飞艇红外探测系统探测高超声速目标性能研究

以X-51A为例,研究了飞艇红外探测系统对临近空间高超声速目标的探测性能。首先,根据飞行器的飞行状态和飞行高度建立了临近空间高超声速目标不同波段的红外辐射特性模型,以及随高度变化的目标背景红外辐射强度模型;其次,综合考虑飞行器与飞艇高度、地球曲率及红外辐射在大气中传播的波段选择性等因素,建立了红外辐射在临近空间大气中传播的透过率模型;在此基础上,建立了飞艇红外探测系统对高超声速目标的探测距离模型。通过仿真得到了临近空间高超声速目标在不同飞行状态下3个波段的红外辐射强度随目标飞行高度变化的曲线,以及飞艇红外探测系统对飞行器在不同飞行状态下3个红外辐射波段的探测能力。研究结果表明:飞艇红外探测系统对高超声速目标的有效探测距离可以达到百公里量级;当飞行器飞行状态一定时,随着飞行器飞行高度的增加,系统对目标的探测距离先增大后减小;与长波波段相比,中短波波段的探测距离更大,并给出了临近空间飞艇应尽量布置在海拔高度大于18 km的高空中的部署建议。     

托克马克冷屏表面超低温发射率实验研究

采用基于傅里叶红外光谱仪的材料红外光谱发射率测试装置,对全超导托克马克装置冷屏镀银表面进行超低温(80K)发射率实验研究,得到不同镀银表面从常温到超低温条件下的表面发射率,为冷屏表面处理工艺方法提供了依据。     

低轨红外卫星对类HTV-2高超声速飞行器测能力研究

由于临近空间高超声速飞行器具有速度快、高度低、机动能力强的优点,故以陆/海基雷达、高轨红外卫星为主建立的预警探测体系难以对其实施全程有效探测.因此,针对高超声速飞行器的技术特点,对低轨红外卫星的探测能力和全球覆盖性进行了研究.首先,基于类HTV-2升力体的气动外形,模拟了典型工况参数下飞行器的表面温度分布.然后,构建了低轨红外卫星探测模型.结合红外探测器典型性能参数,给出了不同轨道高度下探测器信噪比与观测视角和工作波段的关系,并得到了红外卫星在550 km和1600 km轨道高度下的有效探测半锥角.最后,给出了具有全球探测能力的低轨红外卫星星座的构型及主要参数.     

采用４８０×６元长波红外探测器的搜索光学系统设计

 针对冷光栏Ｆ数为１．２７的４８０×６元长波制冷型红外探测器,设计了焦距３２５ ｍｍ、Ｆ数达１．３５、视场为±１．０５°的用于红外警戒或搜索系统的６ 片式光学系统,该系统光学透过率为７６％,冷屏效率１００％。     

EAST托卡马克装置外冷屏的热负荷分析

外真空杜瓦冷屏 (简称外冷屏 )是 EAST超导托卡马克核聚变装置的重要部件之一 ,它在处于室温下的外真空杜瓦与运行在 4 .5 K温度下的超导线圈之间形成了一道隔热的屏障 ,以保证装置能够稳定高效的运行。文中运用有限元分析软件 ANSYS对外冷屏封头、中筒、底座的传热情况做了计算与分析 ,以得到在氦气入口处压强为 5 .2 bar,温度为 80 K的情况下 ,外冷屏低温面板的详细设计方案     

超高速高空低动压柔性罩体脱落天地相关性研究

柔性罩体包裹于飞行器外表面,在飞行中段起到保护作用.再入过程中在气动力/热共同作用下,从飞行器表面拉开、脱落,脱落过程产生的附加干扰力/力矩,对飞行器再入姿态产生影响,造成惯性落点偏差.采用地面风洞模拟超高速高空低动压环境,考核不同再入动压条件下,罩体连接绳在气动力作用下的脱开过程,以及脱落过程对飞行器产生的干扰力/力矩.根据动态相似准则,将地面试验条件下罩体模型的脱落历程推导到飞行条件,建立刚体动力学仿真模型计算落点,与无干扰模型的理论落点对比,采用概率统计的方法分析罩体脱落引起的飞行器落点偏差,为罩体连接形式的优化设计提供支撑.      

