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猎户座飞船电源系统设计特点及启示

载人航天 2024年第3期30卷 400-410页

作者：张文杰舒斌李恒孔雷星冷学敏上海空间电源研究所上海200245

针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及... 详细信息

针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及可靠性设计、电池类产品安全性设计、结构机构类产品承载性设计等进行分析,梳理出登月飞船电源系统研制过程中需重点关注的问题及建议,可为中国该类飞船电源系统研制提供技术参考。

关键词：载人月球探测猎户座飞船电源系统特点启示

基于EtherCAT总线的八轴七联动高级海况环境仿真平台

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 417-424页

作者：安康康孟凡军穆朝絮黄金鑫袁巍天津大学天津300072 北京航空精密机械研究所北京100076

针对水流模拟海况时存在的运动不受控以及常规海况模拟平台模拟海况等级低,运动自由度不足等问题,提出利用八自由度运动平台模拟高级海况环境进行海浪涌动测试的方法。设计了由直线运动平台、旋转机构和6自由度(6-DOF)并联机构组成的串... 详细信息

针对水流模拟海况时存在的运动不受控以及常规海况模拟平台模拟海况等级低,运动自由度不足等问题,提出利用八自由度运动平台模拟高级海况环境进行海浪涌动测试的方法。设计了由直线运动平台、旋转机构和6自由度(6-DOF)并联机构组成的串并联混合八自由度高级海况环境仿真平台,其运动加速度大,自由度多,运动方式多样。基于Ether CAT实时总线技术设计了八轴七联动的运动控制算法,并采用惯量匹配技术抑制抖动和噪声,实现了宽惯量范围的精确、稳定、同步(小于1μs)控制。设计了基于外部信号接收器的实时精密补偿技术和双齿轮消隙技术,提高了速率精度和平稳性,定位精度达到10μm。设计了复合叠加摇摆、文件仿真、复合叠加摇摆与文件仿真叠加运动和实时仿真运动方式,可模拟到五级高海况或将实航数据回灌后模拟水下、水面或机载的运动,用于导航系统的姿态模拟测试。

关键词：串并联混合惯量匹配实时精密补偿高级海况模拟

X线诊断股骨颈骨折闭合复位后轴向旋转移位的实验研究

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中华骨科杂志 2024年第2期44卷 105-113页

作者：马信龙马剑雄卢斌李飞柏豪豪王颖田爱现孙磊王岩董本超靳洪震李岩陈佳晖天津市天津医院骨科研究所天津300211

目的通过制作股骨颈骨折复位后轴向旋转移位模型并依据X线投照探讨评估股骨颈骨折旋转移位的最佳指标。方法取6具干燥成人完整股骨标本,男2具、女4具。设计并制作股骨近端正侧位和斜位X线投照卡具和支架。对股骨标本进行股骨颈骨折造模... 详细信息

目的通过制作股骨颈骨折复位后轴向旋转移位模型并依据X线投照探讨评估股骨颈骨折旋转移位的最佳指标。方法取6具干燥成人完整股骨标本,男2具、女4具。设计并制作股骨近端正侧位和斜位X线投照卡具和支架。对股骨标本进行股骨颈骨折造模,根据Pauwells分型制作成Pauwells 30°、50°和70°模型(各2具),手法复位并残留旋前20°、40°和60°轴向旋转移位。对每种骨折模型进行不同角度(足侧40°、足侧20°、垂直0°、头侧20°、头侧40°)的投照,测量模型的骨小梁夹角和Garden对线指数,观察内斜位和外斜位X线片骨折线的影像特点。结果股骨颈骨折复位后存在旋前20°和40°轴向旋转移位时,在不同投照体位下旋转移位组的骨小梁夹角与解剖复位组相比差异较小。残留旋转移位为60°时,在Pauwells 30°和50°骨折模型中大部分投照角度下骨小梁模糊不清,未能测量出骨小梁夹角;Pauwells 70°骨折模型中旋转移位组的骨小梁夹角与解剖复位组相比差异较大。正位X线片中,当Pauwells 70°组旋前移位为60°时,Garden对线指数显示复位不满意(150°,142°);而Pauwells 30°组和Pauwells 50°组的所有旋转移位模型正位X线片的Garden对线指数>155°,达到可接受的复位。侧位X线片中,所有旋转移位模型的Garden对线指数>180°,均未达到可接受的复位,且在相同旋转移位下Pauwells角越大Garden对线指数越大。内斜位投照时,当投照角度偏向足侧时,股骨头与股骨干部分影像重叠,无法判断复位质量,而偏头侧投照时股骨颈显影逐渐变长,在偏头侧40°投照时股骨颈最长,可清晰观察到骨折线以及股骨近端解剖结构。外斜位投照时骨小梁走行显示不清。结论应用骨小梁夹角评估股骨颈骨折复位后股骨头的轴向旋转移位存在局限性。Pauwells 70°股骨颈骨折残留旋前移位为60°时,正位X线片Garden对线指数才能发现股骨头的轴向旋转移位。侧位X线片的Garden对线指数对判断股骨头轴向旋转移位的可靠性更好。

