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模拟月面高温环境下120 N发动机点火特性和排气试验

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航空学报 2024年第11期45卷 227-238页

作者：陈锐达陈夏超陈泓宇徐辉洪鑫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

为了考察月面高温环境下液体火箭发动机的工作能力,开展了双组元120 N自燃推进剂发动机高空模拟热试车,通过包覆热控组件和添加比例积分微分控制装置实现了对推进剂供应管路和电磁阀壳体的加热和保温,研究了常温和80~135℃保温对发动机... 详细信息

为了考察月面高温环境下液体火箭发动机的工作能力,开展了双组元120 N自燃推进剂发动机高空模拟热试车,通过包覆热控组件和添加比例积分微分控制装置实现了对推进剂供应管路和电磁阀壳体的加热和保温,研究了常温和80~135℃保温对发动机点火时的稳态工作性能、脉冲工作性能的影响,验证了保温后进行长脉宽脉冲程序点火排出汽化推进剂的可行性。试验结果表明:各个高温条件下,发动机均可实现稳态和脉冲模式工作,稳定后稳态工作性能相当,基于推力测量的启动响应时间较常温条件下明显延长,关机时恢复至正常水平。受推进剂密度和四氧化二氮气液流动状态的综合影响,在保温80、90、105、120、135℃时,30 ms脉宽下首个脉冲推力冲量相对常温条件下的占比分别为80%、66%、31%、16%、17%。当脉宽小于或者大于启动响应时间时,推力冲量相较常温下的偏差值随脉宽增大均逐渐缩小。7组128 ms脉宽的脉冲程序可以基本排净推进剂供应管路内汽化的推进剂,排气程序结束后发动机脉冲工作性能恢复至正常水平。

关键词：液体火箭发动机高温环境热控组件推进剂汽化工作性能脉冲冲量

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基于介电特性的含冰月壤含水率反演方法研究

机械工程学报 2024年第2期60卷 313-322页

作者：段骁航张伟伟薛晨阳姜生元迟关心哈尔滨工业大学宇航空间机构及控制研究中心哈尔滨150001

水冰勘探是地外天体采样与原位资源利用领域的研究热点之一,探地雷达和就位阻抗测量是基于介电特性的典型手段,通过对星壤介电系数数据反演可以获取水冰组分的质量占比。月球水冰的特殊赋存环境和赋存状态使介电类水冰勘探手段与地球水... 详细信息

水冰勘探是地外天体采样与原位资源利用领域的研究热点之一,探地雷达和就位阻抗测量是基于介电特性的典型手段,通过对星壤介电系数数据反演可以获取水冰组分的质量占比。月球水冰的特殊赋存环境和赋存状态使介电类水冰勘探手段与地球水资源勘探有所差异。此研究通过搭建深低温真空条件下的介电参数测量装置,采用低含水率损耗的特殊真空低温样本制备规程,制备标准尺寸介电测量试样块。获取宽温度范围100~250 K、含水率范围0~10%的含冰模拟月壤20 Hz~1 MHz介电谱,分析含冰模拟月壤混合介质的介电特性与温度、频率间相关性,并拟合不同温度、频率条件下的含水率与介电系数实部间函数关系,探究不同温度、频率条件下含水率反演的灵敏度。根据试验结论,提出一种基于低频介电系数实部的月球极区含冰月壤的含水率就位数据反演方法,通过试验验证反演方法的可行性和精度。

关键词：月球水冰含水率介电系数介电弛豫灵敏度

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意识、哲学和神经科学

哲学分析 2024年第4期15卷 186-195,199页

作者： [丹麦]费利佩·莱昂 [丹麦]丹·扎哈维史凯(译) 韩永进(译) 丹麦哥本哈根大学主体性研究中心丹麦哥本哈根大学天津大学马克思主义学院

从哲学角度对当前的意识研究工作进行概述,可以证明哲学的做法在意识研究中仍然具有持续的影响作用。在对有关意识和物质之间关系的一些主要哲学立场进行讨论后,可以发现许多学者关注的意识问题——“身—心”问题或“心—脑”问题——... 详细信息

