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火星低密度大气条件下超声速降落伞充气过程研究

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弹道学报 2024年第3期36卷 58-66,74页

作者：贾华明张文博王文强刘乃彬北京空间机电研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司航天进入、减速与着陆技术实验室北京100094

降落伞充气过程是火星探测器着陆过程中最为关键的环节,该文推导建立了考虑火星稀薄大气环境、超声速工作条件的降落伞充气过程计算流体动力学和结构动力学模型,流场求解采用可压缩流场模型,结构动力学采用伞系统多节点质量阻尼弹簧模型... 详细信息

降落伞充气过程是火星探测器着陆过程中最为关键的环节,该文推导建立了考虑火星稀薄大气环境、超声速工作条件的降落伞充气过程计算流体动力学和结构动力学模型,流场求解采用可压缩流场模型,结构动力学采用伞系统多节点质量阻尼弹簧模型,通过计算得到某时间节点处的流场,将该流场中的压力数据引入伞系统质量阻尼弹簧模型,从而获得下一时间节点的伞衣形状,最后得到充气过程中伞衣形状和流场之间的动态关系,从而模拟了在这种条件下的降落伞充气过程。将仿真计算结果与飞行试验结果进行对比分析,两者的一致性很好,证明了所建立的数学模型的正确性。研究表明:开伞动载达到峰值后有明显的振动,振动频率只与降落伞自身特性有关;伞衣张开的速度呈现出先慢后快的特点;在初始速度相同的情况下,随着大气密度的增加,开伞动载峰值增大;在初始动压相同的情况下,随着大气密度的增加,开伞动载峰值减小。

关键词：火星降落伞低密度低动压超声速充气

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航空发动机腐蚀敏感性试验系统研制

航空动力学报 2024年第10期 38-46页

作者：马平昌刘玥高飞芮鹏徐海博北京强度环境研究所产品研发中心天津航天瑞莱科技有限公司北京分部

针对航空发动机腐蚀敏感性试验需求，设计研制了基于新风进气、直通式布局形式的腐蚀敏感性试验系统，并介绍了系统关键设计要点，包括供气量确定、大流量加湿、盐雾注入混匀一体化、动态盐雾含量检测等。为了验证关键技术设计的有效性... 详细信息

针对航空发动机腐蚀敏感性试验需求，设计研制了基于新风进气、直通式布局形式的腐蚀敏感性试验系统，并介绍了系统关键设计要点，包括供气量确定、大流量加湿、盐雾注入混匀一体化、动态盐雾含量检测等。为了验证关键技术设计的有效性，进行了系统性能测试，测试结果表明系统性能在腐蚀敏感性试验各阶段均满足标准要求，其中流量静态控制精度可达±1.6%，动态控制精度在±4.6%以内；静态温度控制精度可达±0.5℃，发动机运转过程实际温度与设定温度最大偏差为2.2℃；试验中系统最大加湿量可达550 kg/h，在加湿度量最大的阶段湿度控制精度处于+3%～-5%以内，而在加湿量最小的阶段湿度控制精度可达±2%；供气盐雾含量处于（200±18） ppb以内，盐雾粒径分布于0.3～10μm之间，供气截面盐雾均匀性基本可达±10%。

关键词：腐蚀敏感性试验供气量确定大流量加湿盐雾注入及均混动态盐雾含量检测

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一种SAR卫星用锂电池智能充电方法

航天器工程 2024年第4期33卷 50-55页

作者：徐军杨帆肖连辉陈乃铭李淼上海空间电源研究所上海200245 航天东方红卫星有限公司北京100094

针对合成孔径雷达(SAR)卫星锂电池长寿命和大脉冲供电的需求,文章在SAR卫星用顺序开关并联串联调节器(S~4R)型充电系统上设计了一种充电算法,利用载荷的当圈光照期用电电量,实时调整锂电池的充电倍率,在有限的时间内完成锂电池的智能充... 详细信息

针对合成孔径雷达(SAR)卫星锂电池长寿命和大脉冲供电的需求,文章在SAR卫星用顺序开关并联串联调节器(S~4R)型充电系统上设计了一种充电算法,利用载荷的当圈光照期用电电量,实时调整锂电池的充电倍率,在有限的时间内完成锂电池的智能充电。突破传统先恒流后恒压的充电方法,降低了锂电池充电过程中的极化效应和产生锂枝晶的概率,延长锂电池在轨使用寿命。经SAR卫星下传遥测数据分析,结果表明:充电算法实现了锂电池的智能充电,可以为后续有长寿命要求和大脉冲负载的卫星用锂电池充放电制度提供参考。