关键词：股骨颈骨折骨科闭合复位旋转 X线透视检查

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二冲程半直喷航空发动机喷油策略研究

内燃机工程 2024年第1期45卷 72-77页

作者：尹君朱棣刘丰喆侯圣智天津大学内燃机研究所天津300072

基于自主研发的二冲程低压半直喷航空发动机及控制系统,开展喷油控制策略及对发动机性能影响规律的研究。结果表明:对于不同的发动机运行工况,需要采取不同的喷油策略组合。在起动和怠速工况,采用进气道喷射的独立供油方式;在部分负荷... 详细信息

基于自主研发的二冲程低压半直喷航空发动机及控制系统,开展喷油控制策略及对发动机性能影响规律的研究。结果表明:对于不同的发动机运行工况,需要采取不同的喷油策略组合。在起动和怠速工况,采用进气道喷射的独立供油方式;在部分负荷及高负荷工况,采用进气道喷射和缸内直喷协同供油方式,随着发动机直喷比例的提高,燃油消耗率相应减小;与采用进气道喷射供油相比较,采用低压半直喷供油可以获得较理想的燃油经济性。

关键词：二冲程发动机低压半直喷航空发动机控制策略

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锂电池热失控爆炸超压及液氮惰化效果分析

中国安全科学学报 2024年第3期34卷 39-44页

作者：张少禹王玥董海斌陈晔应急管理部天津消防研究所天津300381

为明确液氮对280 Ah储能锂电池热失控燃爆的惰化效果,在试验分析电池热失控气体成分和爆炸极限的基础上,利用火焰加速模拟(FLACS)软件模拟计算储能集装箱内电池热失控气体爆炸超压后果,并开展标准试验和实体试验,分析液氮对电池热失控... 详细信息

为明确液氮对280 Ah储能锂电池热失控燃爆的惰化效果,在试验分析电池热失控气体成分和爆炸极限的基础上,利用火焰加速模拟(FLACS)软件模拟计算储能集装箱内电池热失控气体爆炸超压后果,并开展标准试验和实体试验,分析液氮对电池热失控气体的惰化抑爆效果。结果表明:热失控气体爆炸超压随着自身体积的增多逐渐升高,点燃超过1.1 m^(3)热失控气体会造成较为严重的后果;单个100%充电状态的280 Ah磷酸铁锂电池,真空状态下加热可触发电池热失控,并产生134.6 L以CO_(2)、H_(2)、CO、CH_(4)和C_(2)H_(4)为主要成分的热失控气体。热失控气体为可燃气体,爆炸极限范围为8.5%~45.5%;N_(2)能够有效惰化热失控气体,并显著减小热失控气体爆炸极限范围,极限N_(2)体积分数为84.7%;向35 m^(3)储能集装箱内喷射69 kg液氮惰化电池热失控气体,当箱内N_(2)体积分数高于极限N_(2)体积分数时能够有效惰化电池热失控气体,有效保护时间为2200 s。

关键词：锂电池热失控爆炸超压液氮惰化效果火焰加速模拟(FLACS)

低轨倾斜轨道卫星太阳电池阵防遮挡设计与分析

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航天器工程 2024年第1期33卷 36-41页

作者：苏宝法仇恒抗王凯宋园李沐昀丁丕满马聚沙曹程上海空间电源研究所上海200245 上海卫星工程研究所上海200245

低轨倾斜轨道卫星轨道面光照角周期变化,太阳电池阵受照情况复杂,其输出电流呈现波动。为此,文章分析卫星各种工况下的本体遮挡面积,结合太阳电池阵遮挡工作特性分析及阴影遮挡试验结果,开展太阳电池阵防阴影遮挡设计,并采用投影法进行... 详细信息

