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阀门开启时差对150N自燃推进剂发动机工作过程的影响

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航空动力学报 2024年第9期39卷 384-395页

作者：陈锐达田增陈泓宇徐辉中国航天科技集团有限公司上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

为了研究阀门较大开启时差对采用自燃推进剂的空间液体火箭发动机工作过程的影响,对150 N发动机开展高空模拟热试车,考察了氧阀、燃阀分别先开40、100、500、1000 ms对发动机工作稳定性、点火推力峰值和响应时间的影响。试验结果表明,... 详细信息

为了研究阀门较大开启时差对采用自燃推进剂的空间液体火箭发动机工作过程的影响,对150 N发动机开展高空模拟热试车,考察了氧阀、燃阀分别先开40、100、500、1000 ms对发动机工作稳定性、点火推力峰值和响应时间的影响。试验结果表明,发动机均可以成功点火,稳定后的推力值基本不变。氧阀先开、燃阀先开时的点火推力峰值分别约为稳定推力的1.01~1.05倍和1.04~1.07倍,与两阀同步信号开启时相当。燃阀先开时,启动响应时间延长了约16 ms。阀门单独打开时,氧化剂发生了充分闪蒸,流场中部夹杂冰粒喷出,燃料发生了部分闪蒸。当阀门开启时差达到500、1000 ms时,氧阀、燃阀单独打开过程中,输出推力分别约11、6 N,分别占稳定推力的7%和4%,且后者输出推力呈现波动下降的趋势。

关键词：液体火箭发动机阀门开启时差工作稳定性点火推力峰启动响应时间推进剂闪蒸

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超声速下盘缝带伞不同收口方式的气动特性

航空学报 2024年第7期45卷 68-80页

作者：代雨柔李健薛晓鹏荣伟北京空间机电研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司航天进入减速与着陆技术实验室北京100094 中南大学自动化学院长沙410083

随着中国航天事业的发展,对大面积、高强度、低开伞力、低重量体积的高性能超声速降落伞的应用需求越来越突出。超声速收口技术是满足未来需求的一种可能的技术途径,但国内外在此领域的研究工作欠缺。本文以超声速盘缝带收口降落伞为研... 详细信息

随着中国航天事业的发展,对大面积、高强度、低开伞力、低重量体积的高性能超声速降落伞的应用需求越来越突出。超声速收口技术是满足未来需求的一种可能的技术途径,但国内外在此领域的研究工作欠缺。本文以超声速盘缝带收口降落伞为研究对象,采用流固耦合的方法,对不同收口方式的不同收口比下的盘缝带伞的气动特性进行研究。结果表明,盘收口降落伞在呼吸时,盘的部分基本保持充满状态,带的部分发生不规则的膨胀和收缩。而带收口时,盘和带的部分则一起进行膨胀和收缩。对于收口的气动特性方面,盘收口的阻力系数和投影面积随着收口比的增大而增大,而带收口则没有明显变化。

关键词：盘缝带伞收口技术流固耦合阻力特征气动特征

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高密度集成微惯性导航自主完好性监测

中国空间科学技术 2024年第1期44卷 34-43页

作者：孟凡琛宋健民邢朝洋王巍北京航天控制仪器研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司北京100048

针对多平台、小型化、集群化等未来微小型空天飞行器故障信息自主监测等技术需求,提出了一种高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法。该算法依托最优估计理论,分析微惯性导航系统中可能出现的量测误差信息源,通过优选子集数目进行预... 详细信息

针对多平台、小型化、集群化等未来微小型空天飞行器故障信息自主监测等技术需求,提出了一种高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法。该算法依托最优估计理论,分析微惯性导航系统中可能出现的量测误差信息源,通过优选子集数目进行预检验甄选,利用牛顿恒等式优化工程计算方法,达到微惯性导航系统故障信息检测与排除的目的。与传统MHSS算法相比,该算法能够显著降低系统的计算复杂度,并可有效检测小差错和多差错故障观测量,具有较高的故障信息源检测识别概率,增强了高密度集成微惯性导航与制导系统鲁棒性和完备性。

关键词：高密度集成微惯性导航组合导航完好性监测鲁棒性

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空间可展薄膜阵列天线构型设计与验证

机械工程学报 2024年第3期60卷 11-19页

作者：谢超张恩杰严飙高峰杨金平房光强王治易上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海宇航系统工程研究所上海201108 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201108