空间辐射效应

本文简要介绍近地空间辐射环境及其对飞行器材料、电子器件的影响，还扼要介绍了空间辐照效应的研究动态。     

考虑太阳辐射影响的飞机实时红外探测成像仿真

针对飞行器红外探测过程的成像仿真,有助于红外隐身效能的评估,进而提高应对红外探测的反侦察能力。建立了飞机红外成像仿真模型,并针对不同的飞行姿态、速度以及不同的探测时间,求解其蒙皮温度与红外辐射亮度,结果表明当飞机从低速到高速运行时,太阳辐射条件与气动加热层温度分布分别成为影响其成像结果的主要因素。建模方法及仿真结果对飞行器的隐身设计具有指导意义,为飞机实时红外成像场景的生成提供理论基础     

一级相变磁制冷材料的基础问题探究

由于一级相变磁制冷材料发生磁相变时有晶胞体积的突变,相变过程中有相变潜热存在,其磁化过程中有许多磁学问题有待于进一步探究.本文以LaFe13-xSix合金为研究对象,在现有对磁一级相变基础问题的分析基础上,对一级相变材料中系统熵变、等温熵变、绝热温变、热滞、磁滞、铁磁与顺磁态两相共存的温度区间和磁场区间、制冷能力的计算等磁学基础问题进行了较为细致的探究.分析表明,在忽略完全铁磁态和顺磁态对磁热效应的贡献时,Maxwell方程和Clausius-Clapeyron方程计算熵变的值具有等效性.等温磁化过程中升温和降温曲线包围的面积SABCE(磁滞的大小),实际上是升温过程和降温过程中磁场做的净功,等于相变潜热之差.磁滞和热滞的大小与磁化过程数据测量的时间有关,测量时间越长则滞后越小,当相变是平衡相变则滞后为零.另外,对温度和磁场诱导磁相变过程进行了分析,提出了一级相变磁制冷材料制冷能力的不同计算模型.本文对一级相变磁制冷材料的磁学基础问题研究有一定的参考价值.     

内冷式窗玻璃冷却性能分析

1前言当飞行器作超音速飞行时，在其身部所开设的红外探测窗会受到强烈的气动加热，使窗玻璃温度迅速升高，导致玻璃的红外折射率发生变化，由此产生的气动光学效应将严重影响飞行器的探测、制导精度。因此，对红外探测窗玻璃进行特殊的热防护是有关飞行器研制过程中的关键问题之一[1－2]。红外探测窗玻璃通常有内、外冷两种冷却形式，其中内冷方式是在探测窗玻璃内开设一些冷却孔，内通高效冷却剂，通过冷却剂吸收热量起到冷却作用，使温度保持在较低的水平上。这种冷却方式由于冷却剂在玻璃内部流动，因此不会对外流场产生干扰；但由于冷…     

蒙特卡罗计算在中子残余应力谱仪屏蔽优化设计中的应用

在反应堆上进行中子残余应力谱仪(RSND)的建设工程中,生物屏蔽是降低谱仪测量本底,保证工作人员安全的主要技术手段。为了对屏蔽系统进行优化设计,采用蒙特卡罗方法对其进行模拟计算。采用McStas和MCNP5两种计算程序,理论分析提高计算效率的方法和技巧,并分三步进行谱仪辐射场的计算。首先用McStas程序模拟热中子在导管中的输运过程,然后用MCNP程序计算了屏蔽块之间接合处的拼缝对谱仪辐射场的影响,最后建立整个谱仪屏蔽系统的MCNP模型,并进行计算。将经过用影响因素修正后的计算结果与现场剂量仪实测值进行比较,结果表明二者在允许的误差范围内基本一致。     

磁屏蔽式脉冲电磁铁摇摆器

通常的电磁铁摇摆器,由于相邻磁极间存在的边缘漏磁效应,很难在工作隙中提供足够高的磁感应强度,特别是在大间隙短周期的情况,其应用受到了严重的限制 。本文提出“磁屏蔽式脉冲电磁铁”的新概念,试图寻求一种既廉价又性能优良的摇摆器结构。目前的实验表明,这种磁屏蔽方法可使通常的脉冲电磁铁摇摆器的磁感应强度增大15％以上。     

HXMT主探测器磁屏蔽设计与实验结果

硬X射线调制望远镜(HXMT)致力于实现硬X射线的高灵敏度巡天观测, 描绘硬X射线天图, 并对特殊天体作高灵敏度连续观测, 得到其辐射的能谱和时间变化等. 为了减少空间磁场对观测的影响, 确保本底计数的稳定性和能谱测量的精度, 我们用坡莫合金制成的磁屏蔽罩对HXMT主探测器的光电倍增管(PMT)进行了磁屏蔽处理. 实测表明, 在地面地磁场环境下PMT的最大增益变化幅度为6%; 它与自动增益控制系统配合能使在轨PMT增益变化幅度小于1%, 探测器本底计数变化小于0.1%.     

