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4Cr5MoSiV1热作模具钢循环渗氮及热疲劳行为研究

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热加工工艺 2024年第2期53卷 24-29页

作者：刘海建韩笑陈杰上海航天精密机械研究所上海201108 上海航天控制技术研究所上海201108

针对4Cr5MoSiV1热作模具钢在使用过程中经受熔融铝液及冷却液的循环冲击,在热应力作用下容易产生热疲劳失效的问题。采用可控循环气体渗氮的方法分别在回火态和热疲劳态模具钢表面制备无铁氮化合物和有化合物的渗层,进行热疲劳性能测试... 详细信息

针对4Cr5MoSiV1热作模具钢在使用过程中经受熔融铝液及冷却液的循环冲击,在热应力作用下容易产生热疲劳失效的问题。采用可控循环气体渗氮的方法分别在回火态和热疲劳态模具钢表面制备无铁氮化合物和有化合物的渗层,进行热疲劳性能测试。结果表明:循环渗氮制备的无化合物的渗层可以有效延缓热疲劳裂纹的萌生,抗热疲劳性能优于有化合物的渗层。同时,在裂纹产生前进行二次渗氮可以补充氮原子,重置压应力并增加硬度,进一步提升热疲劳抗性。

关键词：热作模具钢可控循环气体渗氮铁氮化合物热疲劳性能

编队航天器协同绕飞非合作目标的全驱预设性能控制

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航空学报 2024年第1期45卷 79-93页

作者：殷泽阳邢友朋韩飞魏才盛廖宇新中南大学自动化学院长沙410083 上海航天控制技术研究所上海201109

针对利用多星编队协同绕飞空间非合作目标的控制问题,考虑外部干扰和目标非期望轨道机动影响,提出了一种基于全驱系统理论的分布式约定时间预设性能控制方法。首先,基于视线坐标系建立服务航天器编队绕飞非合作目标的相对运动方程,并将... 详细信息

针对利用多星编队协同绕飞空间非合作目标的控制问题,考虑外部干扰和目标非期望轨道机动影响,提出了一种基于全驱系统理论的分布式约定时间预设性能控制方法。首先,基于视线坐标系建立服务航天器编队绕飞非合作目标的相对运动方程,并将其转化为全驱系统形式以降低控制器设计复杂度;其次,结合拓扑理论设计一种分布式约定时间预设性能控制器,保证多星编队绕飞的瞬态和稳态控制性能;此外,引入扩张状态观测器观测并合理补偿系统中存在的不确定项与干扰,提高多星编队绕飞的控制精度与鲁棒性。最后,通过两组绕飞仿真验证了所设计控制方法的有效性。

关键词：全驱系统理论编队绕飞非合作目标预设性能控制扩张状态观测器

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多元嵌段有机硅防热涂层制备及性能研究

固体火箭技术 2024年第5期47卷 694-700页

作者：葛仁奎王国庆朱小飞王兆良王程豪施永伟李琳上海航天动力技术研究所湖州313000

面向未来高速飞行器的热防护需求,为解决有机硅防热涂层在气动热条件下易粉化剥蚀的问题,开展了多元嵌段有机硅防热涂层制备及性能研究。基于树脂分子结构创新的思路,设计并合成了具有嵌段结构的有机硅树脂,制备出了适用于高热流环境的... 详细信息

面向未来高速飞行器的热防护需求,为解决有机硅防热涂层在气动热条件下易粉化剥蚀的问题,开展了多元嵌段有机硅防热涂层制备及性能研究。基于树脂分子结构创新的思路,设计并合成了具有嵌段结构的有机硅树脂,制备出了适用于高热流环境的有机硅防热涂层,并采用FT-IR、TG、SEM-EDS、电弧风洞试验等微观和宏观手段分别对树脂基体和涂层材料进行了表征分析;此外,通过对多元嵌段有机硅涂层高温下的烧蚀产物研究,分析了高温下涂层材料微结构演化规律。结果表明,目标产物多元嵌段有机硅树脂纯度较高、热稳定性较好,在1000℃氮气环境下的质量保留率为55.97%;以此为基体的防热涂层具有优异的综合性能,密度、伸长率、热导率三项关键指标分别为0.70~0.72 g/cm^(3)、16%~25%、0.05~0.06 W/(m·K)(20℃);在最高1044℃、310 s的风洞烧蚀条件下,涂层表面陶瓷化效果显著,无烧蚀后退,验证了由表及里分别为瓷化层、热解层、原始层的有机硅防热涂层烧蚀模型。