面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构... 详细信息

面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构的一阶扭转振动频率近似解,指导了薄膜天线结构动力学特性的快速分析与参数设计,相比于非线性有限元法,具有高效便捷的特点。其次,研究了薄膜天线主梁截面半径、框架长宽比、张力大小等特性参数对天线振动频率的影响,给出了结构参数的优选范围,通过仿真和试验方法验证了参数设计的合理性。最后,介绍了薄膜天线在轨展开验证情况,试验表明在卫星姿态机动扰动下天线结构保持稳定,验证了结构设计的可行性。

关键词：空间天线可展开薄膜阵列天线构型设计在轨验证

充气式减速结构壁面变形对热化学非平衡流场的影响

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航空学报 2024年

作者：刘宇赵淼何青松贾贺北京空间机电研究所中国航天科技集团有限公司航天进入减速与着陆技术实验室

在高超音速来流压力的作用下，充气式减速结构壁面在迎风面会发生变形，进而对流场产生影响。本文基于热化学非平衡反应模型，对充气式减速结构在壁面变形前后的流场进行了仿真计算，分析了在不同来流攻角下，壁面变形对流场特征、壁面... 详细信息

在高超音速来流压力的作用下，充气式减速结构壁面在迎风面会发生变形，进而对流场产生影响。本文基于热化学非平衡反应模型，对充气式减速结构在壁面变形前后的流场进行了仿真计算，分析了在不同来流攻角下，壁面变形对流场特征、壁面热流及壁面压力的影响。充气式减速结构外形为球锥组合体，由刚性端面和6个充气环组成，半径为2.4m，半锥角为60°。计算采用5组分双温度热化学反应模型，壁面催化条件包括非催化壁面和完全催化壁面。结果表明：壁面变形会导致充气式减速结构激波层内出现周期性的温度和压力波动，以及离解组分的非均匀分布；壁面变形对流场各参数的影响随着来流攻角增大而减弱；壁面变形后，流速的变化导致壁面在充气环处热流升高、压力降低，在充气环之间凹陷处热流降低、压力升高，壁面变形对压力造成的影响要弱于对热流的影响;壁面变形后充气减速结构前端面气动力系数无明显变化。

关键词：充气式减速高超音速气动热非平衡反应双温度模型数值仿真

阻塞率对液液针栓多喷注单元喷雾场特性的影响

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航空动力学报 2024年第7期39卷 250-262页

作者：王凯唐亮雷凡培杨岸龙周立新中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室西安710100 中国船舶集团有限公司北京100044

为了研究阻塞率对针栓式喷注器喷雾场特性的影响,基于平面针栓喷注单元的研究思路,设计了结构可更换的平面针栓多喷注单元试验件,同时采用分相识别的PLIC VOF(piecewise linear interface calcula-tion volume of fluid)多相流仿真方法... 详细信息

为了研究阻塞率对针栓式喷注器喷雾场特性的影响,基于平面针栓喷注单元的研究思路,设计了结构可更换的平面针栓多喷注单元试验件,同时采用分相识别的PLIC VOF(piecewise linear interface calcula-tion volume of fluid)多相流仿真方法及高速摄影试验方法,开展了阻塞率对液液针栓多喷注单元的雾化角、喷雾扩散角及液雾空间分布的影响规律研究.对于径向圆孔,阻塞率的改变通过改变径向孔直径及个数实现;对于径向矩形孔,阻塞率的改变还可以通过改变矩形的高宽比实现.研究发现:阻塞率对喷雾场的液雾空间分布有重要影响.在径向喷注孔总动量比不变时,阻塞率对喷雾场的影响主要通过喷雾扇空间间距的直接影响和转化为有效动量比的间接影响两种途径实现,径向孔形状对喷雾场的影响本质上也转化为阻塞率及有效动量比的影响.径向孔直径改变和形状改变造成的阻塞率变化对雾化角的影响仅通过有效动量比间接实现,喷注单元的雾化角理论模型也适用于多喷注单元;阻塞率对喷雾扩散角和液雾空间分布的影响则通过两种途径共同产生.另外,高的总动量比工况下,液雾径向分布范围会增大,相邻单元间相互作用会使得雾扇中心区和外侧区液雾分布量均增加.