从哲学角度对当前的意识研究工作进行概述,可以证明哲学的做法在意识研究中仍然具有持续的影响作用。在对有关意识和物质之间关系的一些主要哲学立场进行讨论后,可以发现许多学者关注的意识问题——“身—心”问题或“心—脑”问题——只是意识研究中的几个问题之一。讨论“意识”“自我意识”和“自我”之间的关系,能够阐明对意识难题的困惑超越了它与物质的关系这一层面,进而指出哲学和神经科学可以相互学习的途径。

关键词：意识神经科学哲学自我意识自我

基于高分辨率遥感影像深度特征的城市非渗透表面集成学习提取

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测绘学报 2024年第4期53卷 700-711页

作者：李雪涛王盼成曾永年中南大学空间信息技术与可持续发展研究中心湖南长沙410083

城市非渗透表面信息的有效提取是高分辨率遥感应用研究的热点问题。针对目前城市非渗透表面信息提取中存在的问题,结合深度学习与集成学习的优势,提出了基于高分辨率遥感影像深度特征的城市非渗透表面集成学习方法。以高分二号多光谱数... 详细信息

城市非渗透表面信息的有效提取是高分辨率遥感应用研究的热点问题。针对目前城市非渗透表面信息提取中存在的问题,结合深度学习与集成学习的优势,提出了基于高分辨率遥感影像深度特征的城市非渗透表面集成学习方法。以高分二号多光谱数据为试验数据,以非渗透表面密集程度不同的城市区域为试验区,基于U-Net深度网络提取的高分辨率影像的深层次特征,采用Stacking机制的集成学习机提取城市非渗透表面信息。试验结果表明,基于深度特征的集成学习方法在城市非渗透表面信息提取中获得了较高的精度。在城市非渗透表面密集程度不同的试验区,总体精度不低于91.66%,Kappa系数不低于0.83;错分误差为7.83%~9.39%,漏分误差为7.22%~14.88%。相对于基于浅层光谱信息的集成学习、随机森林、支持向量机,总体精度、Kappa系数有显著提高,错分与漏分误差显著降低。说明深度特征信息能有效提高集成学习提取非渗透表面提取的用户精度与制图精度;相对于U-Net、SegNet深度学习网络,在稀疏、中等密集、密集、复杂4类非渗透表面试验区,有效提高了总体精度、Kappa系数,漏分、错分误差显著的减少。说明基于深度特征的集成学习能有效改善与提高非渗透表面提取的用户精度与制图精度。总体上,基于深度特征的高分辨率非渗透表面集成学习方法能获得较高的城市非渗透表面信息提取精度,在城市土地利用/覆盖分类中具有良好的应用前景。

关键词： U-Net网络集成学习深度特征城市非渗透表面高分辨率遥感 GF-2

考虑不同失效模式的索杆结构构件面积缺损限值研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 52-61页

作者：邓满宇袁行飞董永灿浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的... 详细信息

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的可靠度限值控制不等式;通过力学推导,给出了以缺损面积为变量的杆件内力与节点位移变化公式,依据该公式可计算出可靠度限值控制不等式中的影响系数矩阵;引入钢材的锈蚀模型并结合非线性规划,提出了一种确定索杆结构构件面积缺损限值的方法。对一Levy型索穹顶的构件面积缺损限值进行了算例分析,并与规范限值进行对比。结果表明:索杆结构中的多数构件在强度失效与变形失效模式下的面积缺损限值高于耐久性限值,但松弛失效模式下的构件面积缺损限值小于耐久性限值,如按该限值要求对结构进行设计及维护将有可能发生钢索松弛失效;而安全性限值对于钢索构件较为严格,对于钢杆构件则与耐久性限值相同。因此,需综合考虑3种失效模式与规范限值,并按最严格的结果进行控制。

关键词：索杆结构可靠度理论非线性规划失效模式面积缺损限值

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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甲基肼-四氧化二氮气相燃烧反应机理构建及反应特性研究

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燃烧科学与技术 2024年第3期30卷 302-310页

