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径向双端面机械密封端面热-力耦合变形研究

舰船科学技术 2024年第12期46卷 121-127页

作者：赵天琦伊进宝文孟刚肖炎彬史小锋潘阳中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710077

针对鱼雷涡轮机径向双端面机械密封在高速、高温、高压等复杂极端工况下,内层密封发生泄漏的问题,基于热流固耦合仿真方法研究了其端面变形情况,结果表明,内、外层密封端面均产生沿半径增长方向逐渐变大的端面间隙,内层密封端面间隙大... 详细信息

针对鱼雷涡轮机径向双端面机械密封在高速、高温、高压等复杂极端工况下,内层密封发生泄漏的问题,基于热流固耦合仿真方法研究了其端面变形情况,结果表明,内、外层密封端面均产生沿半径增长方向逐渐变大的端面间隙,内层密封端面间隙大于外层,最大为0.04 mm。针对内层机械密封,比较动、静环端面单一热、力、热力耦合变形结果,并研究冷却水压力、密封端面宽度对其端面温度及变形的影响。结果表明,静环端面变形受温度影响较大,且力变形会抑制热变形,动环端面变形主要受温度影响;随冷却水压力增高,密封端面温度逐渐升高,静环端面变形略有减小,动环端面变形几乎不变;随密封端面宽度减小,端面温度逐渐升高,动环端面变形增大,最佳密封端面宽度为3.5 mm,静环端面变形随端面宽度减小而减小。

关键词：径向双端面机械密封端面变形端面温度

高功率密度高动态性能毫米波固态发射组件研究

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雷达科学与技术 2024年第1期22卷 111-118页

作者：夏熙徐小帆张海兵陈文俊中国船舶集团有限公司第七二四研究所江苏南京211153

随着雷达发射技术的发展,发射组件小型化、高功率密度化、高动态性能化成为研究的热点与难点。为提升发射组件的功率密度,基于氮化镓(GaN)器件与波导空间合成技术提出一种堆叠式发射组件设计方案,实现波导功分合成网络与组件盒体的一体... 详细信息

随着雷达发射技术的发展,发射组件小型化、高功率密度化、高动态性能化成为研究的热点与难点。为提升发射组件的功率密度,基于氮化镓(GaN)器件与波导空间合成技术提出一种堆叠式发射组件设计方案,实现波导功分合成网络与组件盒体的一体化集成,同时将多路功放模块堆叠至功分合成网络之上实现组件的高功率密度小型化设计;为提升发射组件的效率,优化其脉冲负载条件下的动态性能,供电单元采用分布式结构,以“半桥LLC+双同步Buck”为主功率拓扑,半桥LLC与同步整流技术的应用实现组件成本的降低与效率的提升,创新性引入状态轨迹控制策略(OTC),在负载突变时,通过采集半桥LLC谐振槽电感电流、谐振电容电压与输出电压实现主拓扑的变频控制,从而优化发射组件的动态性能。以Ka波段200 W固态发射组件为例开展设计,实测结果表明,组件峰值功率达到213 W,平坦度达到±0.2 dB,输出杂散≤-59 dBc,在某频段组件综合效率最大为19.9%,提升了约2.1%,功率密度相比于同波段组件提升了17.98%,达到1 458 W/in3,组件脉冲负载切换动态调整时间提升了19.2%左右,具有明显的优势。

关键词：高功率密度组件动态性能优化固态发射技术同步整流技术状态轨迹控制策略

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雷达天线集成避雷针系统的雷电间接效应分析

舰船科学技术 2024年第8期46卷 130-136页

作者：宋青青许树军周浩中国船舶集团有限公司第七二四研究所江苏南京211100

有源雷达天线集成避雷针系统的雷击瞬态电磁场分布和雷电感应耦合特性是其进行雷击防护的基础。建立集成系统的三维电磁仿真模型,计算分析系统的雷击瞬态电磁场分布特性,发现天线内部雷击瞬态电磁场在靠近内表面部分相对较大,之后向中... 详细信息