关键词：锂电池充电算法极化效应

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粉末发动机推进剂供料研究现状及展望

航空动力学报 2024年第3期39卷 214-223页

作者：吴佳明杨玉新王纵涛陆海峰唐杰刘海峰华东理工大学上海煤气化工程技术研究中心上海200237 中国航天科技集团有限公司西安航天动力技术研究所西安710025

简述了气压驱动和电动机驱动两种推进方式的粉末发动机供料系统的发展历史和研究现状,对比分析了壅塞和非壅塞粉末供给的特点以及优缺点,阐明了现有供给系统流量测量方法包括活塞位移法和称重法的原理以及存在的问题。通过对粉末发动机... 详细信息

简述了气压驱动和电动机驱动两种推进方式的粉末发动机供料系统的发展历史和研究现状,对比分析了壅塞和非壅塞粉末供给的特点以及优缺点,阐明了现有供给系统流量测量方法包括活塞位移法和称重法的原理以及存在的问题。通过对粉末发动机供料系统相关研究的归纳分析,得出以下结论:气压驱动式集成度更高,电动机驱动式活塞控制效果好;壅塞供粉稳定性强,非壅塞供粉气源利用率高;称重法测出料流率精度高,活塞位移法适用范围广。在此基础上对优化供料系统结构、探究壅塞流动机制、建立流量参数关系模型等方面进行了展望。

关键词：粉末发动机粉末推进剂质量流量输送稳定性壅塞供粉

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锂离子电池硅碳复合负极结构的研究进展

材料导报 2024年第11期38卷 1-9页

作者：吴琼许咏杰钟展雄梁俊杰李垚广东光华科技股份有限公司广东汕头515061 哈尔滨工业大学航天学院复合材料研究所哈尔滨150001

锂离子电池具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、自放电率低等优点,是目前主要的电化学储能设备。商用锂离子电池负极材料为石墨,但石墨的低理论容量限制了锂离子电池性能的进一步提升。硅储量丰富,具有高理论容量和稳定工作电压... 详细信息

锂离子电池具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、自放电率低等优点,是目前主要的电化学储能设备。商用锂离子电池负极材料为石墨,但石墨的低理论容量限制了锂离子电池性能的进一步提升。硅储量丰富,具有高理论容量和稳定工作电压等特点,是新一代锂离子电池最有前景的负极材料。硅基负极存在体积膨胀效应大、首次库仑效率低、电导率低和固体电解质界面膜不稳定等缺点,导致硅基负极循环稳定性较差,严重阻碍了其实际应用。通过具有良好稳定性和高电导率的碳修饰硅基负极制备硅碳负极能够有效克服上述问题,硅碳负极作为一种高理论容量的材料更有规模化商业前景。本文根据硅碳负极的结构设计,将近年来研究的硅/碳负极材料分为零维-纳米颗粒、一维-纳米线和纳米管、二维-层状结构和三维-微米级球体材料,并对不同结构的硅碳复合负极材料的结构和电化学性能进行了对比讨论。此外,本文还总结了现有硅/碳复合负极设计的进展和局限性,并展望了该领域的工业化前景。

关键词：锂离子电池负极材料硅碳复合结构

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数字时代的航天系统工程

机械工程学报 2024年第14期60卷 206-214页

作者：王国庆熊焕侯俊杰中国航天科技集团有限公司北京100048 中国航天科技集团有限公司信息中心北京100048 中国航天系统科学与工程研究院北京100037

航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标,对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理,是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代,面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战,必需深入研究构建数字时... 详细信息

航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标,对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理,是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代,面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战,必需深入研究构建数字时代航天系统工程理论方法体系。在对航天系统工程的形成、发展和基本方法论述的基础上,提出数字时代航天系统工程的概念、特征和总体框架,对其转型变革进行系统分析总结。在新一代信息技术的赋能下,航天系统工程将实现以模型取代文档成为技术状态控制和质量管理的重要载体,以高效的在线协同实现研制和管理效率提升,以数据驱动实现精细化管控和科学决策,组织管理趋向于扁平化、融合化、敏捷化和协同化。在组织管理、使能工具、研制模式、质量管理、决策方式、供应链管理等方面将发生深刻变革。以上理论方法体系的提出,结合航天重大任务探索实践,为型号工程管理水平和科研生产能力提升提供理论方法支撑。

关键词：数字时代航天系统工程数字化转型研制模式变革管理变革

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冲压发动机喷管超临界压力燃油冷却特性

航空动力学报 2024年第10期 224-235页

作者：史一诺单勇谭晓茗张靖周孙文静南京航空航天大学能源与动力学院中国航天科工集团有限公司北京动力机械研究所

在获取冲压发动机喷管典型热负荷及其换热边界条件的前提下，构建一种纵向带肋超临界压力燃油冷却多通道结构，对比分析了燃油流动方向、燃油流量（68～204 g/s）、燃油进口温度（300～640 K）、燃油超临界压力（3～5 MPa）对通道内超... 详细信息

