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来流含不凝性气体的诱导轮空化流动实验研究

航空学报 2024年第11期45卷 215-226页

作者：林荣浩陈晖项乐屈念冲西安航天动力研究所西安710100

为研究来流含有的不凝性气体对诱导轮空化流动的影响,基于诱导轮泵注气空化流动可视化实验台进行了一系列实验,得到了不同入口不凝性气体含气率下诱导轮泵的外特性、空化区发展形态以及相应的空化不稳定特性。结果表明:随着入口不凝性... 详细信息

为研究来流含有的不凝性气体对诱导轮空化流动的影响,基于诱导轮泵注气空化流动可视化实验台进行了一系列实验,得到了不同入口不凝性气体含气率下诱导轮泵的外特性、空化区发展形态以及相应的空化不稳定特性。结果表明:随着入口不凝性气体含气率的增加,诱导轮的扬程断裂空化数上升;随着来流不凝性气体含气率的增加,不凝性气体被泄漏涡和回流涡卷吸,导致泄漏涡空化以及回流涡空化长度显著延长;此外,不凝性气体在小空化数(Φ=0.083、σ=0.090和Φ=0.071、σ=0.068)下增加了空穴的可压缩性,从而对空化喘振具有一定的抑制作用。

关键词：诱导轮空化可视化不凝性气体空化不稳定

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航空发动机泵用控制器一体化滤波组件设计

航空发动机 2024年第04期 135-141页

作者：边学良曹宽张振华贾雨庆西安航天精密机电研究所

针对航空发动机燃滑油泵用控制器电磁兼容性（EMC）试验项目CE102和RE102，根据设备的特点，从设计要求、滤波电路设计和结构设计几方面进行了一体化滤波组件的总体方案设计。通过采用工程经验以及公式计算滤波器参数的方法设计的一体... 详细信息

针对航空发动机燃滑油泵用控制器电磁兼容性（EMC）试验项目CE102和RE102，根据设备的特点，从设计要求、滤波电路设计和结构设计几方面进行了一体化滤波组件的总体方案设计。通过采用工程经验以及公式计算滤波器参数的方法设计的一体化滤波组件并不能使设备一次性通过电磁兼容性的全部试验项目考核，根据实际工况进行试验摸底测试，对未通过的试验项目的超标点进行分析与定位后，确定其原因是由于电路设计中无Y电容去泄放共模干扰，计算选用的共模电感的电感量偏小所致。结果表明：通过采取增加共模电感量和输出线屏蔽的措施和在设备输入端加装一体化滤波组件，消除或减小了其在电源线和信号线上产生的传导干扰，使试验项目顺利通过。

关键词：电磁兼容性一体化滤波组件燃滑油泵控制器航空发动机

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针栓式变推力固体火箭发动机中针栓所受载荷

航空动力学报 2024年第7期39卷 263-273页

作者：武婷文王健儒白彦军张璞西安航天动力技术研究所西安710025 航天动力技术研究院西安710025

为研究不同因素对针栓式变推力固体火箭发动机内流场流动特性、发动机性能参数及针栓所受载荷的影响,探究其控制性能,采用数值仿真的方法,对不同针栓型面及针栓尾部凹槽设计下的喷管内流场进行计算研究.结果表明:针栓式变推力固体火箭... 详细信息

为研究不同因素对针栓式变推力固体火箭发动机内流场流动特性、发动机性能参数及针栓所受载荷的影响,探究其控制性能,采用数值仿真的方法,对不同针栓型面及针栓尾部凹槽设计下的喷管内流场进行计算研究.结果表明:针栓式变推力固体火箭发动机的推力调节范围很大,针栓受力变化也大;针栓型面的改变对针栓载荷无显著影响,最大载荷下降28%;针栓尾部凹槽的设计可以在较大程度上平衡针栓载荷,最大载荷下降56%;针栓阀体导流槽的设计对于针栓所受载荷的降低有显著作用,最大载荷下降91%,大大增强了针栓式变推力固体火箭发动机的控制性能.

关键词：针栓固体火箭发动机载荷分析针栓型面凹槽平衡导流槽设计

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激光陀螺全温度下选模控制策略设计

仪表技术与传感器 2024年第7期 35-38页

作者：朱羿西崔颖王磊黄茂源西安航天精密机电研究所

针对激光陀螺稳频装置易受温度变化的干扰的问题,为保证全温度范围内激光陀螺的稳频效果,提出了一种选模控制策略:根据陀螺扫模过程中得到的不同模态,通过比较各个模态下背向散射特征电压的大小,在常温下筛选出合适的陀螺及其控制模态,... 详细信息

针对激光陀螺稳频装置易受温度变化的干扰的问题,为保证全温度范围内激光陀螺的稳频效果,提出了一种选模控制策略:根据陀螺扫模过程中得到的不同模态,通过比较各个模态下背向散射特征电压的大小,在常温下筛选出合适的陀螺及其控制模态,再经过温循实验进一步筛选出合适的模态,并固定用于全温度下的稳频控制以保证陀螺全温精度。最后通过实验验证,使用该筛选策略下获得的最佳模态,实现激光陀螺全温下稳定工作,满足实际工作要求。

