执行摘要 • 美国宇航局约翰·H·格伦研究中心(格伦研究中心)位于俄亥俄州桑达斯基的刘易斯场(克利夫兰霍普金斯国际机场旁)和尼尔·A·阿姆斯特朗试验场(阿姆斯特朗试验场),开展研究、工程开发和测试,以推动航空业发展、探索宇宙并改善地球上的生活。其科学家和工程师通常与美国公司、大学和其他政府机构合作,为航天器提供先进的技术和飞行系统并提高飞机效率。该中心的核心能力集中在空气呼吸和空间推进、动力系统、航空航天通信、极端环境材料、生物医学技术和物理科学中的高价值空间实验 - 所有这些都致力于解决重要的实际航空航天问题并为我们的国家开辟新的前沿(科学、技术和经济)。 • 美国宇航局格伦的校园包括 191 多栋建筑,其中包含一系列独特的世界级实验室和测试设施。自 1941 年 1 月 23 日美国国家航空咨询委员会(NASA 的前身)航空发动机研究实验室破土动工以来,NASA 格伦校区的建设已投入超过 11.3 亿美元。刘易斯场和阿姆斯特朗试验设施目前的估计重置价值约为 52.1 亿美元。
NSRP 是一个亚轨道太空飞行计划,主要支持 NASA 赞助的太空和地球科学研究活动、其他政府机构以及国际探空火箭团体和科学家。自 1959 年成立以来,已执行了约 3,000 次任务,过去二十年中总体科学任务成功率超过 90%,运载火箭成功率超过 97%。该计划是一项低成本、快速响应的计划,每年为科学和技术演示调查提供大约 20 次飞行机会。科学调查涉及高层大气、等离子体物理、太阳物理、行星大气、银河天文学、高能天体物理学和微重力研究。这些火箭从世界各地的各种发射场发射。20 世纪 80 年代中期,NSRP 被整合到戈达德太空飞行中心的瓦洛普斯飞行设施。该计划在平均有效载荷大小、重量、复杂性和范围方面持续增长。 NSRP 飞行系统是极为先进的航天器,能够将 1,000 磅的有效载荷发射到 280 公里,将 250 磅的有效载荷发射到 1,500 公里远地点。NSRP 客户主要由大学和政府研究团体组成;不过,一些研究活动涉及商业部门。该计划为亚轨道太空领域贡献了重要的科学发现和研究论文
AAIB 航空事故调查处 ACARS 飞机通信寻址和报告系统 ACP 音频控制面板 ADIRU 空中数据和惯性基准单元 ADM 空中数据模块 ADR 空中数据基准 ADS-C 自动相关监视合同 AFS 自动飞行系统 AIC 航空情报通告 AMU 音频管理面板 AOC 航空公司运行管制 ASECNA 非洲和马达加斯加空中交通安全局 ATA 美国航空运输协会 ATC 空中交通管制 ATPL 航空公司运输飞行员执照 ATSU 空中交通服务单位 BFU 德国事故调查委员会 (Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung) BITE 内置测试设备 SB 服务通告 CAS 校准空速 CAT 晴空湍流 OCC 运行协调中心 ECC 航路管制中心 RCC 救援协调中心 CDL 配置偏差清单 CECLANT 大西洋司令部 CENIPA 巴西事故调查委员会 (CENtro de Investigação e Prevenção de Causeditions) CFR 当前飞行报告 CG 重心 CMC 中央维护计算机 CMS 中央维护系统 CNOA 法国国家运营中心 CPDLC 管制员-飞行员数据链路通信 CPL 商业飞行员执照 DGAC 法国民航总局 (Direction Générale de l'Aviation Civile) DMC 显示管理计算机
执行摘要 美国宇航局约翰·H·格伦研究中心(格伦研究中心)位于俄亥俄州桑达斯基的刘易斯场(克利夫兰霍普金斯国际机场旁)和尼尔·A·阿姆斯特朗试验场(阿姆斯特朗试验场),开展研究、工程开发和测试,以推动航空业发展、探索宇宙并改善地球上的生活。其科学家和工程师为航天器提供先进的技术和飞行系统,并提高飞机效率,通常与美国公司、大学和其他政府机构合作。该中心的核心能力集中在空气呼吸和空间推进、动力系统、航空航天通信、极端环境材料、生物医学技术和物理科学中的高价值空间实验 - 所有这些都专注于解决重要的实际航空航天问题并为我们的国家开辟新的前沿(科学、技术和经济)。 1 美国宇航局格伦的校园包括 198 多栋建筑,其中包含一组独特的世界级实验室和测试设施。自 1941 年 1 月 23 日美国国家航空咨询委员会(NASA 的前身)的航空发动机研究实验室破土动工以来,NASA 格伦校区的建设已投入超过 10.4 亿美元。刘易斯场和阿姆斯特朗试验设施目前的估计重置价值约为 41.5 亿美元。
