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热塑性预浸料赋形褶皱缺陷的全局灵敏度分析

复合材料学报 2024年第2期41卷 1070-1079页

作者：张佳晨郭渊吕柄熠校金友文立华侯晓西北工业大学航天学院西安710072 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司镇江212001 中国航天科技集团有限公司北京100048

复合材料复杂构件成型过程中极易产生褶皱,影响构件成型质量和承载性能,因而迫切需要建立成型工艺参数对预浸料褶皱的定量映射关系,支撑构件的低缺陷成型制造。本文发展了一种多工艺参数耦合的热塑性预浸料褶皱缺陷全局灵敏度分析方法... 详细信息

复合材料复杂构件成型过程中极易产生褶皱,影响构件成型质量和承载性能,因而迫切需要建立成型工艺参数对预浸料褶皱的定量映射关系,支撑构件的低缺陷成型制造。本文发展了一种多工艺参数耦合的热塑性预浸料褶皱缺陷全局灵敏度分析方法。基于非正交本构模型发展了热塑性预浸料宽温域赋形变形有限元仿真方法,将预浸料与模具的距离和预浸料面外弯曲的曲率相结合,提高了褶皱缺陷定量表征的可靠性,最终采用基于方差的Sobol全局灵敏度指标,建立了一套能够定量计算赋形工艺参数对褶皱缺陷影响程度的全局灵敏度分析方法。通过典型平纹碳纤维/聚碳酸酯(CF/PC)材料单穹顶成型过程验证,结果表明:在200~250℃温度范围和0.2~2.0 kPa压强范围内,赋形温度对CF/PC预浸料褶皱缺陷的影响大于赋形压强,而且赋形过程中存在温度和压强的双参数耦合作用。

关键词：热塑性预浸料有限元分析褶皱缺陷全局灵敏度分析定量分析

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Si-SPAD抗辐照技术的研究进展

激光技术 2024年

作者：蓝禹王鸥王江袁利柯尊贵邓世杰袁菲周小燕西南技术物理研究所中国航天科技集团有限公司第五研究院第五〇二研究所

硅单光子雪崩光电二极管以低暗计数率、高单光子探测效率等性能优势，以及小型化、无需极低制冷温度等技术特点，成为了空间应用领域中最具前景的单光子探测器之一。降低太空辐射环境对探测器造成的损伤，减少暗计数率，并延长探测器的... 详细信息

硅单光子雪崩光电二极管以低暗计数率、高单光子探测效率等性能优势，以及小型化、无需极低制冷温度等技术特点，成为了空间应用领域中最具前景的单光子探测器之一。降低太空辐射环境对探测器造成的损伤，减少暗计数率，并延长探测器的使用寿命，是尤为关键的技术。介绍了硅单光子雪崩光电二极管在抗辐照技术方面的研究现状和趋势，阐述了单光子探测器的工作机制及空间辐照效应对探测器性能的影响，对硅单光子雪崩光电二极管的未来发展前景进行了展望，指出通过增强制冷、高温退火、激光退火以及结构优化4种抗辐照手段的应用，有望进一步提高探测器的性能和可靠性，为空间探测和星地通信等领域的发展提供有效的技术支撑。

关键词：探测器抗辐照空间辐射暗计数制冷退火结构

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过载对丁羟三组元推进剂燃烧特性的影响

航空动力学报 2024年第8期39卷 201-213页

作者：贺业李军伟田忠亮覃生福许团委丁淼王宁飞北京理工大学宇航学院北京100081 中国航天科技集团有限公司航天动力技术研究院燃烧、热结构与内流场重点实验室西安710025

为研究过载对丁羟三组元推进剂燃烧特性的影响,设计了兼具燃速测量和凝相产物收集功能的过载实验发动机。利用过载实验方法,研究了不同过载大小(-50g~+50g)对燃烧室压强、平均燃速、瞬态燃速、凝相产物和发动机羽流的影响。研究表明:(1... 详细信息

为研究过载对丁羟三组元推进剂燃烧特性的影响,设计了兼具燃速测量和凝相产物收集功能的过载实验发动机。利用过载实验方法,研究了不同过载大小(-50g~+50g)对燃烧室压强、平均燃速、瞬态燃速、凝相产物和发动机羽流的影响。研究表明:(1)反向过载对燃烧室压强和推进剂燃速几乎没有影响。随着正向过载的增大,燃烧室压强和推进剂燃速增大。(2)与无过载相比,燃烧室压强在+10g过载下增加35.8%,+30g过载下最大压强增加69.9%,+50g过载下最大压强增加76.8%,且在+30g过载和+50g过载下出现了“驼峰现象”。(3)与0g相比,+10g过载下燃速增加21%,+30g过载下燃速增加40%,+50g过载下燃速增加44%;+30g和+50g过载下,瞬态燃速先增加后减少,最大值随过载增大而增大,达到最大值的时间随过载的增大而减少。(4)药杯内的碳和单质铝含量随过载的增大而减小,从-50g过载到+50g过载,分别减小100%和82.28%,氧化铝随过载的增大而增大,增加了402.17%,收集装置内几乎不含碳和铝单质。且收集装置内凝相产物的粒径随正向过载的增大而减小。(5)过载对发动机羽流颜色有显著影响;反向过载下,发动机羽流火焰呈现黄色,且伴随明亮的火星;正向过载下呈现紫色。

