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基于合金材料的固体推进剂燃速增速方法

火炸药学报 2024年

作者：吴秋任全彬西北工业大学固体推进全国重点实验室中国航天科技集团公司第四研究院第41研究所中国航天科技集团公司第四研究院

为了研究金属丝对固体火箭发动机药柱燃速的影响，本文选了6种导热性、力学性能均较优的材料，做成细丝嵌入到HTPB推进剂内开展点火试验。首先分析了材料增速比与抗拉强度的关系，其次分析了压强对增速比的影响，同时开展了基于传热理... 详细信息

为了研究金属丝对固体火箭发动机药柱燃速的影响，本文选了6种导热性、力学性能均较优的材料，做成细丝嵌入到HTPB推进剂内开展点火试验。首先分析了材料增速比与抗拉强度的关系，其次分析了压强对增速比的影响，同时开展了基于传热理论及燃面反算的增速比瞬态分析，最后对比分析了不同材料物性参数对增速比的影响。分析结果表明铜银合金、银镍合金是纯银抗拉强度的2.1倍、3.6倍，增速比为纯银的94%和43%，合金材料的增速比和强度更均衡；工作平稳段平均压强从3.8MPa上升至9.1MPa时，银镍合金平均增速比从1.99提升至2.46；高压下增速比从0上升至最高3.25，随后下降至2.65并稳定，增速效果波动较大；低压下基本无上升下降趋势，增速效果更稳定，与理论分析趋势吻合较好；不同材料熔点、比热容与增速比呈负相关，与导热系数呈现正相关。试验结果能为进一步的工程应用提供参考。

关键词：固体火箭发动机增速材料增速比

中国航天科技集团公司第一研究院基于双频激光干涉仪的转台低速角速率精度检测研究

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中国航天科技集团公司第一研究院基于双频激光干涉仪的转台低速角...

作者：张大军中国航天科技集团公司第一研究院

学位级别：硕士

惯性器件的研制一直是各国军事技术的核心,且各国对此实行严格的技术封锁。提高惯性器件的精度和性能,是满足我国国防装备需求和提升国防综合实力的必须。测试转台是惯性技术领域中生产和研制中的重要设备。在生产调试测试转台时,为了... 详细信息

惯性器件的研制一直是各国军事技术的核心,且各国对此实行严格的技术封锁。提高惯性器件的精度和性能,是满足我国国防装备需求和提升国防综合实力的必须。测试转台是惯性技术领域中生产和研制中的重要设备。在生产调试测试转台时,为了更加翔实、准确、可靠地得到其性能数据,需要研制有效的检测设备对其进行检测。在科学界广泛被应用的角度检测技术理论主要包括三大类,分别是机械式测量测角技术、电磁式测量测角技术和光学系统测量测角技术。它们的测角原理不同,并实现角位置测量的方法也有所不同。随着科学技术的发展,它们的测量精度、分辨率和采样频率等性能都得到了大幅度提高。目前,对高精度转台低速角速率精度检测存在一定困难。因此,针对这一问题,本文设计并制作了一种新型角速率精度检测系统--基于双频激光干涉仪的转台低速角速率精度检测系统。本论文首先对基于双频激光干涉仪的转台低速角速率精度检测系统原理进行分析,对本检测系统各部分结构进行功能和原理介绍,并给出基于双频激光干涉仪的转台低速角速率精度检测系统数学模型。然后,结合基于双频激光干涉仪的转台低速角速率精度检测系统的数学模型,进行误差机理分析,确定误差因子,并研究各个误差因子与相对误差项的关系,并建立系统综合误差分析模型。通过仿真分析得到各个误差因子对相对误差项的影响。再根据原理和误差分析的结果,对系统的各个模块进行误差分配,选取和设计元器件,并对系统操作流程和数据处理方法提出要求,于是,本文又介绍了搭建的系统所选择的每个模块的作用和优点。同时,对检测系统的操作流程和数据处理方法和软件设计加以介绍。最后,对研制的检测系统进行试验,得到角速率实验数据,证明本检测系统可行性、精确性以及稳定性。

关键词：测试转台低速角速率测量双频激光干涉精度分析光学差动结构

中国航天科技集团公司第一研究院浮板配流盘式伺服泵的研究

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中国航天科技集团公司第一研究院浮板配流盘式伺服泵的研究

作者：权云晴中国航天科技集团公司第一研究院

学位级别：硕士

目前机电静压伺服机构(EHA,Electro-Hydraulic Actuators)是应用于未来运载火箭推力矢量伺服控制系统的首选方案。在变转速定排量型EHA中,伺服泵(Servo Motor-Pump)是核心动力元件。伺服泵液压性能的优劣很大程度上依赖于泵的配流机构... 详细信息

