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基于超声的标准发动机动态燃速测试技术

固体火箭技术 2024年第1期47卷 128-134页

作者：邱飞高永刚张荣闫磊西安航天动力测控技术研究所西安710025

以标准发动机的动态燃速测试技术为研究对象,应用超声测厚原理获取固定声速点火条件下的发动机动态燃速、压强数据;分析提出一种基于特征点的动态燃烧信号辨识方法,获取发动机点火过程中推进剂退移厚度与时间变化数据;通过试验的方法建... 详细信息

以标准发动机的动态燃速测试技术为研究对象,应用超声测厚原理获取固定声速点火条件下的发动机动态燃速、压强数据;分析提出一种基于特征点的动态燃烧信号辨识方法,获取发动机点火过程中推进剂退移厚度与时间变化数据;通过试验的方法建立常温状态不同压强下的声速校准模型,结合测试过程压强数据计算得到发动机点火过程中超声的实时声速,代入前期在固定声速条件下获取的推进剂退移厚度与时间数据中,通过求导获取点火过程中发动机的实时燃速。计算结果表明:基于超声的动态燃速测试方法能够实现整机的动态燃速测试,具有较高的时间分辨精度,其中基于超声的动态燃速测试燃烧时间与传统压强-时间曲线计算得到的燃烧时间误差为0.235%。此外,对比发动机点火后压强-时间与动态燃速-时间曲线发现,发动机建压完成后的动态燃速与压强曲线变化趋势呈一定相似性。

关键词：超声测试技术动态燃速标准发动机声速校准

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粉末燃料发动机燃料供应特性

航空动力学报 2024年

作者：杜鑫磊董新刚黄礼铿何景轩田凌寒王纵涛西安航天动力技术研究所固体推进全国重点实验室西安航天动力技术研究所

本研究针对粉末燃料可靠流化和定量可调输送问题，开展基于活塞驱动气体流化输运的粉末供应系统特性研究。通过试验研究，开展不同活塞驱动力、流化气压强、粉末出口喉径等参数对粉末流化输运特性的影响研究。研究表明：该系统在所设工... 详细信息

本研究针对粉末燃料可靠流化和定量可调输送问题，开展基于活塞驱动气体流化输运的粉末供应系统特性研究。通过试验研究，开展不同活塞驱动力、流化气压强、粉末出口喉径等参数对粉末流化输运特性的影响研究。研究表明：该系统在所设工况下能够实现稳定送粉；在指定范围内活塞驱动力存在临界值。活塞驱动力小于临界值时，粉末质量流量随驱动力增大而逐步增大。当超过临界值时，可实现活塞驱动力与粉末流化输运的解耦，粉末流量与出粉口喉道面积成线性关系;驱动力增加过程中流化气流量会增加然后迅速减小，当驱动力达到上限时粉末输送的固气比达到最大；单独提高流化气压强使得固气比大幅降低，不利于气源的有效利用。

关键词：粉末冲压发动机粉末流化气力输送质量流量

基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计

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测绘学报 2024年第4期53卷 689-699页

作者：刘薇刘松林郭子博刘凯张荔哲智慧地球重点实验室北京100029 西安测绘研究所陕西西安710054 西安电子科技大学陕西西安710071 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710000

本文提出了一种基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计方法,构建了“硬件资源-算子模块-通用处理核-典型应用”的星上处理任务行为模型范式。在硬件层面,采用星上异构嵌入式计算平台,将多处理器一体化设计,通过标准化高速数据互连... 详细信息

本文提出了一种基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计方法,构建了“硬件资源-算子模块-通用处理核-典型应用”的星上处理任务行为模型范式。在硬件层面,采用星上异构嵌入式计算平台,将多处理器一体化设计,通过标准化高速数据互连,完成高速信号传输和数据处理;通过网络拓扑实现良好的扩展性,支持设备规模及数据处理复杂性的变化;在软件层面,针对星上智能处理任务中频繁数据读写操作、大量重复计算操作、卷积神经网络的通用计算与加速等需求,设计了星上平台指令集、星上算法通用算子和星上智能网络组件组成的可配置算子模块,并基于该模块可快速实现特定算法的硬件IP核。经仿真试验验证,本文方法可根据卫星平台和星上处理任务需求,按需适配最佳软硬件解决方案,并有效提高了计算资源利用率;提出的结合云检测的实时流水压缩编码方案,显著提升了压缩性能;设计的轻量化目标检测识别方法,计算资源效率达到91.5%;以高分一号、高分七号原始数据率为例进行分析,相比常规方案整体计算资源利用率分别提高了16.51%、17.77%。实现了星上处理系统研制过程模型化、工作模式可定义、逻辑资源共享化,是适应卫星小型化、快速部署的一种合理优化选择。