关键词：固体火箭发动机固体推进剂燃速过载加速度燃烧室压强凝相产物

一种厚度无关的复合材料I型分层扩展桥接律构建方法

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复合材料学报 2024年

作者：高佳乐荣俊杰席近远校金友文立华侯晓中国航天科技集团有限公司西北工业大学航天学院

大范围纤维桥接是复合材料分层扩展中的一种重要的增韧机制，通常用R曲线和桥接牵引-分离定律表征。然而R曲线和桥接牵引-分离定律都与结构厚度有关，需用不同厚度试件分别进行实验测量。近期的研究指出：桥接现象的厚度相关性实质上是... 详细信息

大范围纤维桥接是复合材料分层扩展中的一种重要的增韧机制，通常用R曲线和桥接牵引-分离定律表征。然而R曲线和桥接牵引-分离定律都与结构厚度有关，需用不同厚度试件分别进行实验测量。近期的研究指出：桥接现象的厚度相关性实质上是由于不同厚度结构弯曲刚度不同所造成的；将裂纹张开的转角引入，构建的桥接牵引-分离转角关系与厚度无关。但是，现有的构造方法需要试件预埋光纤测量应变，试验过程复杂。本文通过弹性约束梁模型解析推导双悬臂梁预制裂纹尖端张开位移和转角，并结合J-积分法构建桥接牵引-分离转角关系，通过实验验证该关系是厚度无关的。进一步基于这种厚度无关的桥接律，提出了一种根据单一厚度试验数据逆推其他任意厚度R曲线与桥接牵引-分离定律的方法。通过不同厚度的碳纤维/环氧树脂、芳纶纤维/环氧树脂复合材料层合板双悬臂梁试验，证明逆推出来的R曲线和桥接牵引-分离关系曲线与用试验直接测量的曲线吻合很好。本文方法基于解析模型，仅需测量载荷-位移曲线即可，避免了裂纹长度的测量以及不同厚度的多次试验，简化了试验流程，为复合材料结构性能表征提供了有力工具。

关键词：复合材料结构I型分层 DCB试验纤维桥接 R曲线

多工艺参数对预浸料摩擦系数的影响及机器学习预示方法

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复合材料学报 2024年

作者：宋锋张佳晨吕柄熠王时玉校金友文立华侯晓西北工业大学航天学院中国航天科技集团有限公司

在复合材料成型过程中，预浸料/预浸料和预浸料/模具之间的摩擦滑移行为会导致褶皱、孔隙等缺陷，严重影响构件力学性能。然而复杂构件成型过程中预浸料层间摩擦行为影响因素众多，现有理论模型涵盖的工艺参数有限，导致成型工艺仿真精... 详细信息

在复合材料成型过程中，预浸料/预浸料和预浸料/模具之间的摩擦滑移行为会导致褶皱、孔隙等缺陷，严重影响构件力学性能。然而复杂构件成型过程中预浸料层间摩擦行为影响因素众多，现有理论模型涵盖的工艺参数有限，导致成型工艺仿真精度低，无法满足高质量成型要求。本文设计了面向多工艺参数的碳纤维预浸料摩擦试验方法，研究了速率、法向力、粘度、表面粗糙度、接触材料、纤维方向等工艺参数对摩擦系数的影响规律，以典型纤维方向[0°/45°/90°]为例，揭示了不同纤维方向的界面摩擦机理。为实现多工艺参数下摩擦系数的快速、准确预示，建立了基于支持向量回归(SVR)的预浸料摩擦系数预示模型。开展相对纤维方向为[30°/0°]和[60°/0°]的预浸料/预浸料界面摩擦系数的试验和预测，两者偏差小于7%。

关键词：碳纤维预浸料多工艺参数摩擦机器学习

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上层大气层飞行器气动布局优化设计

航空学报 2024年

作者：李俊红黄飞靳旭红苗文博程晓丽中国航天空气动力技术研究院中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室

针对上层大气层飞行器，基于试验粒子Monte Carlo(TPMC)方法，开展了正方形、正六边形和圆形等不同横截面形状的飞行器本体在定容条件下的气动布局优化研究，获得了飞行器本体阻力最小时的长细比，并以阻力最优时的飞行器本体为基础，... 详细信息

