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高固含量热固性固体推进剂3D打印技术

固体火箭技术 2024年第3期47卷 397-404页

作者：王杰齐瑶祁威肖鸿王奔李伟段玉岗史佳齐西安交通大学机械工程学院西安710049 航天化学动力技术重点实验室襄阳441003 湖北航天化学技术研究所襄阳441003 西安航天化学动力有限公司西安710025

3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减... 详细信息

3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减摩辅助挤出原理设计了双超声振子共振挤出高固含量热固性固体推进剂打印头。重点探究了打印过程中打印温度、挤出压力、喷嘴直径等关键工艺参数对于打印推进剂材料孔隙率的影响。在打印温度为70℃、挤出压力为0.6 MPa、喷嘴直径为φ1.7 mm,打印层高间距比为0.8的最优工艺参数条件组合下,可打印制备固含量为88%、孔隙率为3.46%、打印制造误差被控制在0.4%以内的复杂变燃速热固性固体推进剂药柱结构,同时打印样件的拉伸强度较传统浇注样件提升56%,为复杂高固含量固体推进剂药柱结构的制造提供了一个新思路。

关键词：固体推进剂 3D打印高固含量超声减摩

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宽谱光源驱动的高精度谐振式光纤陀螺

中国惯性技术学报 2024年第8期32卷 841-848页

作者：马慧莲李斌杰胡俊熠刘霜王宇欣杨志怀浙江大学航空航天学院杭州310027 浙江航天润博测控技术有限公司杭州310002

针对高精度惯性导航系统对高精度小型化光纤陀螺的发展需求,开展了宽谱光源驱动的谐振式光纤陀螺(RFOG)技术研究。首先介绍了宽谱谐振式光纤陀螺的工作原理,对比分析了该种陀螺在角度随机游走上相对于发展较为成熟的干涉式光纤陀螺的优... 详细信息

针对高精度惯性导航系统对高精度小型化光纤陀螺的发展需求,开展了宽谱光源驱动的谐振式光纤陀螺(RFOG)技术研究。首先介绍了宽谱谐振式光纤陀螺的工作原理,对比分析了该种陀螺在角度随机游走上相对于发展较为成熟的干涉式光纤陀螺的优势;讨论了受散粒噪声制约的理论角度随机游走的影响因素,并结合光纤耦合器的损耗系数和谐振腔内的光纤传输损耗,对耦合器的耦合系数进行了优化设计,获得了宽谱RFOG系统的最佳角度随机游走理论值;利用优化后的耦合系数,设计并研制了总长为1020 m、内径为15 cm的透射式光纤环形谐振腔,并完成了宽谱RFOG系统的研制和测试。测试结果表明,陀螺角度随机游走为2.1×10^(-4)(°)/h^(1/2),零偏不稳定性为4.6×10^(-4)(°)/h,达到了战略级陀螺的精度范围。

关键词：谐振式光纤陀螺宽谱光源角度随机游走战略级

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120 kW氢燃料电池系统设计与试验分析

高校化学工程学报 2024年第5期 788-795页

作者：张广孟李增山任科轩阳柳杨芳营王康北京航天发射技术研究所航天新长征电动汽车技术有限公司北京长征天民高科技有限公司

为解决百千瓦级氢燃料电池系统设计及部件选型问题，对120kW氢燃料电池系统进行系统设计，分别对空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统进行设计计算，系统集成后依据GB/T24554-2022《燃料电池发动机性能试验方法》的相关规定对120kW氢... 详细信息

为解决百千瓦级氢燃料电池系统设计及部件选型问题，对120kW氢燃料电池系统进行系统设计，分别对空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统进行设计计算，系统集成后依据GB/T24554-2022《燃料电池发动机性能试验方法》的相关规定对120kW氢燃料电池系统进行了常温怠速启动试验、额定功率试验、稳态特性试验、动态响应试验。结果表明：系统额定功率达到120 kW，具备良好的高功率长时间输出稳定性，额定功率下系统效率为42.5%，效率最高可达58.5%，系统具备较好的实用性；为进一步研究百千瓦级氢燃料电池系统集成，加快氢燃料电池汽车发展应用提供了一定的理论参考。