目前机电静压伺服机构(EHA,Electro-Hydraulic Actuators)是应用于未来运载火箭推力矢量伺服控制系统的首选方案。在变转速定排量型EHA中,伺服泵(Servo Motor-Pump)是核心动力元件。伺服泵液压性能的优劣很大程度上依赖于泵的配流机构工作性能的好坏。伺服泵多采用配流盘进行配流,但浮动的泵缸体会因受力不平衡而发生倾覆,继而磨损固定的配流盘。浮板配流结构可显著预防泵缸体倾覆,提高伺服泵的工作可靠性,特别是对改善液压马达倾覆现象具有良好效果,因此本文开展对浮板配流盘式伺服泵可行性的研究。设计浮板配流盘式伺服泵样机。样机在采用伺服电机与双向定量泵高度集成化设计的基础上,采用浮板配流结构进行配流。浮板配流结构安装在泵缸体的一侧,泵缸体在轴上限位固定,浮板配流盘在连通套的作用下始终保持浮动,并始终压向泵缸体。本文着重对浮板配流结构进行结构设计,包括各元件设计。对浮板配流结构中的浮板配流盘、连通套、转轴组件分别进行静力学仿真分析,完成结构强度校核;对浮板配流盘流道模型、关键密封结构内密封液膜模型分别进行流场仿真分析,获得实验研究无法测试到的流动信息,检验浮板配流盘结构设计、关键密封结构设计的合理性。进行实验研究,包括密封测试实验及样机性能实验。通过密封测试实验检验矩形密封圈能否实现连通套与孔的密封,确定合适的连通套与推力弹簧类型,为后续样机性能实验做准备。在某伺服泵性能实验台上进行样机性能实验,测试样机的实际工作性能,检验浮板配流结构设计的可行性。研究表明,浮板配流盘式伺服泵能达到设计要求,浮板配流结构的设计是正确的,可为后续工作的开展提供了一定的经验。

关键词：伺服泵浮板配流结构仿真分析实验研究

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大推力液氧煤油补燃发动机分级起动仿真分析

航空动力学报 2024年第8期39卷 154-162页

作者：张睿文李斌王丹张晓光中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100 中国航天科技集团有限公司航天推进技术研究院西安710100

分级起动是提高大推力液氧煤油补燃发动机起动品质和发射可靠性的重要措施。通过系统动力学仿真,分析了发动机分级起动特性。采用Modelica语言开发了通用模块化液体动力系统动态特性仿真模型库(Tulips)。基于模型库,自底向上逐层构建和... 详细信息

分级起动是提高大推力液氧煤油补燃发动机起动品质和发射可靠性的重要措施。通过系统动力学仿真,分析了发动机分级起动特性。采用Modelica语言开发了通用模块化液体动力系统动态特性仿真模型库(Tulips)。基于模型库,自底向上逐层构建和验证了发动机系统仿真模型。仿真结果表明:初级工况设置在推力高于额定值40%时起动品质较好;初级工况越低,进入初级工况的延迟时间越长;初级工况较低时,提前推力室点火和燃料节流阀转级时刻,有利于提高起动品质;涡轮泵转动惯量较大时,进入初级工况更平稳。

关键词：补燃发动机分级起动系统动态仿真模型库初级工况

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数字时代的航天系统工程

机械工程学报 2024年第14期60卷 206-214页

作者：王国庆熊焕侯俊杰中国航天科技集团有限公司北京100048 中国航天科技集团有限公司信息中心北京100048 中国航天系统科学与工程研究院北京100037

航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标,对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理,是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代,面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战,必需深入研究构建数字时... 详细信息

航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标,对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理,是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代,面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战,必需深入研究构建数字时代航天系统工程理论方法体系。在对航天系统工程的形成、发展和基本方法论述的基础上,提出数字时代航天系统工程的概念、特征和总体框架,对其转型变革进行系统分析总结。在新一代信息技术的赋能下,航天系统工程将实现以模型取代文档成为技术状态控制和质量管理的重要载体,以高效的在线协同实现研制和管理效率提升,以数据驱动实现精细化管控和科学决策,组织管理趋向于扁平化、融合化、敏捷化和协同化。在组织管理、使能工具、研制模式、质量管理、决策方式、供应链管理等方面将发生深刻变革。以上理论方法体系的提出,结合航天重大任务探索实践,为型号工程管理水平和科研生产能力提升提供理论方法支撑。

关键词：数字时代航天系统工程数字化转型研制模式变革管理变革

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氢氧燃气发生器低频燃烧稳定性仿真分析

航空动力学报 2024年第8期39卷 145-153页

作者：张亚田原潘亮孔维鹏中国航天科技集团有限公司北京航天动力研究所北京100076 中国航天科技集团有限公司低温液体推进技术实验室北京100076

针对某氢氧火箭发动机燃气发生器热试车参数存在约200~230 Hz较明显脉动的现象,建立了低频燃烧稳定性仿真数学模型,来分析是否发生了燃烧时滞相关的极限循环低频不稳定燃烧。不同燃烧时滞、喷注器压降和燃烧室容积条件下的仿真结果显示... 详细信息