在获取冲压发动机喷管典型热负荷及其换热边界条件的前提下，构建一种纵向带肋超临界压力燃油冷却多通道结构，对比分析了燃油流动方向、燃油流量（68～204 g/s）、燃油进口温度（300～640 K）、燃油超临界压力（3～5 MPa）对通道内超临界压力燃油的流动和换热特性影响。结果表明：超临界压力燃油消耗275 g/（s·m2），就能够将喷管壁面最高温度由2 986 K降低到1 200 K以下；燃油与喷管内燃气流动方向一致时，可充分利用燃油换热的入口段效应，降低喷管入口壁面高温，喷管进出口壁面温差减小，轴向热应力减小；燃油质量流量增加，冷却通道内表面传热系数提高，冷却效果提高，但是燃油压降逐渐增加；燃油进口温度过高会使通道近壁处流体的热扩散系数急剧增大，造成传热恶化，存在某一最佳进口温度使燃油压降最低；在燃油进口温度较低的情况下，燃气侧壁面温度和燃油压降随燃油压力变化不敏感。

关键词：冲压发动机喷管超临界压力燃油换热特性流动特性燃油压降

基于融合和细化机制的光学遥感图像去云雾算法

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激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 454-463页

作者：王晓宇刘宇航张严航天东方红卫星有限公司北京100094

光学遥感图像广泛应用于天气预报、环境监测和海洋监管等领域。光学传感器拍摄的图像受大气条件和气候因素影响较大,云雾遮挡可导致图像内容丢失、对比度下降和颜色失真等一系列问题。基于此,提出一种基于融合和细化机制的光学遥感图像... 详细信息

光学遥感图像广泛应用于天气预报、环境监测和海洋监管等领域。光学传感器拍摄的图像受大气条件和气候因素影响较大,云雾遮挡可导致图像内容丢失、对比度下降和颜色失真等一系列问题。基于此,提出一种基于融合和细化机制的光学遥感图像去云雾算法,实现高质量的单张遥感图像云雾去除。云雾去除网络基于融合和细化机制实现含云雾图与无云雾图的转换。其中,采用融合机制的多尺度云雾特征融合金字塔在不同尺度空间上提取云雾特征并进行融合,采用细化机制的多尺度云雾边缘特征细化单元对云雾的边缘特征进行细化加工,进而重构出清晰的无云图像。采用对抗学习策略,判别网络对特征进行自适应校正并将云雾特征分离出来,从而得到更准确的判别结果,有利于网络生成逼真的云雾去除结果。在开源数据集上选取5种算法进行对比实验,实验结果表明,所提算法云雾去除效果较优,没有产生颜色失真和伪影等现象。在薄云测试集上,所提算法的结构相似性(SSIM)和峰值信噪比(PSNR)分别超过第二名约11.9%和15.0%,在厚云测试集上,所提算法的SSIM和PSNR分别超过第二名约9.3%和9.9%。

关键词：光学遥感云雾去除图像融合图像细化对抗学习

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超低轨飞行器迎风面减阻构型优化研究

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 120-126页

作者：江一鹏崔玉福刘质加秦江航天东方红卫星有限公司北京100094

针对超低轨飞行器迎风面气动阻力过大的问题,在理论解求自由分子流气动阻力方法的基础上分析迎风面阻力的主要影响因素,计算不同长度下几种典型迎风面构型的气动阻力值并分析其变化原因。在此基础上设计迎风面构型的表达函数并引入智能... 详细信息

针对超低轨飞行器迎风面气动阻力过大的问题,在理论解求自由分子流气动阻力方法的基础上分析迎风面阻力的主要影响因素,计算不同长度下几种典型迎风面构型的气动阻力值并分析其变化原因。在此基础上设计迎风面构型的表达函数并引入智能算法对其迭代寻优。对构型存在的约束,引入罚函数机制以降低不可行解的适应度值。研究结果表明:此方法可获得最小阻力迎风面的近似最优解,在现有材料的约束下,相比锥形构型,优化方法最大减阻可达5%以上,并能有效增加飞行器头部容积;随迎风面高度上升,最小阻力构型从近台形逐渐向锥形转化。提出的构型优化方法,可为后续超低轨飞行器减阻构型设计提供参考。

关键词：超低轨飞行器稀薄气体 Boltzmann方程 PSO算法罚函数减阻构型