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挠性陀螺及挠性陀螺组件调试设备设计与应用

航空精密制造技术 2024年第2期60卷 18-22页

作者：蔡曜周景春司玉辉王玉琢杜鑫雷妍西安航天精密机电研究所西安710100

对挠性陀螺及挠性陀螺组件进行调试,可降低其漂移率,提高系统性能,由此设计挠性陀螺调试设备和挠性陀螺组件调试设备实现调试功能。基于调试工艺流程对调试设备功能进行需求分析,功能需求清单即为设计目标清单。围绕设计目标给出两种调... 详细信息

对挠性陀螺及挠性陀螺组件进行调试,可降低其漂移率,提高系统性能,由此设计挠性陀螺调试设备和挠性陀螺组件调试设备实现调试功能。基于调试工艺流程对调试设备功能进行需求分析,功能需求清单即为设计目标清单。围绕设计目标给出两种调试设备的整体架构,完成机箱结构设计,供电电路及其它各功能电路的电气设计。工程实践表明,两种调试设备的整体架构设计合理,机箱结构、供电电路及其它各功能电路的设计具有一定的创新性和可借鉴性。

关键词：调试设备挠性陀螺挠性陀螺组件设备架构电路设计

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超薄板脉冲激光焊接工艺特性及成形质量控制

航天制造技术 2024年第1期 38-42页

作者：陈玉龙别渭毅鲁军杨盼盼张力西安航天精密机电研究所西安710100

采用脉冲激光焊接对0.1mm厚超薄板进行对接焊试验,探索了焊接间隙、脉冲能量、焊接线能量和焊斑重叠率对焊缝成形的影响规律。结果表明:焊接间隙对保持熔池形态和稳定性至关重要,当焊接间隙不超过0.02mm时,可获得成形均匀、连续的焊缝;... 详细信息

采用脉冲激光焊接对0.1mm厚超薄板进行对接焊试验,探索了焊接间隙、脉冲能量、焊接线能量和焊斑重叠率对焊缝成形的影响规律。结果表明:焊接间隙对保持熔池形态和稳定性至关重要,当焊接间隙不超过0.02mm时,可获得成形均匀、连续的焊缝;激光脉冲能量决定焊接熔池大小,影响焊缝正面和背面成形,当脉冲能量一定时,焊接线能量与焊斑重叠率成正比,在本实验条件下,焊斑重叠率应不低于60%,但焊斑重叠率应该与焊接线能量相匹配,防止线能量过高,引起熔池拉长而失稳,导致焊漏或驼峰现象的发生。试验获得无气孔、裂纹的焊接接头,接头抗拉强度731.6MPa,达到母材的抗拉强度的79.7%。

关键词：超薄板脉冲激光焊接工艺特性成形质量

基于改进经验模态分解的激光测振信号数据处理方法

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航天器环境工程 2024年第3期41卷 363-372页

作者：何宪光沈飞谢俊彦西安航天动力测控技术研究所西安710025

针对由激光多普勒测振仪测量得到的固体火箭发动机振动信号包含高频噪声的问题,提出一种基于经验模态分解的数据处理方法。通过对传统经验模态分解方法存在的端点效应的抑制,以及对本征模态函数的判定准则的修改,得到一种适用于固体火... 详细信息

针对由激光多普勒测振仪测量得到的固体火箭发动机振动信号包含高频噪声的问题,提出一种基于经验模态分解的数据处理方法。通过对传统经验模态分解方法存在的端点效应的抑制,以及对本征模态函数的判定准则的修改,得到一种适用于固体火箭发动机振动信号数据处理的改进经验模态分解方法;同时基于相关系数以及自相关函数的特点对本征模态函数进行筛选,以备后续数据处理。对比显示,基于改进经验模态分解的数据处理方法的运行速度比传统经验模态分解方法提高了5%,去噪效果比传统经验模态分解和小波分解算法分别提高了7%和17%。这说明该数据处理方法高效、稳定,具有较高的工程应用价值。

关键词：激光测振经验模态分解端点效应去噪固体火箭发动机

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UDMH/NTO富氧燃气发生器预点火过程模型研究及应用

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推进技术 2024年第7期 30-37页

作者：管杰刘上李斌王鹏武西安航天动力研究所航天推进技术研究院

对富氧燃气发生器中偏二甲肼/四氧化二氮（UDMH/NTO）推进剂的自燃点火特性开展实验研究，结果表明，燃气发生器点火初期能量低，燃气温度缓慢爬升。基于实验结果和化学机理分析，构建了描述UDMH/NTO自燃推进剂在富氧环境下预点火过程... 详细信息

