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多喷管火箭起飞噪声环境预示方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1357-1366页

作者：王浩轩容易曾耀祥北京宇航系统工程研究所北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076

为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method, DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用... 详细信息

为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method, DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用芯级多喷流等效为单喷流计算和助推单喷流独立计算的方法预示多喷流噪声。利用修正方法预示了某火箭起飞不同时刻勤务塔附近噪声环境。对比修正方法和Kudryavtsev方法发现,修正方法在火箭起飞2 s内最大预示误差小于5.0 dB,预示精度相较Kudryavtsev方法提高约10.0 dB;修正方法能更准确预示声压级峰值时刻,且峰值时刻附近声压级误差小于3.0 dB;修正方法的1/3倍频程声压级谱全频段预示误差小于6.0 dB,关键频段预示误差小于3.0 dB。修正方法预示精度更高,具有重要工程应用价值。

关键词：起飞噪声环境指向性噪声遮蔽多喷管火箭导流槽

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30%HNO_(3)对2195铝锂合金预腐蚀疲劳特性研究

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北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1129-1137页

作者：刘德俊田干李玉龙张炜张有宏火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 中国运载火箭技术研究院北京100076

模拟液体导弹贮箱材料和使用特点,进行2195-T8铝锂合金在30%硝酸溶液中预腐蚀不同时间后的疲劳试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)及透射电子显微镜(TEM)等显微表征方法,研究了预腐蚀对疲劳性能的影响。结果表明:预... 详细信息

模拟液体导弹贮箱材料和使用特点,进行2195-T8铝锂合金在30%硝酸溶液中预腐蚀不同时间后的疲劳试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)及透射电子显微镜(TEM)等显微表征方法,研究了预腐蚀对疲劳性能的影响。结果表明:预腐蚀表面形貌以晶间腐蚀和点蚀为主,在轧制方向上形成条带状腐蚀链,其产生与长条形晶界和金属间粒子连续腐蚀作用相关;经预腐蚀后,铝锂合金试样在210,280,330 MPa中等应力幅下的预腐蚀疲劳寿命较无腐蚀试样有所增加,16 h腐蚀试样寿命提高最为明显,其原因是腐蚀通过将合金表面微裂纹、孔洞等缺陷消除、增加表面粗糙度等方式,降低了应力集中程度,进而延缓了疲劳裂纹萌生。

关键词：铝锂合金推进剂贮箱预腐蚀疲劳特性裂纹萌生

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基于微型槽和充氦气的惯性平台散热效果分析

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 219-225页

作者：徐峰涛王汀张凯中国运载火箭研究院北京100076 北京航天控制仪器研究所北京100039

惯性平台系统温度过高和剧烈变化是影响惯性导航系统导航精度的重要因素。为提升惯性平台系统的散热能力,提出了基于微型槽和充氦气的改进散热方法,并对散热效果进行分析。以某平台系统结构为对象,根据惯性平台系统传热机理,分析了当前... 详细信息

惯性平台系统温度过高和剧烈变化是影响惯性导航系统导航精度的重要因素。为提升惯性平台系统的散热能力,提出了基于微型槽和充氦气的改进散热方法,并对散热效果进行分析。以某平台系统结构为对象,根据惯性平台系统传热机理,分析了当前惯性平台散热能力较差的原因。针对微型槽增大面积、填充氦气等散热方法开展数值仿真分析,并通过缩比样件的散热实验进行验证。实验结果表明,在强迫对流的基础上将两种方法结合使用,可使平台温度较改进前降低9.7℃,有效证明了两种散热方法的可行性及散热效果,为后续惯性平台系统的热设计提供指导。

关键词：惯性平台温度场数值仿真热设计

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高铝含量推进剂水冲压发动机内流场计算

武汉大学学报（工学版） 2024年第7期57卷 964-970页

作者：常浩朱欣雨柳文杰李月洁王俊龙卢鑫中国运载火箭技术研究院北京100076

采用热力计算与数值仿真计算相结合的方法,对高铝含量推进剂水冲压发动机内流场进行了计算,并对温度、比冲等参数进行了对比分析。分析结果表明,数值仿真结果与热力计算结果能够较好地吻合,通过热力计算可以对发动机和推进剂的能量特性... 详细信息

