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来流含不凝性气体的诱导轮空化流动实验研究

航空学报 2024年第11期45卷 215-226页

作者：林荣浩陈晖项乐屈念冲西安航天动力研究所西安710100

为研究来流含有的不凝性气体对诱导轮空化流动的影响,基于诱导轮泵注气空化流动可视化实验台进行了一系列实验,得到了不同入口不凝性气体含气率下诱导轮泵的外特性、空化区发展形态以及相应的空化不稳定特性。结果表明:随着入口不凝性... 详细信息

为研究来流含有的不凝性气体对诱导轮空化流动的影响,基于诱导轮泵注气空化流动可视化实验台进行了一系列实验,得到了不同入口不凝性气体含气率下诱导轮泵的外特性、空化区发展形态以及相应的空化不稳定特性。结果表明:随着入口不凝性气体含气率的增加,诱导轮的扬程断裂空化数上升;随着来流不凝性气体含气率的增加,不凝性气体被泄漏涡和回流涡卷吸,导致泄漏涡空化以及回流涡空化长度显著延长;此外,不凝性气体在小空化数(Φ=0.083、σ=0.090和Φ=0.071、σ=0.068)下增加了空穴的可压缩性,从而对空化喘振具有一定的抑制作用。

关键词：诱导轮空化可视化不凝性气体空化不稳定

基于物理信息神经网络的金属表面吸收率测量方法

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物理学报 2024年第9期73卷 145-152页

作者：方波浪武俊杰王晟吴振杰李天植张洋杨鹏翎王建国西北核技术研究所西安710024

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值... 详细信息

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值仿真结果表明,该方法适用于吸收率测量,抗干扰能力强,反演精度高,在0.05—0.2的吸收率范围内,最大误差为0.00092.实验以喷砂镀金铝板为被测对象,受表面粗糙度、镀金工艺等影响,这些样品的吸收率处于2%—10%之间,测量重复精度优于1%.基于物理信息神经网络的吸收率测量方法有望成为一种有力的金属表面吸收率测量方法.

关键词：测量方法和设备光学性能神经网络

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基于Omega涡识别理论的自适应空化流动模型

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推进技术 2024年第2期45卷 73-85页

作者：屈念冲许开富项乐林荣浩党枭睿西安航天动力研究所陕西西安710100 西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室陕西西安710100

液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化... 详细信息

液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化模型建立了相变系数自适应调整方法,以涡轮泵内两种典型空化(附着空化和泄漏涡空化)为对象,利用翼型实验对模型进行了验证。首先对比了几种涡识别方法的差异,发现Omega方法对阈值不敏感且物理意义明确,适合作为相变系数的取值依据;分析了相变系数对附着空化和泄漏涡空化的影响规律及两种典型空化的形成机理。结果表明:自适应模型相比ZGB模型,对泄漏涡空化的预测精度在大间隙下提升了约181%,小间隙提升了约27%,对附着空化的预测更接近实验结果;附着空化是吸力面脱落涡形成的原因,间隙泄漏流场的涡带和剪切层空化是由间隙泄漏涡和分离涡共同作用形成的。

关键词：空化模型 Omega涡识别相变系数附着空化叶顶间隙泄漏涡空化

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基于遗传算法的炮击振动环境谱编制方法

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 589-593,625页

作者：张飞李凯翔白春玉刘继军李益萱中国飞机强度研究所西安710065

为了提高炮击振动环境谱编制精度,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,简称GA)的炮击振动环境谱特征点确定方法。首先,介绍了现有标准的预估炮击振动谱的编制方法;其次,以炮舱结构模拟件为对象,开展了炮击振动试验并获取了实测谱,基... 详细信息

为了提高炮击振动环境谱编制精度,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,简称GA)的炮击振动环境谱特征点确定方法。首先,介绍了现有标准的预估炮击振动谱的编制方法;其次,以炮舱结构模拟件为对象,开展了炮击振动试验并获取了实测谱,基于飞机飞行振动环境测量数据的归纳方法对实测谱进行了归纳处理;然后,以特征点构成的环境谱与实测数据归纳谱的能量最接近为目标建立目标函数,采用遗传算法对目标函数进行优化以确定炮击振动谱特征点坐标,在对数坐标下通过折线将特征点连接以实现炮击振动环境谱的编制;最后,将基于遗传算法得到的环境谱与基于标准得到的预估谱进行对比,分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所采用的方法获得的炮击振动环境谱在均方根值(rootmean square,简称RMS)和谱形特征上都更接近实测数据归纳谱。

