面向航天运输规模化、高频次发展的迫切需求，水平起降重复使用运载器（Horizontal Takeoff and Horizontal Landing-Reusable Launch Vehicle，HTHL RLV）无需依赖固定发射场，可实现类似航空器的便捷化运行，是构建未来航班化空天运输体系的重要发展方向。首先，系统阐述水平起降重复使用运载器的技术特征与发展脉络，对比分析技术途径的优缺点与适用性；然后，在此基础上，重点剖析该领域面临的多学科耦合总体设计、宽速域气动布局、高性能组合动力、轻质化结构、自适应制导控制、重复使用与智能运维等关键技术挑战与突破方向；最后，对未来技术发展路径进行展望。

宽速域可重复使用飞行器由于飞行空域广、飞行马赫数范围宽的特点，难以选择固定的工作状态作为设计点。在飞发一体化设计中对飞行器总体性能的影响因素众多，影响效果及灵敏度各不相同，为一体化优化设计带来了诸多困难。首先创建了宽速域可重复使用飞行器单级入轨基准弹道，分别对气动、动力、结构三大方面各设计参数进行灵敏度分析；通过对基准设计参数进行拉偏处理，对比不同工作状态下不同参数对飞行器总体性能的影响效果，成功识别出影响较为显著的设计参数；最后根据参数灵敏度分析的结果，从方案设计、气动、动力、结构4个方面为宽速域可重复使用飞行器的后续优化方向提出了合理建议。

为了满足多样化任务需求、降低设计生产成本，模块化设计已成为飞行器系统设计的重要发展方向。对于模块化飞行器而言，通用部件是关键组成部分，同时也是开展模块化设计的首要前提与重要基础。针对传统飞行器设计中模块通用性差的问题，提出了一种基于自组织映射神经网络的通用部件构建方法。首先，介绍了模块化飞行器设计的特点及内容；其次，针对自组织映射算法计算时间较长、易陷入局部最优的问题，给出了自组织映射与神经网络相结合的通用部件构建方法计算流程；最后，结合模块化飞行器设计实例开展仿真试验验证。试验结果表明，提出的通用部件构建方法能够有效满足模块化飞行器通用部件构建需求，同时相较于单一自组织映射算法在计算时间、求解精度方面有大幅提升。

运载火箭上安装的火工品属于一次性产品，发射前在地面可做的检测项目很少，飞行中也缺少直接的遥测数据。通过数据相关性的分析，可充分利用火箭已有的遥测数据对火工品的性能进行分析，因此提出一种基于数据相关性的火箭火工品性能分析方法，选择与火工品工作密切关联的部分遥测数据，分析计算了火工品的性能参数，并与额定性能指标及地面试验数据进行了比较，验证了所提方法的正确性。

水下高速航行体是开展水下高速突防的关键载体，为应对其更高的减阻需求，需要更高性能的水下减阻技术和更精确的控制技术。主要从最具有发展潜力的超空泡减阻技术入手，探讨超空泡减阻机理、部件功能以及空化形态变化，分析超空泡减阻技术理论、试验验证技术以及国内外典型装备研究现状与发展水平。进一步探讨水下高速航行体运动控制面临的关键问题，研究线性反馈、鲁棒极点、滑模变结构、H∞鲁棒、智能控制等控制技术，对水下高速航行体运动控制方法进行了一定的研究与应用分析，并对超空泡减阻现阶段仍需进一步研究的内容，即空泡稳定问题、复杂力热物理过程流场模拟与验证、多相流复杂热物理过程模拟、强非线性环境鲁棒稳定设计等问题进行了分析。最后，从未来发展导向的角度指出基本机理完善、智能控制、算法创新、结构创新及学科交叉、工程验证等尚需解决的问题，可为水下高速航行体减阻及控制技术的研究提供参考。

综述航行器入水流固耦合领域的研究进展，涵盖理论建模、试验测试与数值模拟三个方面。理论研究方面，梳理了从经典势流理论到非线性多物理场耦合模型的发展脉络，剖析了各类模型在复杂入水现象中的适用边界与局限性。试验研究层面，归纳了试验测试技术在入水瞬态参数捕获与物理机制揭示中的应用效能，阐明试验验证对理论模型与数值仿真的支撑作用，同时探讨了测试设备与边界条件约束对研究深度的影响。数值模拟方面重点评述有网格/无网格法的创新应用，揭示其在多相流演化、流固耦合动力学等复杂流动中的数值特性。最后，总结当前入水流固耦合方法研究的技术瓶颈，并对多尺度耦合建模、智能算法融合等前沿方向进行展望。