针对某氢氧火箭发动机燃气发生器热试车参数存在约200~230 Hz较明显脉动的现象,建立了低频燃烧稳定性仿真数学模型,来分析是否发生了燃烧时滞相关的极限循环低频不稳定燃烧。不同燃烧时滞、喷注器压降和燃烧室容积条件下的仿真结果显示:由燃烧时滞引起的低频不稳定燃烧频率显著低于试验结果,试验中低频脉动可能是受到了供应管路声学频率的扰动。进一步分析表明:决定燃烧系统稳定性的关键参数是燃烧时滞与燃气停留时间的比值,当该比值大于临界值时系统趋于不稳定,相反系统趋于稳定。基于仿真数据拟合形成了系统固有频率计算的半经验公式,系统固有频率随着燃烧时滞与燃气停留时间之和增大而降低。获取了在不同压降占比下的稳定边界,随着喷注器压降占比的增大,系统由稳定转为不稳定的燃烧时滞与燃气停留时间的临界比值越大。

关键词：液体火箭发动机低频燃烧稳定性燃气发生器固有频率稳定边界

基于人工神经网络的固体推进剂细观损伤与宏观刚度映射关系

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4765-4777页

作者：张滔韬杨玉新张二晗校金友吕海宝文立华雷鸣侯晓西北工业大学航天学院西安航天动力技术研究所哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所中国航天科技集团公司

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料，固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下，初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中，导致颗粒-基体细观界面脱粘，材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观... 详细信息

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料，固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下，初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中，导致颗粒-基体细观界面脱粘，材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观性能间的映射关系，已成为推进剂细观实验结果合理运用、固体火箭发动机结构灾变准确预报的关键。为此，本文发展了基于连续介质力学框架的人工神经网络，以变形梯度的不变量为输入、自由能为输出，遴选现有自由能函数和损伤增长函数形式为神经网络设计激活函数，使神经网络先验地满足变形连续性、坐标不变性、热力学一致性等要求。基于上述物理相容性，神经网络能在稀疏训练数据条件下快速收敛，还能够自下而上地实现损伤状态的遗传映射。最后，采用有限元分析获取的数据集，验证了该网络模型对不同预损伤下的推进剂在单轴拉伸、等双轴拉伸、纯剪切3种加载条件下的宏观刚度预报能力。

关键词：固体推进剂力学本构关系人工神经网络细观损伤细-宏观映射

基于ANSYS的振动转接夹具多目标优化设计

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科技与创新 2024年第12期 37-39页

作者：陈寰宇宇文璋杰寇元超任玉洁中国航天科技集团公司第四研究院四〇一所陕西西安710025

为满足多型号固体火箭发动机力学环境试验需求,需提高发动机夹具设计效率及可靠性。基于ANSYS软件对振动夹具进行多目标优化设计,优化后的振动夹具各项特性指标均有所提高,试验控制曲线的准确性得到提高,并通过仿真验证了优化设计方法... 详细信息

为满足多型号固体火箭发动机力学环境试验需求,需提高发动机夹具设计效率及可靠性。基于ANSYS软件对振动夹具进行多目标优化设计,优化后的振动夹具各项特性指标均有所提高,试验控制曲线的准确性得到提高,并通过仿真验证了优化设计方法的有效性。

关键词： ANSYS 结构优化夹具设计振动试验

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翻译视角下秦腔舞台表演的多模态连贯

外语教学 2024年第3期45卷 93-99页

作者：李庆明邱楚云西安理工大学人文与外国语学院中国航天科技集团公司第四研究院第四十四研究所

作为极具多元艺术特色的舞台视听盛宴,秦腔戏曲在英语国家的有效传播取决于目标语受众准确理解演出内容。由于文化差异,舞台演出视听呈现内容无法全部为外国观众所接受,对于地域性较强的文化信息需要辅以语言文字进行解释说明。因此合... 详细信息

作为极具多元艺术特色的舞台视听盛宴,秦腔戏曲在英语国家的有效传播取决于目标语受众准确理解演出内容。由于文化差异,舞台演出视听呈现内容无法全部为外国观众所接受,对于地域性较强的文化信息需要辅以语言文字进行解释说明。因此合适的英文字幕成为连通观众与舞台演出的桥梁,而字幕翻译则成为搭建这一桥梁中必不可少的一环。英文字幕及时准确地解释舞台演出背景、演员台词动作,从而实现语言模态与视觉、听觉模态的连贯。本文采用Norris提出的模态密度前景——背景连续体分析理论,结合秦腔舞台演出的文学性、音乐性、地域性、表演性特征,对表演过程中演员的唱腔动作、神态表情、服饰妆容及舞台背景、音乐伴奏等进行了模态归属,提出基于翻译视角下的秦腔舞台表演多模态连贯框架,以剧本《杨门女将》《五典坡》《三滴血》等经典片段为例,通过强化式和缩减式翻译策略,探讨舞台表演中语言、听觉及视觉模态之间的相互作用,探明其意义重构所传递信息与目标语受众接受意识之间的连贯衔接路径。

关键词：多模态秦腔表演连贯衔接舞台字幕翻译