关键词：液液针栓喷注器阻塞率有效动量比径向孔形状雾化角液雾分布

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轻小型高可靠回收控制器设计与实现

航天返回与遥感 2024年第4期45卷 29-38页

作者：刘靖雷闫云龙裴晓燕孙希昀刘海烨乔茂永北京空间机电研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司航天进入、减速与着陆技术实验室北京100094

针对某商用返回式卫星回收系统轻小型、高可靠的约束要求,设计了一种新型回收控制器产品,该装置基于微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)过载传感器进行弹道过载测量,采用双核四进程“与或”逻辑实现冗余控制,基于... 详细信息

针对某商用返回式卫星回收系统轻小型、高可靠的约束要求,设计了一种新型回收控制器产品,该装置基于微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)过载传感器进行弹道过载测量,采用双核四进程“与或”逻辑实现冗余控制,基于容性释能半导体桥点火器起爆技术实现火工品管理。策划了针对返回过程的弹道过载触发验证试验,针对容性释能电容阵列放电特性,开展了容性释能系统不同初始电压、不同电容阵列容值以及不同回路阻值下的点火效能仿真分析。结果表明该回收控制器在轻小型约束下返回弹道过载感知精度达到±0.28 g,可实现开伞逻辑高可靠控制。半导体桥点火器容性释能电路优化参数为初始电压大于24 V、回路阻值小于0.3Ω、初始电容大于22μF,可实现点火器高可靠点火控制。该设计在不显著增加硬件基础上,大大降低产品质量,可为航空航天用同类电子系统设计提供参考。

关键词：回收控制器过载传感器开伞控制容性释能

火星低密度大气条件下超声速降落伞充气过程研究

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弹道学报 2024年第3期36卷 58-66,74页

作者：贾华明张文博王文强刘乃彬北京空间机电研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司航天进入、减速与着陆技术实验室北京100094

降落伞充气过程是火星探测器着陆过程中最为关键的环节,该文推导建立了考虑火星稀薄大气环境、超声速工作条件的降落伞充气过程计算流体动力学和结构动力学模型,流场求解采用可压缩流场模型,结构动力学采用伞系统多节点质量阻尼弹簧模型... 详细信息

降落伞充气过程是火星探测器着陆过程中最为关键的环节,该文推导建立了考虑火星稀薄大气环境、超声速工作条件的降落伞充气过程计算流体动力学和结构动力学模型,流场求解采用可压缩流场模型,结构动力学采用伞系统多节点质量阻尼弹簧模型,通过计算得到某时间节点处的流场,将该流场中的压力数据引入伞系统质量阻尼弹簧模型,从而获得下一时间节点的伞衣形状,最后得到充气过程中伞衣形状和流场之间的动态关系,从而模拟了在这种条件下的降落伞充气过程。将仿真计算结果与飞行试验结果进行对比分析,两者的一致性很好,证明了所建立的数学模型的正确性。研究表明:开伞动载达到峰值后有明显的振动,振动频率只与降落伞自身特性有关;伞衣张开的速度呈现出先慢后快的特点;在初始速度相同的情况下,随着大气密度的增加,开伞动载峰值增大;在初始动压相同的情况下,随着大气密度的增加,开伞动载峰值减小。

关键词：火星降落伞低密度低动压超声速充气

“四链”深度融合下战略性新兴产业高质量发展战略研究

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中国工程科学 2024年第1期26卷 1-12页

作者：王海南王礼恒周志成王国庆王崑声王红朱钰婷姜彬中国航天系统科学与工程研究院北京100037 中国航天科技集团有限公司北京100048 中国空间技术研究院北京100094

推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合,提升产业创新能力是我国战略性新兴产业迈向全球产业链中高端,实现高质量发展的关键。本文通过系统分析战略性新兴产业高质量发展的本质要求及内涵特征,研判全球战略性新兴产业发展格局变... 详细信息

推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合,提升产业创新能力是我国战略性新兴产业迈向全球产业链中高端,实现高质量发展的关键。本文通过系统分析战略性新兴产业高质量发展的本质要求及内涵特征,研判全球战略性新兴产业发展格局变化及趋势,分析我国战略性新兴产业发展现状、问题及挑战,提出“创新驱动、企业主体、开放融合”的战略性新兴产业高质量发展思路和“体系融合、协同发展,自主可控、开放创新,企业主体、市场机制,前瞻布局、高端引领”的发展原则,研究提出各领域重点发展方向及“系统性提升、融合式创新、市场化推动、引领性发展”的发展策略,以期为战略性新兴产业高质量发展提供参考。

关键词： “四链”融合融合集群战略性新兴产业高质量发展