算法 配方优化
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