关键词：激光陀螺陀螺精度稳频控制全温度范围陀螺筛选温度选模

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展

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材料导报 2024年第3期38卷 80-89页

作者：张倩玮陈意高崔红吴小军西安航天复合材料研究所西安710025

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... 详细信息

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。

关键词： C/C复合材料 SiC-ZrC复相陶瓷基体改性

延伸段压强分布对双钟形喷管模态转换速率的影响机理

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固体火箭技术 2024年第1期47卷 44-53页

作者：刘亚洲李钰航胡海峰杨建文西安航天动力研究所西安710100

为揭示延伸段压强分布对双钟形喷管模态转换过程的影响机理,采用仿真、试验和理论分析并举的方法,对不同延伸段压强分布的双钟形喷管的模态转换过程开展了研究。结果表明:当实际工作落压比大于最大理论分离落压比时,分离点在非负压强梯... 详细信息

为揭示延伸段压强分布对双钟形喷管模态转换过程的影响机理,采用仿真、试验和理论分析并举的方法,对不同延伸段压强分布的双钟形喷管的模态转换过程开展了研究。结果表明:当实际工作落压比大于最大理论分离落压比时,分离点在非负压强梯度的延伸段型面上稳定存在的落压比平衡条件被打破,故其模态转换过程随分离点的移动快速进行。同时,因落压比失衡机制的存在,快速模态转换构型在正/逆转换间存在迟滞现象。顺压梯度延伸段型面则能够满足分离点稳定存在所需的工况平衡条件,故模态转换过程缓慢,且在此过程中并无迟滞现象的出现。

关键词：双钟形喷管延伸段型面流动分离模态转换迟滞现象

考虑几何非线性的正交各向异性层合板随机振动响应数值解

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机械工程学报 2024年第2期60卷 224-233页

作者：张玄刘源侯耀东张承双尹维龙邓清扬哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 西安航天复合材料研究所西安710025

为提高卫星用复合材料结构随机振动响应的分析精度,充分考虑结构几何非线性特征,提出正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值求解方法。首先,基于一阶剪切变形理论建立矩形中厚板的运动方程。然后,采用伽辽金法和摄动法求得层合板... 详细信息

为提高卫星用复合材料结构随机振动响应的分析精度,充分考虑结构几何非线性特征,提出正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值求解方法。首先,基于一阶剪切变形理论建立矩形中厚板的运动方程。然后,采用伽辽金法和摄动法求得层合板结构的非线性固有频率。在此基础上,结合等效线性化法和虚拟激励法推导得到三种边界条件下正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值解。采用提出的非线性随机振动数值解法,结合具体实例分析卫星用复合材料中厚板的随机响应特性,结果表明,采用线性化方法和非线性化方法求解中厚板随机振动响应的结果存在很大差异,非线性方法可显著提高随机振动响应数值求解的精度;外加激励较小时,相同的弯曲边界条件下,不同平面边界条件对随机振动响应的功率谱密度和均方根影响较小,而外加激励较大时不同平面边界条件对随机振动响应的影响显著。提出非线性随机振动响应求解方法为卫星结构动力学分析提供了新的研究思路和研究方法,具有重要的理论研究和工程应用价值。

关键词：几何非线性正交各向异性层合板随机振动中厚板数值解

基于Windows/RTX的实时仿测软件设计

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系统仿真学报 2024年第6期36卷 1468-1474页

作者：李勇波田润梅张辉郭善鹏李琪西安航天动力技术研究所陕西西安710025

针对传统测试软件实时性有限、传统仿真接口软件通用性程度低的问题,为满足半实物仿真软件需兼顾单元测试和控制系统仿真验证的需求,设计了基于Windows/RTX的实时仿测软件。仿测软件采用模块化的设计原则,开发了GUI层人机交互界面和RTX... 详细信息

针对传统测试软件实时性有限、传统仿真接口软件通用性程度低的问题,为满足半实物仿真软件需兼顾单元测试和控制系统仿真验证的需求,设计了基于Windows/RTX的实时仿测软件。仿测软件采用模块化的设计原则,开发了GUI层人机交互界面和RTX层实时运行程序。为保证实时性,采用无锁循环缓冲区+双线程技术,解决了RTX环境下仿真步长为1 ms时串口数据收发的超时问题;提出一种超时检测算法监测仿真节点的实时状态。借助cJSON优化了测试用例配置文件,用户可以更灵活地编辑测试用例,利用RTW自动代码生成将弹体模型编译集成到RTX仿测软件工程。实验结果表明:该仿测软件有效兼顾了单测与仿真,提高了仿测软件的通用性和二次开发效率,降低了开发难度。

关键词： Windows/RTX 实时部件单测半实物仿真

基于Omega涡识别理论的自适应空化流动模型

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推进技术 2024年第2期45卷 73-85页

作者：屈念冲许开富项乐林荣浩党枭睿西安航天动力研究所陕西西安710100 西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室陕西西安710100

液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化... 详细信息

液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化模型建立了相变系数自适应调整方法,以涡轮泵内两种典型空化(附着空化和泄漏涡空化)为对象,利用翼型实验对模型进行了验证。首先对比了几种涡识别方法的差异,发现Omega方法对阈值不敏感且物理意义明确,适合作为相变系数的取值依据;分析了相变系数对附着空化和泄漏涡空化的影响规律及两种典型空化的形成机理。结果表明:自适应模型相比ZGB模型,对泄漏涡空化的预测精度在大间隙下提升了约181%,小间隙提升了约27%,对附着空化的预测更接近实验结果;附着空化是吸力面脱落涡形成的原因,间隙泄漏流场的涡带和剪切层空化是由间隙泄漏涡和分离涡共同作用形成的。

关键词：空化模型 Omega涡识别相变系数附着空化叶顶间隙泄漏涡空化