ITER极向场馈线系统冷屏初步设计

ITER极向场馈线系统采用冷屏以降低4K温区低温部件的热负荷。该文对极向场馈线冷屏的初步设计进行介绍,并计算了冷屏的热负荷。     

Magnetic shielding for DAMPE electromagnetic calorimeter PMTs

The magnetic characteristics of R5610A-01 photomultiplier tubes are studied in this paper. The experimental data shows that the gain of R5610A-01 loses about 53% when the magnetic field is 3 Gs along its +X axis. A cylinder of one-layer permalloy strip is able to reduce the effect of a 3 Gs magnetic field on the PMT gain to less than 1%.     

Helmet-size vessels of high-Tc oxide superconductor for magnetic shield

We have developed a very large magnetic shielding vessel made from high-T_c Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O superconductor and have experimentally confirmed that this vessel can reduce a weak magnetic field to -100 dB or 1/10⁵. The size of this vessel is 32 cm in diameter, 64 cm in depth and 2.5 cm in thickness. The shielding effect of the vessel does not decrease even at a low frequency like 0.2 Hz. The high attenuation ratio in the low frequency range indicates that magnetic shielding using a high-T_c superconductor is promising for neuromagnetic measurements with SQUID.     

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在有梯度的静磁场中,对由软磁材料制作的磁屏蔽罩所受的静磁力的量级进行了评估.使用有限元分析和实验测试的方法研究了纯铁方形屏蔽罩在梯度静磁场中的受力情况,结果表明:把内腔尺寸100mm×100mm×150mm、罩体厚度为20mm的方形屏蔽罩放置在强度约为0.2T、梯度为0.03T?m-1的磁场中,其所受的静磁力约为184N,与其自身重力相当;静磁力随磁场强度的升高而增大;有限元分析与实验测试结果的偏差在0.2T背景磁场下约为21%.因此,在考虑一定余量的情况下,使用有限元计算评估屏蔽罩在静磁场中的受力情况是一种有效和比较可靠的方法.     

磁屏蔽罩在梯度静磁场中的受力研究

在有梯度的静磁场中,对由软磁材料制作的磁屏蔽罩所受的静磁力的量级进行了评估。使用有限元分析和实验测试的方法研究了纯铁方形屏蔽罩在梯度静磁场中的受力情况,结果表明：把内腔尺寸100mm×100mm×150mm、罩体厚度为20mm的方形屏蔽罩放置在强度约为0.2T、梯度为0.03T?m?1的磁场中,其所受的静磁力约为184N,与其自身重力相当;静磁力随磁场强度的升高而增大;有限元分析与实验测试结果的偏差在0.2T背景磁场下约为21%。因此,在考虑一定余量的情况下,使用有限元计算评估屏蔽罩在静磁场中的受力情况是一种有效和比较可靠的方法。     

加力室隔热屏流场计算

加力室隔热屏流场计算赵坚行，刘全忠（南京航空航天大学动力工程系南京２１００１６）关键词隔热屏，改值计算，紊流反应流１引言本文采用数值计算的方法模拟带有隔热屏、外冷却气流、尾喷口的加力室热态流场。计算中采用修正卜。紊流模型来预估粘性系数。燃烧模型采用卜...     

A strip-shield improves the efficiency of a solenoid coil in probes for high-field solid-state NMR of lossy biological samples

A strip-shield inserted between a high inductance double-tuned solenoid coil and the glass tube containing the sample improves the efficiency of probes used for high-field solid-state NMR experiments on lossy aqueous samples of proteins and other biopolymers. A strip-shield is a coil liner consisting of thin copper strips layered on a PTFE (polytetrafluoroethylene) insulator. With lossy samples, the shift in tuning frequency is smaller, the reduction in Q, and RF-induced heating are all significantly reduced when the strip-shield is present. The performance of 800 MHz ¹H/¹⁵N and ¹H/¹³C double-resonance probes is demonstrated on aqueous samples of membrane proteins in phospholipid bilayers.