关键词：数据归纳遗传算法环境谱编制炮击振动炮击振动试验标准

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展

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材料导报 2024年第3期38卷 80-89页

作者：张倩玮陈意高崔红吴小军西安航天复合材料研究所西安710025

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... 详细信息

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。

关键词： C/C复合材料 SiC-ZrC复相陶瓷基体改性

基于双目视觉和圆形标记点的发动机位移精确测试技术

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航空学报 2024年第11期45卷 158-167页

作者：高玉闪闫松张志伟西安航天动力研究所西安710100 航天液体动力全国重点实验室西安710100

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提... 详细信息

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提取每个圆形标记点的像素级边缘信息;然后,通过基于插值的亚像素边缘检测方法获取亚像素级边缘点,以更准确地确定标记点的位置;最后,利用椭圆最小二乘法对标记点的边缘轮廓进行拟合,从而实现对标记点的精确定位。为了评估该方法的性能,对隔振云台上的静止标记点进行了位移测量。当相机距离标记点0.6 m时,面内2个方向的位移测量标准差分别为0.36μm和0.32μm,离面位移的测量标准差为0.58μm。此外,通过使用位移台提供的标准位移,进一步验证了该算法在处理与相机平面夹角达60°斜面和?12 mm细管路等结构位移测量时的适用性。将该视觉测量系统应用于某发动机机架的静力试验,取得了令人满意的结果。试验表明,该算法能够实时跟踪29个圆形标记点的位移,并且与电感式位移传感器测试结果的最大误差仅为5.6%。与传统的接触式位移测试方法相比,视觉测试方法具有布置迅速、成本低、测量精度高以及增加测量数量不会显著增加工作量等诸多优点,这使其成为一种替代传统位移测试的可靠且有效的方法。

关键词：液体火箭发动机双目视觉圆形标记点亚像素位移

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基于自抗扰方法的无人机控制律设计

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1512-1522页

作者：左玲张翔伦李志宇秦玮侯琳杨森西安飞行自动控制研究所飞行器控制一体化技术重点实验室西安710070

针对多平台、多任务的无人机飞行控制律的快速开发问题,提出一种基于自抗扰方法的无人机控制律架构,设计了可复用的扩展状态观测器及微分跟踪器,研究对比了其在3种具有较大差异的无人机平台中的应用,使7 000 kg的超音速UAV_A获得了更优... 详细信息

针对多平台、多任务的无人机飞行控制律的快速开发问题,提出一种基于自抗扰方法的无人机控制律架构,设计了可复用的扩展状态观测器及微分跟踪器,研究对比了其在3种具有较大差异的无人机平台中的应用,使7 000 kg的超音速UAV_A获得了更优的敏捷性结果,在60 kg的缩比UAV_B完成了5.8g的半滚倒转大过载机动飞行试验,基于10 kg的平直翼UAV_C实现了12架机紧编队的精确轨迹控制飞行试验。仿真及试飞结果表明:所提自抗扰控制结构响应快速、控制精度高、鲁棒性强,能够较好地适应多类无人机、面向多种任务场景的控制需求,且不需调参就能够获得较好的控制效果,为飞行控制算法设计提供了新的技术途径。

关键词：自抗扰控制无人机飞行控制大过载机动飞行编队飞行非线性状态误差反馈控制

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自燃推进剂直流互击式喷嘴高压燃烧试验

航空学报 2024年第11期45卷 288-296页

作者：张锋孙毅尚帅杨宝娥西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100

为指导高室压液体姿轨控发动机推力室喷注器设计,采用铬青铜热沉燃烧室开展了四氧化二氮/一甲基肼(NTO/MMH)直流互击式喷嘴高压燃烧试验研究,获得了混合比、孔径比、鲁泊数、撞击角、燃烧室压力等参数对特征速度和燃烧效率的影响规律。... 详细信息

为指导高室压液体姿轨控发动机推力室喷注器设计,采用铬青铜热沉燃烧室开展了四氧化二氮/一甲基肼(NTO/MMH)直流互击式喷嘴高压燃烧试验研究,获得了混合比、孔径比、鲁泊数、撞击角、燃烧室压力等参数对特征速度和燃烧效率的影响规律。试验结果表明,随着混合比、孔径比、鲁泊数或撞击角的增大,实际特征速度和燃烧效率均呈现出先增大再基本保持不变最后减小的趋势;随着燃烧室压力的提高,实际特征速度和燃烧效率先明显增大后基本保持不变。当混合比在1.71~2.31、孔径比在1.2~1.4、鲁泊数在0.68~1.28、撞击角在70°~80°及燃烧室压力高于3 MPa时,燃烧效率可达0.97~0.98的较高水平。

关键词：姿轨控发动机直流互击式喷嘴自燃推进剂燃烧鲁泊数燃烧效率

活性碳负载纳米金属氧化物对AP热分解的催化性能

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火炸药学报 2024年第5期47卷 475-484,I0006页

作者：石小兵谢五喜李洋黄海涛胥会祥李勇宏曾丽媛庞维强西安近代化学研究所陕西西安710065

采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2... 详细信息

采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2)O_(3)、AP/Fe_(2)O_(3)@C;通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重-微分热重分析(TG-DTG)和热重-红外光谱(TG-FTIR)联用等技术研究了4种催化剂对AP热分解的催化机理及分解动力学特性。结果表明,4种催化剂均将AP的两步分解反应催化为单放热峰,在5 K/min升温速率下,AP的分解峰温较纯AP分别提前90.1、73.4、65.4和69℃;AP/CuO@C分解主要气相产物有HCl、CO_(2)、N_(2)O、HNO_(3)和NO_(2),其中NO_(2)含量最高;AP/Fe_(2)O_(3)@C分解主要气相产物中CO_(2)含量显著提升,NO_(2)含量稍有降低。

关键词：物理化学水热法催化性能 AP 分解动力学气相产物金属氧化物活性炭燃烧催化剂