针对上层大气层飞行器，基于试验粒子Monte Carlo(TPMC)方法，开展了正方形、正六边形和圆形等不同横截面形状的飞行器本体在定容条件下的气动布局优化研究，获得了飞行器本体阻力最小时的长细比，并以阻力最优时的飞行器本体为基础，确定了包含太阳电池翼构型的飞行器自配平气动布局，最后对飞行器稳定性进行了分析。研究结果表明：在250km上层大气层，飞行器本体摩阻占比较大，该占比随着飞行器本体长细比的增大而增加；在长细比为12.98时，飞行器本体阻力最小；定容条件下，飞行器本体阻力系数与长细比呈线性变化，摩阻系数与压阻系数则保持不变；三种横截面形状时，正方形截面的飞行器本体阻力最大，六边形次之，圆形最小。对于太阳电池翼结构，由于其侧面积较大，摩阻占比为95.6%，导致在最佳长细比时的飞行器气动阻力增大为其本体的3.1倍；太阳电池翼第一折偏转时（布局1）和三折全部偏转时（布局2），飞行器处于自配平状态的偏转角度分别为33.8°和18°时；对于处于自配平状态的飞行器，布局1和布局2时太阳电池翼发电功能相当，但考虑飞行器本体散热时，布局1要更优越一些；对于安装偏差，质心向飞行器底部偏移时，飞行器处于静不稳定状态，质心向飞行器头部偏移时，飞行器处于静稳定状态。

关键词：上层大气层飞行器自配平气动布局静稳定

气体引射对临近空间升力体飞行器气动力热影响

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空气动力学学报 2024年

作者：李俊红陈智靳旭红苗文博中国航天空气动力技术研究院中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室

针对临近空间高速飞行器的降热减阻需求，采用三维数值模拟手段研究了临近空间典型升力体飞行器气动力热特性，分析了壁面气体质量引射对气动力热特性的影响规律和作用机理。结果表明：壁面质量引射会略微增大激波脱体距离，对激波层和... 详细信息

针对临近空间高速飞行器的降热减阻需求，采用三维数值模拟手段研究了临近空间典型升力体飞行器气动力热特性，分析了壁面气体质量引射对气动力热特性的影响规律和作用机理。结果表明：壁面质量引射会略微增大激波脱体距离，对激波层和速度边界层有增厚作用，降低了边界层内的速度梯度，使得表面剪切力减小，从而具有较好的减阻效果。对于典型的升力体构型，在高度60～70 km，壁面质量引射减阻效率均不低于47.5%；在高度80 km，壁面质量引射减阻效率不低于10.2%；且壁面质量引射减阻效果随攻角增大而增强，随飞行高度升高而减弱。同时，壁面引射排出的低温气体对飞行器具有隔热保护作用，因此壁面质量引射能显著降低迎风面的热流，具有较好的降热效果。

关键词：壁面质量引射临近空间升力体飞行器降热减阻气动力热

中国航天科技集团有限公司第九研究院第七七二研究所以“三芯”职工文化推动航天微电子“三高”发展

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班组天地 2022年第7期 21-22页

作者：周明华中国航天科技集团有限公司第九研究院第七七二研究所中国航天科技集团有限公司第九研究院第七七二研究所工会

航天科技集团九院772所,是我国宇航集成电路自主可控和自主创新的核心力量。在建设世界一流航天微电子企业的新发展阶段,形成了爱党爱国爱航天的“聚芯”文化、自立自强的“创芯”文化、以人为本的“暖芯”文化相结合的“三芯”职工文化... 详细信息

航天科技集团九院772所,是我国宇航集成电路自主可控和自主创新的核心力量。在建设世界一流航天微电子企业的新发展阶段,形成了爱党爱国爱航天的“聚芯”文化、自立自强的“创芯”文化、以人为本的“暖芯”文化相结合的“三芯”职工文化,推动了航天微电子高质量、高效率、高效益的“三高”发展。

关键词：新发展阶段自立自强自主创新微电子集成电路自主可控以人为本航天科技集团

喷注位置对多组分燃料超燃冲压发动机燃烧的影响

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航空动力学报 2024年第5期39卷 25-35页

作者：滑远帆李世鹏王宁飞于文浩马源辰北京理工大学宇航学院北京100081 中国航天科技集团有限公司北京航天动力研究所北京100076 沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136

为研究含铝高能量密度碳氢燃料在超燃冲压发动机中的燃烧组织细节,使用离散相模型(DPM)和简化反应机理对不同燃料喷注位置下燃烧流动过程进行了数值模拟。结果表明:使用七喷注器从上壁面进行燃料喷注时,出口截面处温度场形成了以近上壁... 详细信息

为研究含铝高能量密度碳氢燃料在超燃冲压发动机中的燃烧组织细节,使用离散相模型(DPM)和简化反应机理对不同燃料喷注位置下燃烧流动过程进行了数值模拟。结果表明:使用七喷注器从上壁面进行燃料喷注时,出口截面处温度场形成了以近上壁面轴线为中心低温-升至最高温-降至较低温度的分布特征,氧浓度在中心处的含量也较低,这都将影响燃烧反应的进程。在研究工况下随着喷注器与燃烧室入口距离增大,燃料比冲呈先增大后减小的变化趋势,在研究工况中实现燃料最大比冲11092 m/s,可以通过改变燃料从上壁面喷入燃烧室的喷注位置和优化喷注器布局等提升燃烧室性能,优化后最大比冲提升了12.68%。

关键词：多组分燃料超燃冲压发动机喷注位置燃烧性能喷注布局优化