采用热力计算与数值仿真计算相结合的方法,对高铝含量推进剂水冲压发动机内流场进行了计算,并对温度、比冲等参数进行了对比分析。分析结果表明,数值仿真结果与热力计算结果能够较好地吻合,通过热力计算可以对发动机和推进剂的能量特性进行优化,数值仿真计算能够准确地反映铝基金属燃料水冲压发动机内流场的分布规律,对高铝含量推进剂水冲压发动机的设计具有指导意义。

关键词：高铝含量水冲压发动机内流场热力计算仿真计算

基于声振传递的飞行器噪声振动环境预示方法研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 290-296页

作者：李炳蔚朱红民刘时秀陈刚中国运载火箭技术研究院北京100076 北京强度环境研究所北京100076 北京航天长征飞行器研究所北京100076

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通... 详细信息

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通过噪声试验或声振耦合仿真分析的方法,得到飞行器声振传递特性;根据获得的舱外脉动压力和声振能量传递特性,结合具体飞行参数得到实际飞行条件下的飞行器声振预示环境。采用该方法对某飞行器开展了振动环境预示研究,经地面及飞行试验验证振动环境量级预示精度可达1.6 dB。提出的基于声振传递的飞行声振环境预示方法可以广泛应用在导弹、火箭等飞行器的精细化环境设计中,对于提高飞行器总体性能、环境适应性和飞行可靠性具有重要的工程意义。

关键词：声振传递飞行器声振环境环境预示飞行环境脉动压力

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自适应广义酉变换近似消息传递算法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 700-711页

作者：雷旭鹏杨健徐孟怀朱江龚旻浙江大学海洋学院舟山316021 中国运载火箭技术研究院北京100076

信号/参数经过线性变换,再经过逐位非线性变换得到测量值的过程可以抽象为广义线性模型。广义近似消息传递算法是处理广义线性模型的一种Bayes方法,通过引入信号的稀疏先验分布,利用似然函数和先验分布得到后验均值和后验方差。然而,当... 详细信息

信号/参数经过线性变换,再经过逐位非线性变换得到测量值的过程可以抽象为广义线性模型。广义近似消息传递算法是处理广义线性模型的一种Bayes方法,通过引入信号的稀疏先验分布,利用似然函数和先验分布得到后验均值和后验方差。然而,当测量矩阵的元素不服从次Gauss分布时,广义近似消息传递算法性能会急剧恶化。通过奇异值分解,广义酉变换近似消息传递算法消除了测量矩阵的相关性,在包括相关测量矩阵的各类测量矩阵中表现出更强的鲁棒性。然而,经过足够多次迭代后,广义酉变换近似消息传递算法的信号重构误差在平衡点附近振荡;且随着测量矩阵相关性的增加,广义酉变换近似消息传递算法性能开始恶化。为了进一步提高广义酉变换近似消息传递算法的稳健性、改善算法准确性,该文提出自适应广义酉变换近似消息传递算法。该算法通过构造目标函数并自适应选择合适的步长,使得广义酉变换近似消息传递算法能够收敛到平衡点,从而获得更好的性能。大量的数值仿真实验结果验证了自适应广义酉变换近似消息传递算法的有效性。

关键词：广义线性模型压缩感知酉变换近似消息传递自适应算法

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面对称运载火箭优势面滚转迎风技术

国防科技大学学报 2024年第3期46卷 88-97页

作者：赵永志张普卓杜昊昱唐攀王紫扬中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所北京100076 余梦伦智能火箭创新实验室北京100076

针对面对称运载火箭飞行中俯仰、偏航通道控制力不匹配问题,提出通过姿态滚转控制调整迎风面以减小最大飞行摆角的控制技术,称为滚转迎风(bank-to-wind,BTW)技术。重点研究了BTW控制的离线法,推导了BTW控制滚动程序角理论值的解析解,证... 详细信息