关键词：多元嵌段有机硅树脂防热涂层性能评价烧蚀模型

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固体火箭发动机分段不稳定燃烧现象分析

弹箭与制导学报 2024年

作者：王志新孙晓娇乐浩李莎莎刘晓晨上海航天动力技术研究所

针对大长径比固体火箭发动机地面试验中出现的分段不稳定燃烧现象，通过声腔频率分析获取其燃烧室压强振荡频率分布范围，从声-涡耦合及推进剂燃烧响应角度分析了两段燃烧不稳定现象的主要因素，设置对比试验，对比同一装药构型、不同... 详细信息

针对大长径比固体火箭发动机地面试验中出现的分段不稳定燃烧现象，通过声腔频率分析获取其燃烧室压强振荡频率分布范围，从声-涡耦合及推进剂燃烧响应角度分析了两段燃烧不稳定现象的主要因素，设置对比试验，对比同一装药构型、不同推进剂配方发动机出现的燃烧不稳定现象，结合起振初期、中期与结束时刻的燃烧室声腔模态、燃烧室流场涡结构计算结果以及T型燃烧器压强耦合响应函数测试结果判定：发动机工作初期产生的不稳定燃烧现象是由于燃烧室装药构型导致的旋涡脱落频率与燃烧室声场频率相近产生耦合增益，诱发燃烧室压强振荡；发动机工作至末期，其不稳定燃烧频率不同于初期的频率范围，存在多倍频等特征，该段不稳定燃烧是由于推进剂燃烧响应引起的。从地面试验中发生的两段不稳定燃烧结果开展分析，为固体火箭发动机的优化设计与工程设计中有效规避此类问题提供参考。

关键词：固体火箭发动机分段不稳定燃烧声腔频率分析压强耦合响应函数

从光学相控阵技术展望激光通信的发展趋势(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 37-50页

作者：宋义伟胡景森李贝柏刚田永明张灿钱金杰上海航天技术研究院上海无线电设备研究所上海200090

光学相控阵技术通过调节和控制光学天线阵元的相对相位,可实现高速灵活的定向辐射,逐渐发展成为非机械式光束控制的主流方案。其兼具功耗低、集成度高、体积小、质量轻等优点,可以同时控制多波束的收发,满足未来一对多激光通信的迫切发... 详细信息

光学相控阵技术通过调节和控制光学天线阵元的相对相位,可实现高速灵活的定向辐射,逐渐发展成为非机械式光束控制的主流方案。其兼具功耗低、集成度高、体积小、质量轻等优点,可以同时控制多波束的收发,满足未来一对多激光通信的迫切发展需求。本文主要针对光学相控阵技术当前三种主流的技术方案在激光通信领域的应用现状进行阐述,对比给出了基于液晶、微机电系统和集成光波导平台的技术特点和应用优劣。最后针对光学相控阵技术在激光通信领域的未来发展,给出了笔者的一些思考与建议。

关键词：激光通信光学相控阵液晶微机电系统集成光波导

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折叠翼飞行器气动弹性变体飞行仿真平台

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1921-1930页

作者：徐浩韩景龙奚勇贾成龙孙钊上海航天控制技术研究所上海201109 南京航空航天大学航空学院南京210016

折叠翼飞行器的变体过程伴随质量分布、刚度分布及气动载荷分布的大幅动态变化,是一个高度复杂的动力学过程。为实现该过程各种动力学问题的有效分析,基于共享内存技术开发了一套高性能的耦合计算程序,并在此基础上整合了Adams多体动力... 详细信息

折叠翼飞行器的变体过程伴随质量分布、刚度分布及气动载荷分布的大幅动态变化,是一个高度复杂的动力学过程。为实现该过程各种动力学问题的有效分析,基于共享内存技术开发了一套高性能的耦合计算程序,并在此基础上整合了Adams多体动力学计算软件、非定常气动力计算程序及飞行控制技术,搭建了折叠翼的气动弹性变体飞行仿真平台。基于该平台,对折叠翼进行了气动弹性分析和飞行变体过程仿真,验证了平台强大的计算和分析能力。