有源雷达天线集成避雷针系统的雷击瞬态电磁场分布和雷电感应耦合特性是其进行雷击防护的基础。建立集成系统的三维电磁仿真模型,计算分析系统的雷击瞬态电磁场分布特性,发现天线内部雷击瞬态电磁场在靠近内表面部分相对较大,之后向中心部分快速衰减,天线阵面采用网状结构比采用栅格结构的电磁场屏蔽效果约强2个数量级。进一步通过开展实型天线集成避雷针系统模拟雷击试验,获取了天线系统内部不同端口的感应电压,结果显示,在天线上电状态下内部线缆的感应电压较不上电状态时高,当线缆紧贴天线舱内壁时,其感应电压较悬空布线时的感应电压分别降低了48.1%、68.9%和90.7%。本文取得的相关结果可为有源雷达天线集成避雷针系统的雷电电磁防护设计提供参考。

关键词：雷达天线电磁场分布线缆感应雷电电磁防护

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潜艇大气成分检测存在问题及发展对策

舰船科学技术 2024年第17期46卷 8-13页

作者：张洪彬韦桂欢龙庆云中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056027

潜艇舱室大气成分检测是潜艇大气环境控制的重要组成部分,对保障艇员生命健康和装备安全具有重要意义。本文针对潜艇舱室大气环境特点以及舱室大气成分检测技术发展需求,论述了潜艇舱室大气成分检测技术现状、存在的主要问题、检测遇到... 详细信息

潜艇舱室大气成分检测是潜艇大气环境控制的重要组成部分,对保障艇员生命健康和装备安全具有重要意义。本文针对潜艇舱室大气环境特点以及舱室大气成分检测技术发展需求,论述了潜艇舱室大气成分检测技术现状、存在的主要问题、检测遇到的难点和检测技术的发展趋势,提出潜艇大气成分检测技术的发展对策和思路,为进一步研究提供参考依据。

关键词：潜艇舱室大气成分检测

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一种自适应维纳滤波器在γ能谱降噪中的应用

辐射防护 2024年第1期44卷 50-56页

作者：张嘉伟聂亚杰祁自建赵宴辉中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056027

面向便携式γ能谱探测仪开发了一种基于自适应维纳滤波器的降噪算法,相较于五点三阶滤波和重心法为代表的传统γ能谱降噪算法,该算法采用局部估计的方差值作为局部细节的度量方式实现了降噪算法的自适应调节。经仿真信号与实测数据验证... 详细信息

面向便携式γ能谱探测仪开发了一种基于自适应维纳滤波器的降噪算法,相较于五点三阶滤波和重心法为代表的传统γ能谱降噪算法,该算法采用局部估计的方差值作为局部细节的度量方式实现了降噪算法的自适应调节。经仿真信号与实测数据验证,基于自适应维纳滤波器的降噪算法相较于五点三阶滤波和重心法,在保留γ能谱特征信息的前提下具有运行速度快、降噪效果好且不失真的优势,在便携式γ能谱探测仪的能谱降噪处理中具有一定的应用潜力。

关键词：自适应维纳滤波降噪谱光滑核素识别 γ能谱分析

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水下无人航行器编队协同搜索研究综述

舰船科学技术 2024年第2期46卷 57-62页

作者：王中温志文蔡卫军中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710077

随着水下无人航行器(UUV)及相关技术的发展,UUV已被广泛用于执行扫雷、侦察、情报搜索及海洋探测等任务。通过多UUV编队协同,可克服单UUV探测、捕获目标能力有限、作战效能不高的弱点,以满足应对多种复杂任务需求。作为UUV编队协同关键... 详细信息

随着水下无人航行器(UUV)及相关技术的发展,UUV已被广泛用于执行扫雷、侦察、情报搜索及海洋探测等任务。通过多UUV编队协同,可克服单UUV探测、捕获目标能力有限、作战效能不高的弱点,以满足应对多种复杂任务需求。作为UUV编队协同关键任务之一,UUV编队协同搜索是当今水下协同研究中的一个重要方向。本文综述UUV编队协同搜索的应用研究和方法研究进展情况,分析探讨了UUV编队协同搜索面临的挑战和应用进展。研究成果对进一步发展未来水下无人集群协同具有一定参考意义。

关键词：水下无人航行器编队协同搜索方法

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基于压电单晶的宽频带复合棒换能器研究

舰船科学技术 2024年第11期46卷 139-144页

作者：刘一鸣马锐磊田丰华田文强中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710077

声场为当前水声探测中最重要的、可用的物理场。水声换能器作为声波产生、发射和接收的基本装置,是水声技术发展关注的重点。其中,尺寸小、重量轻、低频、宽带、大功率、抗振动为水声换能器研究和发展的重要方向。为提高复合棒换能器的... 详细信息

