运载火箭飞行力学环境虚拟试验及可视化系统设计与实现

运载火箭的飞行力学环境随着飞行过程不断发生变化,而当前无论是基于实物试验还是基于数值分析,火箭的飞行力学环境分析大多针对特定飞行状态和工况而无法给出动态变化信息,因此开展了飞行力学环境虚拟试验及可视化技术研究。基于特征代理模型采用Fortran语言设计了场数据快速预测算法,在采样数值仿真的基础上实现了火箭在大气飞行过程中的动态气动力与气动热环境虚拟试验;采用C++开发了实时分站载荷算法,实现了火箭飞行期间的载荷环境虚拟试验。开发了与运载火箭飞行仿真配合的总线通信接口,并基于EnSight开发了分布式动态可视化系统,通过共享内存的进程间通信方式实现了飞行力学环境的动态显示。结果表明,该系统可以给出火箭飞行力学环境的全局和关注点信息的动态变化,为飞行力学环境精细化分析和直观可视化研究提供了手段。     

新一代运载火箭一体化供电测控系统设计

新一代运载火箭测量系统承担获取射前和飞行过程中遥外测数据和实施火箭飞行安控的重要任务,在执行发射任务时,测量系统不仅要对火箭关键参数进行长时间的不间断监测,还要对测量系统地面测控设备进行状态监测,实现加注阶段前端“无人值守”。对地面测控系统人员保障及人员对设备的操控提出了很高要求。为此,本文提出了一体化供电测控系统,介绍了系统组成及技术革新,一体化测控系统经过了新一代运载火箭首飞考核,得到了充分的试验验证。     

新型液体火箭发动机燃烧不稳定性研究

应用CFD方法对新型液体火箭发动机燃烧过程进行全尺寸数值模拟。首次有针对性地系统得出了混合比、液氧喷雾初始尺寸分布、缩进区液氧蒸发质量对氢氧火箭发动机燃烧振荡的影响规律,评估了1轮毂3径向喷嘴隔板抑制燃烧振荡的效果,并对氢氧、液氧/甲烷两种火箭发动机的燃烧不稳定性特征进行了对比分析。结果表明:存在某一特定的混合比、喷雾液滴直径、缩进区液氧蒸发质量敏感区间,易导致不稳定燃烧;喷嘴轮毂隔板可很好地抑制燃烧振荡;氢氧、液氧/甲烷燃烧分别以高频和低频压力振荡为主。     

一种通用测试系统故障诊断功能设计

为了解决运载火箭测试过程中测试项目多、测试流程复杂、测试时间长的问题,一般采用具有故障诊断功能的通用测试系统,实现自动化测试。通过综合分析运载火箭测试项目需求,研究通用测试系统运行过程对故障诊断功能需求,提出了一种通用测试系统故障诊断功能设计方案,包括故障诊断的系统架构、线路诊断、测试平台自检、测试流程监测、故障定位,以及信息应用等功能。通过该故障诊断功能设计,简化了测试项目,实现了运载火箭的快速自动化测试、性能监测与状态评估,保障火箭的安全可靠运行,并可为维修决策提供支持。     

液体火箭燃烧不稳定性主动控制数值仿真

基于压力隐式算子分割(PISO)算法,通过求解Navier-Stokes方程,对煤油/气氧/气氢三组元火箭发动机两相燃烧进行了数值仿真,得到了燃烧自激振荡的仿真结果;根据燃烧室压力变化,通过实时调节推进剂流量,对液体火箭发动机燃烧不稳定进行主动控制.仿真结果表明:对液体火箭发动机不稳定燃烧进行主动控制是可行的;通过调节推进剂流量的3%就可以抑制燃烧不稳定.     

超声在固体火箭发动机无损检测中的应用

在固体火箭发动机的研制中，无损检测技术非常重要。本文介绍了一些主要的超声检测方法及其应用。脉冲多次反射法用于检测固体火箭发动机壳体与衬层之间的粘结质量。特性参数和扫频超声法以多层介质理论为基础，用于检测固体火箭发动机的深层粘结质量。     

液体火箭发动机液氧箱与预冷回路的耦合计算模型

建立了液体火箭发动机的液氧贮箱与底部预冷回路的数值计算耦合模型,模拟了地面停放过程中贮箱与底部预冷回路的三维非稳态两相流动与传热过程,分析了自然循环预冷条件下液氧贮箱和底部预冷回路中的三维物理场分布及随时间变化规律。结果表明:随着停放时间的增加,液氧的蒸发量增加,停放中后期贮箱内的热传递基本趋于稳定。回流管内的气化导致回流口处的温度一直呈现波动。     