关键词：折叠翼变体飞行器动力学仿真气动弹性飞行仿真

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柔性接头摆心漂移测量误差的理论与实验研究

航空动力学报 2024年第9期39卷 406-415页

作者：张金尧任军学薛牧遥童悦郑庆北京航空航天大学宇航学院北京100191 上海航天动力技术研究所上海200125

为定量研究柔性接头摆心漂移测量的误差来源,利用ANSYS计算了接头在容压10 MPa、不同摆角下的摆心漂移。结合某柔性接头的实验结果分别研究了摆杆形变、水平位移传感器推杆测量误差、铅垂位移传感器推杆测量误差及铅垂传感器水平方向偏... 详细信息

为定量研究柔性接头摆心漂移测量的误差来源,利用ANSYS计算了接头在容压10 MPa、不同摆角下的摆心漂移。结合某柔性接头的实验结果分别研究了摆杆形变、水平位移传感器推杆测量误差、铅垂位移传感器推杆测量误差及铅垂传感器水平方向偏移这4种误差对摆心漂移的影响,并研究了柔性接头自身结构误差对于摆心漂移测量的影响。结果表明:修正4种误差后的测量结果与仿真结果吻合良好,证实了摆心漂移测量的误差来源,其中水平位移传感器推杆测量误差占柔性接头摆心漂移圆柱包络面高的总误差的65.98%,铅垂位移传感器推杆测量误差占接头摆心漂移包络面半径总误差的77.32%;柔性接头自身结构的误差也会影响摆心漂移的测量,弹性件与增强件厚度误差引起的散布趋势较为一致,结果可为柔性接头摆心漂移测量误差分析提供理论指导。

关键词：摆心漂移柔性接头误差分析有限元分析固体火箭发动机

基于磷酸盐化学转化的超疏水抗菌涂层的制备与性能研究

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表面技术 2024年

作者：夏先朝聂敬敬孙京丽姚文德蔡微波武丽丽邹文兵袁勇张利嵩王晓雪上海航天精密机械研究所北京航天长征飞行器研究所

目的利用植酸（PA）交联壳聚糖（CS）并通过超疏水改性来提升磷酸盐化学转化膜层的抗菌和防护性能，并研究超疏水改性处理对磷酸盐化学转化膜耐蚀性的影响，方法本工作将仿生超疏水技术和化学转化技术相结合，在镁合金基体上制备了具... 详细信息

目的利用植酸（PA）交联壳聚糖（CS）并通过超疏水改性来提升磷酸盐化学转化膜层的抗菌和防护性能，并研究超疏水改性处理对磷酸盐化学转化膜耐蚀性的影响，方法本工作将仿生超疏水技术和化学转化技术相结合，在镁合金基体上制备了具有超疏水和抗菌效应的磷酸盐化学转化膜。通过扫描电子显微镜、红外光谱、接触角测试、电化学测试等方法研究膜层的微观形貌、润湿性和耐蚀性。结果 SEM结果显示，通过优化PA的浓度可以使膜层更加均匀致密。接触角测试结果表明，该转化膜的接触角高达153.2°，呈超疏水性。电化学测试结果显示，相比于裸镁合金，该转化膜的自腐蚀电流密度下降了1个数量级，低频阻抗模值提高了2个数量级，展现出了卓越的耐蚀性能。结论该膜层展现出了优异的抗菌性能和良好的自清洁性能，能够为基体提供优越的腐蚀防护效果。

关键词：镁合金耐蚀性抗菌涂层化学转化超疏水涂层

多孔玻璃微锥阵列超快激光加工工艺研究(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 334-343页

作者：陆子杰罗国虎王岱荪张开朱康武胡永祥上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天控制技术研究所上海201109

采用脉宽为8 ps的超快激光器,结合高速相机原位观测,研究了超快激光作用G5级多孔玻璃过程中的材料去除行为。研究结果表明:在超快激光作用下,多孔玻璃材料出现剥离去除现象,加工过程中有大量粒径为几十微米的颗粒飞溅,材料去除效率约为K... 详细信息

采用脉宽为8 ps的超快激光器,结合高速相机原位观测,研究了超快激光作用G5级多孔玻璃过程中的材料去除行为。研究结果表明:在超快激光作用下,多孔玻璃材料出现剥离去除现象,加工过程中有大量粒径为几十微米的颗粒飞溅,材料去除效率约为K9玻璃的16.2倍。分析了扫描策略和加工余量对多孔玻璃微锥阵列形貌特征的影响,实现了高一致性和大锥顶锐度微锥阵列加工,平均锥顶尺寸达到20μm。组装后的电喷雾推力器能够在3 kV电压下获得单个发射极90μN的推力。

关键词：激光技术多孔玻璃超快激光微锥阵列电喷雾发射极