对富氧燃气发生器中偏二甲肼/四氧化二氮（UDMH/NTO）推进剂的自燃点火特性开展实验研究，结果表明，燃气发生器点火初期能量低，燃气温度缓慢爬升。基于实验结果和化学机理分析，构建了描述UDMH/NTO自燃推进剂在富氧环境下预点火过程的热力学模型，并将其应用到实验系统的系统级仿真模型中。实验结果验证了仿真模型的合理性，动态相对误差小于15%，主要差异在于燃气发生器压力“平台段”的仿真值偏低。在此基础上开展仿真研究，结果表明：初始参数变化明显影响点火初期的性能参数爬升特性，其中延长点火时差至2倍、将入口压力降低0.05 MPa或者将推进剂温度降低15℃均会导致发动机起动加速性降低25～50 ms，而提高入口压力和缩短点火时差可以减轻推进剂温度变化对性能参数爬升特性的影响程度。

关键词：燃气发生器 UDMH/NTO 预点火点火实验热力学模型仿真分析

超高温陶瓷改性C/C复合材料抗烧蚀性能研究进展

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材料导报 2024年第S1期38卷 122-128页

作者：王卓凡艾德文王坤杰谢栋西安航天复合材料研究所西安710025 海军装备部北京100071

随着航空航天事业的发展,C/C复合材料被广泛应用于该领域,但是高温抗氧化性能较差的缺点限制了它的使用范围。通过基体改性的方法将超高温陶瓷(UHTCs)引入到C/C复合材料中是提高C/C复合材料抗氧化烧蚀性能的主要方法。本文主要介绍了不... 详细信息

随着航空航天事业的发展,C/C复合材料被广泛应用于该领域,但是高温抗氧化性能较差的缺点限制了它的使用范围。通过基体改性的方法将超高温陶瓷(UHTCs)引入到C/C复合材料中是提高C/C复合材料抗氧化烧蚀性能的主要方法。本文主要介绍了不同超高温陶瓷相对C/C-UHTCs复合材料烧蚀性能的影响,分析了相应的烧蚀机理和烧蚀性能不同测试方法的特点,并针对C/C-UHTCs复合材料的长效热防护、性能优化作出了展望。

关键词：超高温陶瓷 C/C复合材料基体改性抗烧蚀性能

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同轴离心式喷嘴火焰结构的转变和迟滞

燃烧科学与技术 2024年第3期30卷 255-264页

作者：杨尚荣李娜吴林龙王勇杨宝娥连俊凯西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室西安710100

针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称为同轴离心式喷嘴)的燃烧动力学特性,开展富氧气/煤油蒸气同轴离心式单喷嘴实验研究.通过改变氧化剂喷射速度,分别获得了稳定和自发激励条件下的火焰结构、相互转变和迟滞过程.利用高速相机... 详细信息

针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称为同轴离心式喷嘴)的燃烧动力学特性,开展富氧气/煤油蒸气同轴离心式单喷嘴实验研究.通过改变氧化剂喷射速度,分别获得了稳定和自发激励条件下的火焰结构、相互转变和迟滞过程.利用高速相机拍摄了火焰的CH^(*)自发光图像,通过离散傅里叶变换(DFT)和动力学模态分解(DMD)方法分析了燃烧流场的空间结构.研究发现:稳定燃烧时,火焰长度较长,CH^(*)自发光紧贴喷嘴出口,火焰结构受反应混合层流动不稳定控制.迟滞区域内,火焰出现抬升,CH^(*)自发光强度沿流向存在两个峰值,主导的不稳定频率较高.不稳定燃烧时,火焰长度显著缩短,且在横向扩展,沿喷嘴周向有部分火焰紧贴喷嘴出口.3种燃烧状态下,DFT和DMD方法得到的空间模态均很相近.发现了螺旋形结构的低频火焰模态,某些工况下会发生对流形式的燃烧不稳定.一阶切向不稳定的火焰模态表现为速度耦合产生的螺旋形不稳定涡结构,二阶切向不稳定的火焰模态表现为压力耦合产生的对称涡结构.