低轨倾斜轨道卫星轨道面光照角周期变化,太阳电池阵受照情况复杂,其输出电流呈现波动。为此,文章分析卫星各种工况下的本体遮挡面积,结合太阳电池阵遮挡工作特性分析及阴影遮挡试验结果,开展太阳电池阵防阴影遮挡设计,并采用投影法进行卫星本体遮挡影响分析。结果表明:卫星本体遮挡时,电流损失预计值与在轨遥测电流损失值基本一致,分析误差小于2%。上述分析结果可为卫星复杂遮挡工况下电源系统能量平衡设计提供参考。

关键词：低轨倾斜轨道卫星卫星本体遮挡太阳电池阵输出电流

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基于电极模态切换的半球谐振陀螺自校准方法

中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 58-63,70页

作者：赵小明王长元陈刚杨松普贾晨凯唐明浩天津航海仪器研究所天津300131 中国船舶航海保障技术实验室天津300131

针对因受加工技术、加工条件以及外部环境因素等影响,半球谐振陀螺在力平衡模式下输出零偏稳定性及重复性变化较大的问题,提出一种基于模态切换的陀螺自校准方法。基于半球谐振陀螺二阶振动模态机理,建立理想状态下谐振子运动方程,并分... 详细信息

针对因受加工技术、加工条件以及外部环境因素等影响,半球谐振陀螺在力平衡模式下输出零偏稳定性及重复性变化较大的问题,提出一种基于模态切换的陀螺自校准方法。基于半球谐振陀螺二阶振动模态机理,建立理想状态下谐振子运动方程,并分析推导了谐振子在阻尼不均和频率裂解等非理想因素影响下的运动模型和参数控制方程。根据谐振陀螺输出漂移特性,提出了一种基于电极功能切换的半球谐振陀螺自校准方法。通过相关实验,分析比较了电极模态切换前后陀螺输出稳定性及重复性,实验结果表明,陀螺零偏稳定性提升1.8倍以上,陀螺零偏重复性提升90.5%,所提方法能有效估计及补偿陀螺漂移,提高半球谐振陀螺输出的稳定性和重复性。

关键词：半球谐振陀螺力平衡模式自校准模态切换

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空间氢氧燃料电池技术发展现状与趋势分析

电源技术 2024年第3期48卷 445-453页

作者：周子阳杜玮王星显罗若尹邓呈维上海空间电源研究所上海200245

针对空间应用场景下的能源需求,对空间氢氧燃料电池技术现状和发展趋势进行分析,总结国内外在空间氢氧燃料电池发电技术的发展趋势,面向利用液氢液氧推进剂的一次燃料电池以及月面可再生电池应用场景,对多种空间电源技术方案进行对比,... 详细信息

针对空间应用场景下的能源需求,对空间氢氧燃料电池技术现状和发展趋势进行分析,总结国内外在空间氢氧燃料电池发电技术的发展趋势,面向利用液氢液氧推进剂的一次燃料电池以及月面可再生电池应用场景,对多种空间电源技术方案进行对比,发现空间氢氧燃料电池在运载火箭上面级推进剂利用、月面探测能源系统、月球原位资源利用、长时间月面驻留等应用场景具有较高潜力。通过分析空间应用场景下氢氧燃料电池电源系统特点,对未来空间氢氧燃料电池技术发展趋势,空间氢氧燃料电池技术发展方向提出展望。

关键词：空间场景氢氧燃料电池电源系统月面资源利用

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一种柔性太阳电池阵电传输解决方案

电源技术 2024年第3期48卷 421-425页

作者：邢路王志彬舒斌郝伟娜谢朋儒上海空间电源研究所上海200245

柔性太阳电池阵由于其质量轻、收拢体积小、可重复展收等特点,具有极大的创新性和前瞻性,是目前和今后极具竞争力的太阳电池阵构型。针对目前柔性太阳电池阵收拢和折叠特性,传统电缆束和电连接器已经不再适用,急需寻找一种新型薄型结构... 详细信息

柔性太阳电池阵由于其质量轻、收拢体积小、可重复展收等特点,具有极大的创新性和前瞻性,是目前和今后极具竞争力的太阳电池阵构型。针对目前柔性太阳电池阵收拢和折叠特性,传统电缆束和电连接器已经不再适用,急需寻找一种新型薄型结构电传输解决方案。提出了一种柔性电缆电传输方案,这种柔性电缆具有传输功率大、质量轻、收拢体积小、可折叠等特点,非常适合作为大面积、大功率的柔性太阳阵电传输的主方式,可为未来新型太阳电池阵的设计提供新方向、设计参考和技术支撑。

关键词：柔性太阳电池阵印制电路电传输柔性电缆