飞行软件是任何航天器成功执行任务的基础。飞行软件的可靠性并不是一个新话题,过去几十年来,人们通过质量保证、容错和故障安全操作对飞行软件进行了广泛的研究,特别关注了具有冗余层的飞行软件。尽管人们关注故障管理原则和实践,但对飞行软件的网络安全关注有限。飞行软件的容错与飞行软件的安全挑战之间的主要区别在于,容错假设故障本质上是概率性的,并且故障将按照可预测的顺序从可预测的环境影响中发生。飞行软件的网络安全威胁是由一个聪明的对手传播的,尽管有故障安全机制或可用的防御措施,他们可能会积极地与飞行软件互动,故意以一种意想不到的方式强调其流程。攻击者的追击或下一步行动并不像环境传播的故障那样可预测。虽然飞行软件社区历来以隐蔽安全为幌子运作,但飞行模块的开源和商用现货 (COTS) 日益普及,抹去了任何可察觉的安全优势。美国宇航局的核心飞行系统 (cFS) 和美国宇航局喷气推进实验室的 F' 飞行软件可供对手和安全研究人员随时探索,这迫使公众讨论太空飞行软件安全实践和“新”太空时代的要求。本文提出了飞行软件安全的研究议程,讨论了迄今为止在相关领域开展的强有力的相关研究,
1. 简介。轨迹跟踪是飞行控制系统的一项基本任务。在这一任务中,确保所采用的方法准确,特别是对干扰具有鲁棒性至关重要。这对于飞行的关键阶段(例如进近和着陆)尤其重要,因为飞行在拥挤的空域和近地飞行。在这些阶段,干扰引起的偏离参考轨迹可能会导致灾难性的后果。因此,风是飞行系统最危险的干扰之一,因为它不可预测,对飞机动力学影响很大。考虑到上述飞行条件下控制任务的关键性,迄今为止已经研究了几种用于此应用的方法。在 [19] 中,作者提出了一种 gamma/theta 制导律,用于跟踪已知风场的最优控制方法得出的轨迹。作者在垂直平面上制定了问题,并使用起飞阶段的数值示例说明了所开发的方法。 [15] 中的研究提出了一种自适应控制方案,利用该思想控制飞机在起飞阶段的爬升率。该反馈控制律不需要事先了解风场。[4] 中的作者将非线性空间反演方法应用于飞机轨迹跟踪。开发了一种新的垂直平面制导方案,与传统的基于非线性动态反演的方法相比,其跟踪性能有所提高。与 [19] 类似,需要对现有的风扰动进行先验估计。着陆飞行阶段被视为二维跟踪
AFIS 模拟飞行仪表系统(新西兰航空公司用来区分‘传统’和‘玻璃’驾驶舱的通用术语) AFDS 自动驾驶仪飞行指引系统 AGL 地平面以上 A/P 自动驾驶仪 APP 自动飞行系统进近模式 AQD 航空质量数据库 ARINC 航空无线电公司 ASA 自动着陆状态信号器 A/T 自动油门 ATC 空中交通管制 CAANZ 新西兰民航局 Capt 机长 类别 CRM 机组资源管理 CDU 控制显示单元 CFIT 可控飞行撞地 CSB 载波加边带 CVR 驾驶舱语音记录器 DDM 调制深度差 DME 测距设备 EADI 电子姿态指示器 EFI 电子飞行仪表 EFIS 电子飞行仪表系统 EGPWS 增强型近地警告系统 EHSI 电子水平状况指示器 ETA 预计到达时间 ETD 预计离场时间 FA Faleolo VOR FAF 最后进近定位点 FAP 最后进近点FCC 飞行控制计算机 FCTM 飞行机组训练手册 FD 飞行指引器 FDR 飞行数据记录器 FMC 飞行管理计算机 FMCS 飞行管理计算机系统 F/O 副驾驶 FOQA 飞行运行质量保证 GPWS 近地警告系统 GP 下滑道(通常参考地面发射器时使用) G/S 下滑道(通常参考飞机仪表、接收器或机组程序时使用)