物理学与发展中的航天能源技术

 在人类开发太空、利用太空资源的航天活动中,航天能源是不可缺少的。无论是航天器的发射,在空间进行的姿态控制、轨道修正,还是航天器上各种电子设备的正常运行,都需要能源。由于航天器的特殊工作环境和工作性质,军事航天能源必须具有重量轻、无振动、寿命长、性能稳定等特点。物理学为航天能源的发展奠定了重要的理论基础。目前,人们正在不断地提高航天能源的利用效率,开发新的航天能源。一、火箭发动机火箭发动机是利用反作用推进原理产生推力的,是运载火箭的动力系统。可根据航天器在不同的运行过程需要的不同推力和工作环境,选取不同类型的火箭发动机。     

基于国产网络设备的火箭地面测发控网络平台设计

高可靠的测试网络作为运载火箭远距离测发控的基础平台,是实现运载火箭地面远距离测试发控的重要技术保障。通过对运载火箭地面测发控网络架构深入研究,采用国产商用网络设备搭建原型平台、开展原理性验证试验,经过反复试验,不断改进技术方案,解决了冗余热备网络协议选用、冗余故障切换、故障切换实时性、网络可靠性等技术难题,提出了基于国产化设备的网络架构设计方案。对网络架构的工作原理、可靠性、实时性、安全性进行了详细分析。建立的国产化高可靠网络架构,不仅能够应对复杂的火箭测试现场,使网络平台具有更好的可靠性、实时性、扩展性和灵活性,更进一步提高了网络的安全性。设计的国产化网络平台架构可用于运载火箭地面测发控网络使用。     

燃油分配对引射模态下RBCC发动机的性能影响

针对RBCC燃油供应系统设计和能量综合利用的问题,采用分析法,研究了不同引射火箭/补燃室燃油分配比例对引射模态下各部件燃油消耗及发动机总体性能的影响。结果表明:补燃室内无二级燃油喷注时,发动机可获得最大推力、比冲和燃油利用率,但此时引射火箭内燃烧过程的不可逆性变大,损失增加,从能量优化利用的角度考虑,为降低发动机中不可逆过程造成的能量损失,建议RBCC在引射火箭燃油分配比例为0.6～0.8的条件下工作;随着引射火箭燃油分配比例的增加,发动机推进效率的增长趋势并不明显,从RBCC优化设计的角度考虑,可适当降低一级引射火箭燃油分配比例,缩小引射火箭结构尺寸,减小内流道气体流动阻力,避免引射壅塞现象的产生,有利于扩宽发动机飞行速域,提高RBCC工作模态综合性能。     

Point defects on graphene on metals

Understanding the coupling of graphene with its local environment is critical to be able to integrate it in tomorrow's electronic devices. Here we show how the presence of a metallic substrate affects the properties of an atomically tailored graphene layer. We have deliberately introduced single carbon vacancies on a graphene monolayer grown on a Pt(111) surface and investigated its impact in the electronic, structural, and magnetic properties of the graphene layer. Our low temperature scanning tunneling microscopy studies, complemented by density functional theory, show the existence of a broad electronic resonance above the Fermi energy associated with the vacancies. Vacancy sites become reactive leading to an increase of the coupling between the graphene layer and the metal substrate at these points; this gives rise to a rapid decay of the localized state and the quenching of the magnetic moment associated with carbon vacancies in freestanding graphene layers.     

基于Matlab分析负荷对多联机IPLV的影响

多联机有其特殊的优点,但是不同部分负荷的组合对IPLV的影响仍需进一步研究。文中建立IPLV与部分负荷的相关公式,运用MATLAB软件分析不同卸载级负荷与IPLV的关系,从而确定不同部分负荷的最优组合。     

Note on duality on polarized symplectic manifolds

In this note we use some of the results of [3] to derive a general duality theorem for the cohomologies of foliated structures on a manifold. The result is applied to the special case of a symplectic manifold M on which the foliation is given by a complex polarization F in the sense of geometric quantization. We obtain, for example, a rigorous proof of the fact that for a smooth function ƒ on M whose Hamiltonian vector field leaves F invariant, the spectrum of the corresponding prequantization operator v(ƒ) coincides with the spectrum of its transpose, under the above duality. This latter result was obtained by Simms in [12] under certain hypotheses. Proofs of the validity of those hypotheses are now available in the literature; cf. [3] and [7].     

Space-charge effects on multipactor on a dielectric

Analyzes the effects of space charge shielding on the steady state of a multipactor discharge on a dielectric. Analytic methods are used to obtain an exact function for the potential in the discharge, assuming a Maxwellian distribution of emitted electrons. An equation for the amount of power deposited on the dielectric by the multipactoring electrons, for a given saturation level, is given. A simple method for obtaining the saturation level, for a given material, is obtained