关键词：遥感卫星星上处理模型定义按需适配异构计算

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反压对撞击式喷嘴雾化特性影响

航空学报 2024年第11期45卷 239-248页

作者：吴慧博杨岸龙张锋杨宝娥连俊恺汤成龙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 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对反压条件下雾化数据缺乏、雾化机制不清的问题,采用直流自击喷嘴,在反压雾化实验仓中开展了0.1~4.1 MPa环境条件下的雾化特性宏观及微观实验研究。基于高速阴影成像方法获得了不同反压下自击喷嘴的喷雾宏观形貌并提取出雾化角、雾... 详细信息

针对反压条件下雾化数据缺乏、雾化机制不清的问题,采用直流自击喷嘴,在反压雾化实验仓中开展了0.1~4.1 MPa环境条件下的雾化特性宏观及微观实验研究。基于高速阴影成像方法获得了不同反压下自击喷嘴的喷雾宏观形貌并提取出雾化角、雾化场液滴速度分布等数据,进一步通过相位多普勒粒子分析(PDPA)激光测量手段获得了不同反压下液滴直径概率密度分布及索特平均直径(SMD)等微观特性参数。实验结果表明,高反压会导致喷雾总体发展受到压缩,雾化角减小,且雾化液滴的数量密度更为稠密;液滴速度随着反压增大,衰减更为显著;但液滴SMD随反压增大呈现非单调演化规律,且演化规律与沿喷孔出口的竖直距离有关,即当反压小于1.1 MPa时,液滴SMD随反压的增大而减小,在H=20 mm处,当反压从1.1 MPa增大到3.1 MPa,SMD基本保持不变,而进一步增大反压时,SMD逐渐增大。在H=30 mm处,当反压大于1.1 MPa时,SMD逐渐增大。分析认为,反压增大导致更高的液滴数量密度,提升了液滴碰撞并聚合的概率,使高反压下液滴SMD增大。

关键词：撞击式喷嘴雾化反压液滴速度分布液滴直径

端羟基叠氮呋咱醚氧杂丁烷-HTPE嵌段共聚物合成及内增塑性能

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含能材料 2024年第6期32卷 651-659,I0003页

作者：温昱佳张婧窦金康谭博军刘宁西安近代化学研究所陕西西安710065 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室陕西西安710065

针对增塑剂易迁移、渗出进而严重影响聚合物基复合材料物化性能和机械性能的问题,研究通过3-硝基-4-羟基呋咱与3,3-二溴甲基氧杂丁环(BBMO)偶联合成2种新单体3-(4-硝基呋咱-3-氧甲基)-3-溴甲基氧杂环丁烷(BrNFMO)、3,3-二(4-硝基呋咱-3... 详细信息

针对增塑剂易迁移、渗出进而严重影响聚合物基复合材料物化性能和机械性能的问题,研究通过3-硝基-4-羟基呋咱与3,3-二溴甲基氧杂丁环(BBMO)偶联合成2种新单体3-(4-硝基呋咱-3-氧甲基)-3-溴甲基氧杂环丁烷(BrNFMO)、3,3-二(4-硝基呋咱-3-氧甲基)氧杂环丁烷(BNFMO),以端羟基聚醚(HTPE)为大分子引发剂,在三氟化硼乙醚催化下分别与BrNFMO、BNFMO以及对照组BBMO共聚后叠氮化,制备得到三种内增塑嵌段共聚物,对其进行结构、热分解行为、内增塑性能测试,并对所设计目标共聚单元进行量化计算以评估其爆轰性能。最后对共聚工艺进行了优化,通过“假活性”聚合策略对引入嵌段的程度进行控制。结果表明,该系列新型含能共聚单元具有优于现有叠氮基氧杂环丁烷单体的能量水平。与直接将叠氮基团引入聚合物相比,通过呋咱醚桥联结构将叠氮基团进行引入能够通过内增塑策略获得具有更低玻璃化转变温度T_(g)与黏度的含能共聚物(T_(g)可降低5.27℃,黏度可降低4.90 Pa·s),其热稳定性也得到了提高(T_(d)可提高7.3℃)。

关键词：呋咱含能聚合物阳离子开环聚合含能粘合剂热稳定性内增塑

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四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的热力学性质

化工进展 2024年第3期43卷 1484-1491页

作者：刘泽鹏曾纪珺唐晓博赵波韩升廖袁淏张伟西安近代化学研究所氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室陕西西安710065

针对烷基咪唑磷酸酯离子液体的热物性数据较少的问题,本文在常压下测定了1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([EMIM][DHP])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐([EMIM][DMP])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])、1-丁基-3-甲基咪唑磷... 详细信息