低温排气阀是液体火箭动力系统的关键单机，导向卡滞是其主要故障模式。为提高低温排气阀动作可靠性，提出一种“金属-非金属”复合导向结构。研究了非金属热压成型工艺，对低温下导向间隙变化进行理论计算和仿真分析，搭建试验系统对复合导向结构成型工艺可靠性和间隙计算合理性进行试验验证。研究结果表明，低温排气阀非金属复合导向结构能够适应低温使用工况，具有更高的动作可靠性和耐多余物能力。

永磁同步电机因具备高功率因数、高运行效率和高功率密度，已广泛用于航空航天飞行器中，可实现高动态的伺服运动。然而，在长期跟踪控制或姿态保持过程中电机容易发生匝间短路故障，且在伺服工况下故障信号具有时域非周期性特征，给故障诊断带来较大挑战。针对这一问题，提出一种基于高频负序电流的匝间短路故障诊断方法。首先，建立永磁同步电机匝间短路故障简化解析模型，揭示故障对电气量的特征影响；其次，在控制系统中注入高频电压信号，并利用带通滤波器提取电机的高频电流响应；最后，计算高频电流的负序分量作为故障诊断指标，实现故障的实时识别。将高频负序电流作为故障特征，能够有效区分伺服状态下电机的正常运行状态与匝间短路故障状态，并提升诊断速度与鲁棒性。仿真验证表明，所提方法可在电机位置、转速和负载快速变化等伺服工况下实现可靠诊断，诊断时间不超过一个基波周期，具有良好的工程应用潜力。

面对称重复使用运载火箭在未来可重复使用航天运输系统中具有较高的发展优先级，面对称运载火箭控制技术是其中的关键技术之一。首先阐明了面对称运载火箭的研究意义，并结合工程需求分析了液体推进剂面对称运载火箭的控制技术难点；然后分别从姿态控制、主动减载控制、弹性振动抑制和液体晃动抑制4个方面总结国内外研究现状；最后针对现有研究尚未解决的问题和液体推进剂面对称运载火箭特殊结构带来的新问题，从高精度、高可靠性、智能化需求出发，对面对称运载火箭控制技术未来的发展方向进行了展望。

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。

新一代箭载电气系统体系架构充分体现了分布式信息综合的特征，可通过适当的统一实时网络设计实现箭载电气系统的物理分立、信息共享和资源动态分配，减少跨域信息交互的影响，提高系统组网的确定性、可靠性和容错能力。结合实时网络流控机制不同的实时保障能力，对箭载综合电子系统信息传输需求进行分析，进行了时间敏感流控机制选择，实施了消息与流量类型的匹配，通过路径和调度的联合优化完成了时间触发窗口的设计，并利用OMNet++搭建网络仿真模型对网络系统的性能进行了仿真评价。通过仿真，验证了典型箭载综合电子系统中所有流量与时间敏感网络流控机制的匹配关系，展示了时间敏感网络在箭载综合电子系统中应用的可行性。

针对运载火箭电气系统综合化发展和对实时数据敏感的背景需求，在FC-AE-1553总线技术的基础上，提出一种原语时间同步算法，使得FC-AE-1553总线中各个节点具有相同的时间基准。在时间同步基础上设计了一种基于时间同步的调度时序，以采集各个NT节点实时数据，满足运载火箭电气系统对实时数据的要求。试验结果表明设计的FC-AE-1553总线具有纳秒级时间同步、双冗余等功能，满足运载火箭电气系统上的应用，提高了运载火箭电气系统的综合化水平。

针对航天任务数据存储效率低、获取数据实时响应弱、存储与数据分析分离等问题，提出一种存取算一体化平台架构。首先针对航天领域数据采集及使用特点，开展存取算一体化平台需求分析；然后构建存取算一体化总体架构，规划了其核心业务流程与功能架构，具体包含基础设施、数据采集、数据存储、数据计算与数据应用层，支持多源异构数据采集、算子调用、任务调度与定时执行；随后针对存取算一体化架构核心功能，详细设计实时数据采集、实时数据存储、实时数据获取、实时数据计算全链路技术方案，为航天任务提供决策支撑，为数据分析智能化提供技术基础；最后对航天试验报告智能生成、数据流建模与可视化分析流程编排关键技术进行了阐述。