声场为当前水声探测中最重要的、可用的物理场。水声换能器作为声波产生、发射和接收的基本装置,是水声技术发展关注的重点。其中,尺寸小、重量轻、低频、宽带、大功率、抗振动为水声换能器研究和发展的重要方向。为提高复合棒换能器的声学性能,以锆钛酸铅(PZT-4)压电陶瓷和铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)压电单晶材料分别作为换能器的驱动元件,通过有限元仿真计算、设计加工及试验验证,进行了宽频带复合棒压电单晶换能器的研究,最后对2种换能器进行对比分析,进一步研究宽频带压电单晶换能器在低频、宽带、收发、加速度灵敏度等特性上的优势。研究结果表明,宽频带PMN-PT压电单晶换能器与相似规格的PZT-4压电陶瓷换能器相比,最大发送电压响应高3.4 dB,发送电压响应-6 dB带宽向两端拓展了5.5 kHz;最大接收灵敏度高4 dB,自由场接收灵敏度-6 dB带宽向两端拓展了8.1 kHz;加速度灵敏度更低,抗振动性能更好。

关键词：压电单晶复合棒换能器低频宽带加速度灵敏度

超高速传动系统径向双端面机械密封端面温升及变形研究

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机械传动 2024年第10期48卷 138-147页

作者：赵天琦伊进宝文孟刚肖炎彬史小锋潘阳中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710077

鱼雷涡轮发动机超高速齿轮传动支承轴承腔滑油径向双端面机械密封运行转速高达50000r/min,面临摩擦生热多、密封介质高温高压等极端工况,密封性能难以保障,影响齿轮和轴承的润滑特性。对此,建立超高速齿轮箱机械密封热-流-固耦合仿真模... 详细信息

鱼雷涡轮发动机超高速齿轮传动支承轴承腔滑油径向双端面机械密封运行转速高达50000r/min,面临摩擦生热多、密封介质高温高压等极端工况,密封性能难以保障,影响齿轮和轴承的润滑特性。对此,建立超高速齿轮箱机械密封热-流-固耦合仿真模型,分析了机械密封冷却水流场及其端面温升和变形情况;研究了热态条件下弹簧比压、冷却水流量和静环过盈量对密封端面温升和变形的影响。结果表明,热态下内层密封两侧介质压差为1.1MPa,是冷态的11倍;内、外层密封端面最高温度分别达400℃和370℃,是冷态的3倍左右;热态下密封端面变形大于冷态,且内层密封端面变形大于外层;密封端面温升随弹簧比压增加而增加,而随冷却水流量增加而降低,最佳冷却水流量为0.2kg/s;随弹簧比压增大,动环端面变形逐步变大,而静环端面变形几乎不变,冷却水流量对密封端面变形影响不大;静环端面变形随过盈量增大而增大,且内层静环端面变形大于外层。

关键词：径向双端面机械密封端面温度端面变形

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基于改进广义线性组合的稳健波束形成算法

舰船科学技术 2024年第18期46卷 122-127页

作者：张远驰胡进陈宇何冠良中国船舶集团有限公司第七二四研究所江苏南京210000

针对传统波束形成算法在导向矢量失配和协方差矩阵估计存在误差情况下,出现波束形成性能下降的问题,提出一种基于改进广义线性组合的自适应稳健波束形成算法。该算法首先对接收信号作奇异谱分解进行降噪,然后构造与接收信号快拍数相关... 详细信息

针对传统波束形成算法在导向矢量失配和协方差矩阵估计存在误差情况下,出现波束形成性能下降的问题,提出一种基于改进广义线性组合的自适应稳健波束形成算法。该算法首先对接收信号作奇异谱分解进行降噪,然后构造与接收信号快拍数相关的对角加载系数函数,结合降噪处理后的数据构造广义对角加载协方差矩阵,最后基于空域积分和子空间投影思想,估计期望信号的实际导向矢量,并结合新生成协方差矩阵进行波束形成。仿真分析结果表明,在存在期望信号角度估计失准导致导向矢量失配,以及样本数较少造成协方差矩阵估计存在误差时,所提算法能保持较好的输出信干噪比,验证了该算法的稳健性。

关键词：稳健波束形成广义线性组合对角加载奇异谱分析导向矢量估计