关键词：氢燃料电池系统设计系统集成性能试验

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一种用于GNSS干扰源的四星时差定位算法

测绘科学 2024年第7期 1-8页

作者：马洋陈力航天东方红卫星有限公司北京跟踪与通信技术研究所

针对传统的最小二乘等四星时差定位算法存在需要初始值和反复迭代等问题，提出将Bancroft算法拓展到四星时差定位系统中，用于GNSS干扰源等非合作目标的定位，并推导了基于Bancroft算法的三维定位公式，给出了正解判别方法以及算法计算... 详细信息

针对传统的最小二乘等四星时差定位算法存在需要初始值和反复迭代等问题，提出将Bancroft算法拓展到四星时差定位系统中，用于GNSS干扰源等非合作目标的定位，并推导了基于Bancroft算法的三维定位公式，给出了正解判别方法以及算法计算流程，能够满足在轨自动化处理的要求。基于四星无源定位系统的定位仿真结果表明：Bancroft方法定位精度与最小二乘方法相当，且具有计算简单可靠、易于星上自主计算的技术优势，特别适用于四星时差定位系统。

关键词： Bancroft算法无源定位时差 GNSS干扰源

侧挂式卫星-分配器一体化力学环境分析与试验验证

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宇航学报 2024年第8期45卷 1216-1224页

作者：李艳辉单悌磊刘质加李岩仇越伍保峰航天东方红卫星有限公司北京100094

针对新型侧挂式双星和分配器系统的主动段力学环境分析与试验验证状态确定问题,分析对比了双星-分配器组合体状态和单星状态两种状态下的振动响应,说明了分配器对于侧挂式卫星的星箭接口和星上组件振动响应的影响,卫星分配器对于从卫星... 详细信息

针对新型侧挂式双星和分配器系统的主动段力学环境分析与试验验证状态确定问题,分析对比了双星-分配器组合体状态和单星状态两种状态下的振动响应,说明了分配器对于侧挂式卫星的星箭接口和星上组件振动响应的影响,卫星分配器对于从卫星-分配器组合体下端框传递至星箭接口的正弦振动具有明显的放大效应,对于从卫星-分配器组合体下端框传递至星箭接口的随机振动具有衰减效应。据此卫星方和运载方共同制定了在卫星-分配器组合体状态进行卫星、分配器的力学环境适应性分析和试验的验证方案,地面研制阶段进行了卫星-分配器组合体力学试验验证并成功发射入轨,表明了侧挂式卫星-分配器进行一体化力学环境分析和验证的有效性。

关键词：卫星分配器一体化力学环境分析试验

天基分布式雷达海面目标跟踪应用总体技术研究

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系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2667-2675页

作者：高飞吴疆马俊刘佳张选民李彬蒙继东牛文博党红杏西安空间无线电技术研究所陕西西安710100 航天东方红卫星有限公司北京100094

天基雷达在广域目标监视方面具有独特优势,利用天基雷达实现广域海面目标跟踪具有重大现实意义和特殊难度。针对天基分布式雷达体制,在分析其用于海面多目标跟踪场景所存在的区域非均衡覆盖、低/超低回访周期、实时处理等特殊问题影响... 详细信息

天基雷达在广域目标监视方面具有独特优势,利用天基雷达实现广域海面目标跟踪具有重大现实意义和特殊难度。针对天基分布式雷达体制,在分析其用于海面多目标跟踪场景所存在的区域非均衡覆盖、低/超低回访周期、实时处理等特殊问题影响基础上,提出了星间接力跟踪处理方式和栅格化跟踪处理框架,并给出了相应的多目标跟踪性能评估指标体系。仿真评估结果表明了所提栅格化跟踪处理框架相对常规全域处理框架的优越性以及评估指标的合理性。

关键词：天基雷达分布式雷达海面目标目标跟踪性能评估

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四峰跟踪自主全向适应CPT原子磁力仪

中国科学:物理学力学天文学 2024年第11期54卷 38-47页

作者：王学锋邓意成卢向东徐强锋刘崇泰北京航天控制仪器研究所中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心

卫星上测量地球磁场要求高精度的原子磁力仪具有全向测量能力,多数的单探头原子磁力仪不具备这一能力, CPT原子磁力仪理论上具有全向测量能力,但目前仍需要外部磁场方向参考,不能自主实现磁场的全向测量.本文提出了一种CPT原子磁力仪的... 详细信息