针对烷基咪唑磷酸酯离子液体的热物性数据较少的问题,本文在常压下测定了1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([EMIM][DHP])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐([EMIM][DMP])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐([BMIM][DBP])四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的密度、黏度(293.15~353.15K)和电导率(293.15~343.15K),并且测定了四种离子液体的热稳定性。结果表明,离子液体的密度、黏度随温度的升高而减小,而电导率随温度的升高而增大。采用自然对数方程关联四种离子液体的密度,根据实验值计算到了离子液体体积性质;采用VFT方程关联离子液体黏度和电导率,其中密度与电导率的实验值与模型相关系数R2达到0.9999,黏度相关系数R2达到0.99999,实验测定的数据与模型一致;四种离子液体的热稳定性相近,分解温度均在271.9~278.6℃范围内;瓦尔登规则分析表明,四种烷基咪唑磷酸酯离子液体符合Walden规则,而[EMIM][DMP]和[EMIM][DEP]被归类为“good ionic liquids”。

关键词：烷基咪唑磷酸酯离子液体密度黏度电导率热稳定性

高速公路无人驾驶的分层抽样多动态窗口轨迹规划算法

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自动化学报 2024年第7期50卷 1315-1332页

作者：张琳薛建儒马超李庚欣李勇强西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并... 详细信息

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并基于贝叶斯网络构建轨迹概率分布模型.其次,采用先速度后路径的分层抽样策略生成符合动态场景约束的候选轨迹集合.最后,利用引入障碍车辆速度估计不确定性的责任敏感安全模型(Responsibility sensitive safety,RSS)从中选择最优轨迹.大量仿真实验和实际交通场景测试验证了算法的有效性,对比实验结果表明,所提算法性能显著优于人工势场最优轨迹规划算法和多动态窗口模拟退火轨迹规划算法.

关键词：无人驾驶轨迹规划运动规划贝叶斯网络

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液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题综述

航空学报 2024年第11期45卷 106-132页

作者：汪广旭李斌谭永华高玉闪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 中国航天科技集团航天推进技术研究院西安710100

高频燃烧不稳定现象诱发的大幅值压力振荡严重威胁液体火箭发动机可靠性,为此,国内外开展了大量深入的研究工作。为了提高对此类问题及相关研究的整体认识,系统阐述了液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题的主要特点、关键物理机制、研究... 详细信息

高频燃烧不稳定现象诱发的大幅值压力振荡严重威胁液体火箭发动机可靠性,为此,国内外开展了大量深入的研究工作。为了提高对此类问题及相关研究的整体认识,系统阐述了液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题的主要特点、关键物理机制、研究思路等,重点梳理了国内外在液体推进剂燃烧子过程响应机理方面的研究工作,明确指出了燃烧速率控制过程对于此类问题分析的重要意义。在此基础上,详细总结了液滴蒸发和射流掺混作为速率控制过程的高频燃烧不稳定问题数值仿真研究进展,仔细归纳了线性和非线性理论解析分析方法面临的挑战,简要介绍了基于非线性动力系统的分析方法在揭示高频燃烧不稳定非线性行为以及稳定性裕度评估方面的重要潜力。最后,针对不同工程控制措施的内在联系、应用情况等进行了分析,特别强调了燃烧释热分布控制的重要性。

关键词：液体火箭发动机高频燃烧不稳定燃烧响应速率控制过程燃烧释热分布控制

基于GPS-惯性数据的激光大气数据系统标定方法

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 308-313页

作者：李彬雷宏杰岳亚洲周原田哲铭乔金良中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所西安710065 飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室西安710065

激光大气数据系统由于系统测量精度较高以及测量区域范围较大,目前尚无有效的高精度标定手段。针对这一问题,提出一种直线折返测速法,可以消除大气中风速的影响,将消除风速影响后的空速数据与GPS-惯性组合导航系统测量的地速数据进行对... 详细信息

激光大气数据系统由于系统测量精度较高以及测量区域范围较大,目前尚无有效的高精度标定手段。针对这一问题,提出一种直线折返测速法,可以消除大气中风速的影响,将消除风速影响后的空速数据与GPS-惯性组合导航系统测量的地速数据进行对比分析,以评价激光大气数据系统真空速测量性能。分析了所提方法的各类测量误差以及理论极限精度。飞行实验结果表明,所提方法测量精度优于0.5 m/s,接近理论误差极限,可以用来标定激光大气数据系统,为激光大气数据系统标定技术的发展和应用提供参考。

关键词：激光大气数据系统空速组合导航系统标定