关键词：同轴离心式喷嘴燃烧稳定性火焰结构迟滞模态分解

液体火箭发动机热试车启动中导流锥对燃气管路流动特性影响研究

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推进技术 2024年第2期45卷 54-62页

作者：周子杨宫武旗陈晖马冬英高远皓苏勇西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 西安航天动力研究所陕西西安710100

双推力室液体火箭发动机启动过程中,若出现两支管流量分配不均等现象,极易引起点火失败,造成重大损失。因此,燃气管路分叉处内部流动特性和在分叉处布置导流锥对改善流动特性影响的研究具有重要意义。本文针对某双推力室液体火箭发动机... 详细信息

双推力室液体火箭发动机启动过程中,若出现两支管流量分配不均等现象,极易引起点火失败,造成重大损失。因此,燃气管路分叉处内部流动特性和在分叉处布置导流锥对改善流动特性影响的研究具有重要意义。本文针对某双推力室液体火箭发动机热试车启动过程中的燃气管路,以试验数据作为边界条件,开展了瞬态流动数值仿真研究。结果表明,火箭发动机热试车启动过程中,燃气管路流动呈现出4个典型阶段,分别为点火前的平稳期、点火后的一次上升期、下降期和二次上升期。在启动过程中,无导流锥时,导流罩进口存在预旋回流区、一侧出口存在滞止回流区,导流罩与燃气支管衔接处内侧存在转弯回流区,三者相互作用是造成两支管间压力分布不对称及出口质量流量分配不平衡的主要原因;有导流锥时,预旋回流区被导流锥约束而缩小,滞止回流区消失。有导流锥与无导流锥时相比,在启动过程中约0.2 s与0.6 s时刻,两支管对称测点压差均值分别降低约80.0%与80.0%,两支管出口质量流量差值分别降低约55.0%与80.8%。导流锥有效改善了流动特性,使得两支管压力分布的对称性提高,流量分配平衡性增强。导流锥对双推力室液体火箭发动机稳定性提高有重要作用。

关键词：液体火箭发动机双推力室热试车启动过程导流锥燃气管路数值仿真

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流体喷管对脉冲爆震发动机推进性能的影响

航空动力学报 2024年第2期39卷 47-56页

作者：门凯邱华严宇熊姹陈山山西北工业大学动力与能源学院西安710129 西安航天动力研究所热过程重点实验室西安710100

为了进一步提高脉冲爆震发动机(PDE)的推进性能,对PDE使用流体喷管模型进行了多循环数值模拟研究,并提出了主次流错相位喷注方案。结果表明:主次流错相位喷注方案不仅可以调节主流和二次流的有效流通面积,改善喷管的非设计点状态,而且... 详细信息

为了进一步提高脉冲爆震发动机(PDE)的推进性能,对PDE使用流体喷管模型进行了多循环数值模拟研究,并提出了主次流错相位喷注方案。结果表明:主次流错相位喷注方案不仅可以调节主流和二次流的有效流通面积,改善喷管的非设计点状态,而且可以提高爆震室内可燃气最终充填压力,增强爆震燃烧强度;在主次流错相位喷注方案下,喷管主流进口瞬时气流总压相对喷管设计点的离散程度明显下降,有效改善了喷管的非设计点状态;最佳的主次流相位差为反传压缩波恰好传播至爆震室头部这一工况,最佳的二次流喷注位置为喷管喉部;相比基准喷管的最大比冲性能,PDE使用流体喷管可以产生5.64%的比冲增益。

关键词：脉冲爆震发动机喷管二次流内流分析推进性能

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基于改进差分算法的数据链时隙分配方法

系统仿真学报 2024年第5期36卷 1242-1250页

作者：朱宇挺苏焕坤冯小东雷诗洁傅妍芳中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710000 西安航天精密机电研究所陕西西安710199 西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021

针对当前时隙分配策略具有算法单一、容易陷入局部最优、泛化能力弱等问题,基于差分进化算法,引入了混沌算法、自适应变异交叉算法和问题解处理机制,提出了一种基于改进差分进化算法的时隙分配策略。利用混沌算法初始化种群,增加种群多... 详细信息

针对当前时隙分配策略具有算法单一、容易陷入局部最优、泛化能力弱等问题,基于差分进化算法,引入了混沌算法、自适应变异交叉算法和问题解处理机制,提出了一种基于改进差分进化算法的时隙分配策略。利用混沌算法初始化种群,增加种群多样性避免算法过早收敛;利用选择概率参数使得交叉和变异过程更加灵活,使算法初期增加搜索范围,算法后期增加获取全局最优解的概率。实验结果表明:该算法时隙分配均衡度、稳定性、算法效率和泛化能力均优于差分算法和遗传算法,时隙分配均衡度和算法效率更高、稳定性更好、泛化能力更强。

关键词：战术数据链时隙分配差分进化算法混沌映射时隙方差