针对面对称运载火箭飞行中俯仰、偏航通道控制力不匹配问题,提出通过姿态滚转控制调整迎风面以减小最大飞行摆角的控制技术,称为滚转迎风(bank-to-wind,BTW)技术。重点研究了BTW控制的离线法,推导了BTW控制滚动程序角理论值的解析解,证明了该理论值的偏差与飞行姿态偏差是同阶小量。提出带权重的傅里叶级数拟合算法,对滚动程序角进行修正,以符合工程应用的可行性。开展六自由度飞行动力学仿真,分析BTW控制对控制力、飞行气动载荷和滚动程序角跟踪品质的影响,验证BTW控制的有效性。比对不同拟合基频的仿真结果得出结论:拟合频率过高将影响控制品质,从工程应用角度看滚动程序角的“光滑性”比“拟合性”更重要。

关键词：面对称运载火箭迎风滚转风干扰控制力

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发汗冷却技术在飞行器上的应用及展望

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 318-336页

作者：陈忠灿张凯李枫赵月武健辉贺棋楝陈民中国运载火箭技术研究院北京100076 清华大学航天航空学院北京100084

随着高焓、长时间热环境下飞行器热防护技术需求提升,新型空天飞行器亟待发展更高效的热防护技术。发汗冷却技术具有防热效率高、不改变结构雏形等优点,应用前景广阔。该文探讨了发汗冷却技术应用于飞行器热防护的优势和挑战,从性能评... 详细信息

随着高焓、长时间热环境下飞行器热防护技术需求提升,新型空天飞行器亟待发展更高效的热防护技术。发汗冷却技术具有防热效率高、不改变结构雏形等优点,应用前景广阔。该文探讨了发汗冷却技术应用于飞行器热防护的优势和挑战,从性能评估快速计算、流动传热数值仿真、冷却机理与性能考核实验、效能最优控制算法和应用结构型式优化等方面进行了综述,总结了发汗冷却技术的研究现状和最新进展,分析了当前研究存在的问题,并给出了建议。系统复杂、冷却剂输运不均、工作过程不易稳定控制和建立高精度预测模型难度大是发汗冷却技术用于飞行器热防护时存在的难点。现有研究存在预测模型适用范围有限与准确度较低、实验测量手段单一、控制策略难以实现系统最优和新型结构方法缺乏工程细化方案等不足。微/介观尺度精细化数值计算模型、先进可视化实验测试手段、快速响应精确控制策略、自驱动与自适应结构工程化方案和主被动组合式热防护是后续研究的重点方向。

关键词：发汗冷却技术主动热防护飞行器多孔介质

重复使用飞行器分布式连接结构振动及疲劳研究

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中国机械工程 2024年第1期35卷 45-55页

作者：沈民民史锐郭鹏飞杨旸杨晓东杨继厚北京工业大学材料与制造学部北京100124 中国运载火箭技术研究院北京100076

准确计算重复使用飞行器与发动机之间分布式连接结构的振动特性及疲劳寿命是确保航天运输系统安全运行的前提和基础。以分布式连接结构为研究对象,用实验验证了有限元仿真方法的可行性,从时域和频域探究了分布式连接结构的振动特性,计... 详细信息

准确计算重复使用飞行器与发动机之间分布式连接结构的振动特性及疲劳寿命是确保航天运输系统安全运行的前提和基础。以分布式连接结构为研究对象,用实验验证了有限元仿真方法的可行性,从时域和频域探究了分布式连接结构的振动特性,计算了不同工况下分布式连接结构的疲劳寿命。研究结果表明,连接结构滞回曲线的有限元结果与实验结果吻合较好;在不同激励频率的循环载荷作用下,连接螺栓发生应力增长或应力衰减,出现疲劳效应;分布式连接结构在第1、第5阶固有频率处激发较大的响应;降低激励幅度能够极大延长连接结构疲劳寿命,增大螺栓预紧力也能够延长疲劳寿命,但增大激励频率只能够稍微缩短时间寿命,周期寿命仍在同一量级上;引入热和蠕变影响之后,分布式连接结构最多只能承受5次热循环载荷。

关键词：重复使用飞行器分布式连接结构振动特性疲劳寿命

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