卫星上测量地球磁场要求高精度的原子磁力仪具有全向测量能力,多数的单探头原子磁力仪不具备这一能力, CPT原子磁力仪理论上具有全向测量能力,但目前仍需要外部磁场方向参考,不能自主实现磁场的全向测量.本文提出了一种CPT原子磁力仪的分时扫描四峰双闭环控制方法,通过循环扫描+2,–2,+3和–3级CPT信号峰获得开环输出信号,并将4个CPT峰的开环输出处理形成两路控制回路的误差信号,一路求和用于校准0级中心频率,一路差分用于跟踪锁定±2,±3级CPT信号峰与0级信号峰之间的微波频率差.当磁场方向变化导致平行模式对应的±2级CPT信号峰消失时,通过±3级CPT信号峰与0级信号峰之间的微波频率差获得磁场大小,反之亦然,可以保持磁测数据连续不失锁,不需要外部磁场方向参考,首次实现了CPT原子磁力仪自主的全向测量能力.

关键词：原子磁力仪相干布居囚禁磁场全向测量

碳材料螺纹连接结构应力分布影响因素及失效行为

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复合材料学报 2024年

作者：张光喜梅云杰储宇吉侯晓俞鸣明西北工业大学航天学院西安航天复合材料研究所上海大学复合材料研究中心中国航天科技集团有限公司

了解螺纹连接结构应力分布有助于预测连接件在实际工况下的损伤和失效行为。然而碳材料本身的脆性，以及受载时形变主要发生于内部螺纹的特性，常用的数字图像法（DIC）等应力分析手段并不适用。本文采用有限元仿真方法，对受载时的均... 详细信息

了解螺纹连接结构应力分布有助于预测连接件在实际工况下的损伤和失效行为。然而碳材料本身的脆性，以及受载时形变主要发生于内部螺纹的特性，常用的数字图像法（DIC）等应力分析手段并不适用。本文采用有限元仿真方法，对受载时的均质石墨螺柱-螺母内外连接结构进行研究。研究了弹性阶段，螺距P、螺纹咬合齿数n对结构应力变化的影响，并分析其损伤过程。结果表明：当螺纹咬合齿数值较小时，载荷分布较均匀，螺母的受载荷端面螺纹根部发生轻微应力集中。随着螺纹咬合齿数值的增加，连接部分螺纹根部的应力分布呈U型分布，两端螺纹承担更多应力，同时承载螺纹数量增加，导致螺纹连接强力提高。而螺距对于螺纹连接的整体应力分布影响较小。von Mises应力分布云图表明，螺母两端的应力集中最为严重，且随着载荷增加，内外螺纹根部的应力集中加剧，两端的螺纹区域将最先发生失效。

关键词：碳材料螺纹连接结构螺纹参数应力分布损伤行为

烧结温度对SiO_(2f)/SiO_(2)陶瓷基复合材料的微观结构和力学性能的影响

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陶瓷学报 2024年第1期45卷 125-132页

作者：毛帮笑夏细胜王大奎高国胜白乐乐高震洋吕海花李晓辰冯晓雨北京新风航天装备有限公司北京100854 北京电子工程总体研究所北京100854

通过系统研究烧结温度对SiO_(2f)/SiO_(2)陶瓷基复合材料的密度、孔隙率、微观形貌、拉伸性能、弯曲性能及韧性的影响,获得了高强高韧性复合材料。随着烧结温度升高,材料密度升高;而孔隙率先降后升,归因于基体的收缩增加,且在850℃下收... 详细信息

通过系统研究烧结温度对SiO_(2f)/SiO_(2)陶瓷基复合材料的密度、孔隙率、微观形貌、拉伸性能、弯曲性能及韧性的影响,获得了高强高韧性复合材料。随着烧结温度升高,材料密度升高;而孔隙率先降后升,归因于基体的收缩增加,且在850℃下收缩严重产生了微裂纹。微观形貌结果表明:随着烧结温度升高,收缩增加,SiO_(2)基体由粗糙变得光滑;基体由颗粒黏接状转变为陶瓷熔融状;且纤维与基体结合由弱变强。随着烧结温度的升高,拉伸强度逐渐降低。拉伸性能主要取决于复合材料的韧性。随着烧结温度升高,弯曲强度先升后降,并在700℃取得最高值71 MPa。只有在基体具备一定强度前提下,韧性才能充分发挥作用。在650℃~750℃烧结温度制度下,复合材料可实现拉伸性能、弯曲性能与韧性的最优化。

关键词： SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料烧结温度拉伸弯曲韧性