根据 NASA 探索技术开发计划,NASA 正在与能源部 (DOE) 合作开展一个项目,以完善裂变动力系统 (FPS) 技术。该项目的主要目标是开发可行的系统选项,以支持 NASA 未来任务对核动力的需求。FPS 项目的主要目标如下:1) 开发满足 NASA 预期任务功率要求的 FPS 概念,成本合理,且比其他选项更具优势。2) 为 FPS 设计概念建立基于硬件的技术基础,降低总体开发风险。3) 降低 FPS 的成本不确定性,提高飞行系统成本估算的可信度。4) 生成关键产品,使 NASA 决策者能够将 FPS 视为飞行开发的首选方案。为了实现这些目标,FPS 项目有两个主要目标:概念定义和风险降低。在概念定义方面,NASA 和 DOE 正在进行权衡研究、定义需求、开发分析工具和制定系统概念。典型的 FPS 由反应堆、屏蔽、功率转换、散热以及功率管理和分配 (PMAD) 组成。进行研究以确定每个子系统所需的设计参数,使系统能够以合理的成本和开发风险满足要求。降低风险提供了在实验室测试环境中评估技术的方法。构建和测试非核硬件原型以验证性能预期、获得操作经验并解决设计不确定性。概念定义和风险降低活动高度耦合,产品交错,因此一个的结果可以影响另一个。例如,电磁泵测试的数据可用于锚定反应堆热工水力分析代码。然后可以使用该代码来设计类似飞行的主要热传输回路。由此产生的热传输设计可以为更高保真度的地面测试回路提供基础,以验证代码。
F-35 旨在取代空军的 A-10 和 F-16、海军的 F/A-18 以及海军陆战队的 F/A- 18 和 AV-8。挑战:迄今为止,F-35 的优势被多个缺点所抵消。人体模型测试 2015 年 7 月和 8 月的测试表明,体重在 136 磅至 165 磅之间的飞行员弹射时死亡概率为 23%,颈部受伤概率为 100%。体重低于此体重的飞行员面临的风险更高,随后被禁止驾驶 F-35。结构 尽管飞机在轮换,但最近的飞行测试确定需要压力释放阀,因为没有它限制了 F-35 的飞行速度和高度。耐久性测试显示机翼结构出现裂缝,可能造成灾难性后果。此外,战斗机在发动机故障前的平均飞行时间低于预期阈值。ALIS 自主物流信息系统 (ALIS) 旨在与飞机协同完成从任务规划到识别故障系统的所有工作,但它在多个方面都遇到了困难;该系统规模过大、出现故障并歪曲信息。目前,它还没有覆盖整个飞机,省略了健康管理等组件的报告。同样,ALIS 也容易受到网络安全漏洞的影响,而洛克希德·马丁公司不愿进行全面测试,这又加剧了这一问题。人们担心,这样的测试可能会破坏 ALIS 以及自主物流作战部队 (ALOU) 的作战能力。F-35 的关键系统可能容易受到网络攻击,再加上软件更新之间反复出现的稳定性滞后,人们担心 F-35 先进网络存在系统性弱点。第三代 第三代头盔是一款创新型头盔,配有挂载显示系统 (HMDS),旨在改善飞行员和飞行系统之间的集成。第三代头盔在基本飞行练习中出现故障,导致在执行常规训练动作时无法跟踪读数。第二个更轻的版本
摘要。我们描述了单个光圈大型宇宙研究(Saltus)任务的空间天文台结构和任务设计,国家航空航天及空间管理局(NASA)天体物理学探测器资源管理器的概念。Saltus将使用直径<45 K的主要反射器(M1)来解决关键的远红外科学,并将为行星,太阳系和银河进化研究和宇宙起源提供前所未有的光谱灵敏度。从诺斯罗普·格鲁曼(Northrop Grumman)广泛的NASA任务遗产中绘制,天文台飞行系统基于Leostar-3航天器平台,以携带盐盐有效载荷。有效载荷由通货膨胀控制系统,阳光模块(SM),冷校正器模块(CCM),温暖仪器电子模块和Primary反射器模块(PRM)组成。14-m M1是一种由两层阳光射线(每层约1000 m 2)冷却的轴膜片放射线。CCM校正了M1的残留差,并将聚焦的光束传递给两种仪器 - 高分辨率接收器(HIRX)和Safari-lite。CCM和PRM居住在基于桁架的复合甲板上,该甲板还为态度控制系统提供了一个平台。Saltus 5年的任务寿命是由两个可消耗的档案馆驱动的:推进剂系统和通货膨胀控制系统。核心界面模块(CIM)是一种多面复合桁架结构,提供了一个载荷路径,具有高刚度,机械附件和有效载荷和航天器之间的热分离。SM附着CIM外,其后端直接集成到总线上。航天器在太阳线方面保持了M1的态度的态度,以促进<45 K的热环境。盐盐将驻留在阳光下 - 地球光环2轨道,最大地球倾斜范围为180万公里,从而减少了轨道转移Delta-V。瞬时视野在黄道杆周围提供了两个连续的20度查看区域,从而在6个月内实现了全天空覆盖率。