作者：余鹏赵婷李剑锐施伟吴凌峰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

基于层级结构思路构建了包含24组分和25步基元反应的自燃MMH-NTO简化燃烧反应机理***25机理中MMH-NTO燃烧反应过程包括冷反应(积累热量和自由基)、着火反应(快速放热)、高温燃烧反应(反应平衡)3个阶段.反应机理包含了CH_(3)NHNH_(2)逐... 详细信息

基于层级结构思路构建了包含24组分和25步基元反应的自燃MMH-NTO简化燃烧反应机理***25机理中MMH-NTO燃烧反应过程包括冷反应(积累热量和自由基)、着火反应(快速放热)、高温燃烧反应(反应平衡)3个阶段.反应机理包含了CH_(3)NHNH_(2)逐步脱氢反应、HONO分解反应、小分子及自由基反应与高温分解反应等.温度敏感性分析表明燃烧温度对CH_(3)NHNH_(2)与CH_(3)NNH脱氢反应最为敏感;热释放速率分析表明CH_(3)NNH与HCO的氧化反应对热释放贡献最大,而HONO分解反应吸热效应最显著,H_(2)O分解反应促使反应由快速放热转为平衡反应;着火延迟敏感性分析表明其对R2反应最为敏感,反应(R2)活化能值对能否发生自着火至关重要;氧燃比影响分析表明,终产物H_(2)O与N_(2)非同步达峰在近当量燃烧区域产生了温度对氧燃比变化不敏感的平台区.与已有简化机理相比,Mech25机理对MMH-NTO反应终态温度预测最为准确,其值与详细机理偏差仅为0.2%.

关键词：甲基肼-四氧化二氮燃烧机理敏感性分析姿轨控发动机

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轨控发动机喉部高温问题分析与抑制方法

深空探测学报（中英文） 2024年第2期11卷 132-140页

作者：李剑锐苏航刘昌国陈泓宇叶奕翔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

针对发动机在稳态试车点火过程中出现的喉部单侧局部高温和焊缝温度阶跃升高的现象,导致身部涂层寿命衰减及产生了局部应力,严重危害发动机可靠性的问题,采用CFD仿真对头部喷注器结构建模,结合流阻数学模型进行优化分析,优化流道内的分... 详细信息

针对发动机在稳态试车点火过程中出现的喉部单侧局部高温和焊缝温度阶跃升高的现象,导致身部涂层寿命衰减及产生了局部应力,严重危害发动机可靠性的问题,采用CFD仿真对头部喷注器结构建模,结合流阻数学模型进行优化分析,优化流道内的分配结构,实现降低喷注流阻的同时改善撞击对流量造成的不均匀性问题,并通过调整撞击参数,优化燃烧组织和边区液膜冷却方案,优化边区混合比,同时降低了喉部温度和周向温差。改进后的发动机经过试验验证,在性能不变的情况下使高空模拟热试车喉部温度由近1500℃下降至1270℃,头身焊缝处温度由520℃下降至310℃,发动机身部周向温度差控制在50℃以内,有效地解决了发动机喉部的高温问题,提升了发动机的使用寿命和工作可靠性。

关键词：液体火箭发动机双组元身部高温可靠性

基于DEW模型的地球深部流体组成与水岩相互作用计算方法综述

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地学前缘 2024年第1期31卷 64-76页

作者：兰春元张立飞陶仁彪胡晗张丽娟王超北京大学地球与空间科学学院北京100871 北京高压科学研究中心北京100094

水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Wa... 详细信息

水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Water(DEW)模型是一种描述地球深部流体热力学性质的数据库,其可以与矿物热力学数据库联用,实现对地球深部水岩相互作用过程的模拟研究。本文阐释了使用DEW模型描述深部流体的必要性,叙述了应用DEW模型进行深部流体物种和水岩相互作用计算的基本原理,介绍了一种基于DEW模型计算流体物种的软件——FluidsLab,列举了地球深部流体以及水岩相互作用的应用案例与研究现状,最后对DEW模型后续的应用与发展方向进行展望。

关键词：水岩相互作用俯冲带地球深部流体热力学 DEW模型