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本期亮点多多,我试着做个导读. 名家忆名家 今年适逢林家翘先生百岁华诞,谢定裕先生讲述他们交往中展现出的林先生的治学经验和学术追求. 本刊老主编武际可先生讲述了交往近五十年的杨桂通教授一生对力学、教育、社会做出最重要的贡献. 前沿热点 就在一个月多前,人类成功回收火箭,清华博士生马曙光为您科普相关原理. 在大众创业、万众创新的形势下,很多大学、中学开设"创客"课程,高云峰编委将在"教育研究"栏目发表系列文章,提供精彩案例指导.     

电火箭在卫星控制中的应用

1968年,美空军战术通讯卫星 LES-6首次使用电火箭控制卫星姿态,在地球同步轨道上运行五年,顺利地通过了试验,标志着电火箭开始跨入航天火箭俱乐部.与化学火箭不同,电火箭喷出带电的高速气流,因而具有高"比冲"、长寿命、小推力、高精度的特点.化学火箭依靠热力膨胀,喷气速度仅有几公里/秒;电火箭依靠电磁加速,喷气速度却能大到几十公里/秒到几百公里/秒.因此,电火箭的比冲很高,能达数千到数万秒,比化学火箭高 ...     

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我第一次听到钱学森的名字是1947年.那年的2月里,我到康奈尔大学(Cornell University)进修不久,中国同学会请郭永怀(他1946年到康大航空工程研究生院任教.该院的院长是威廉·西尔斯(william Sears),他是冯·卡门的大弟子,给中国同学讲"火箭技术".郭的报告中谈到加州理工学院研究火箭的小组,当然就向大家介绍了钱学森.     

钱学森先生指导下的科大力学系火箭小组

我是中国科学技术大学近代力学系第一届(即07系58级)学生.在大学一、二年级时,我担任钱学森先生亲自指导的科大力学系火箭小组秘书组的组长. 2008年9月,在科大校庆50周年之际,中国科学技术大学出版社出版了我编著的<钱学森与中国科学技术大学力学系火箭小组>一书.     

0Cr18Ni9Ti-U71Mn摩擦副高速重载磨损行为的数值模拟

火箭橇是在专用轨道上利用火箭发动机作动力推动火箭滑车高速前进以获取试验测试数据的动态试验装备.火箭橇滑块在高速重载服役条件下的磨损严重威胁着火箭橇的可靠运行和服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的技术瓶颈之一.本文作者基于Archard磨损模型和弹塑性变形理论,利用有限元开展了0Cr18Ni9Ti-U71Mn火箭橇摩擦副在高速重载下磨损行为的数值模拟. 0Cr18Ni9Ti为火箭橇滑块,U71Mn为火箭橇滑轨,在模拟速度为300、340和380 m/s以及载荷为2、3和4 kN,模拟了高速重载下滑块磨损特性的演变过程.结果表明：增加载荷或速度均出现了前端效应,致使前端区域更容易发生磨损.增加载荷不利于磨损阶段从初始磨损向稳定磨损的转变,而增加速度却能够起到促进作用.随着载荷的增加,滑块的磨损深度随平均接触压力的增大而显著上升;但随着速度的增加,平均接触压力呈现下降趋势,滑块磨损深度缓慢增大.高速重载条件下,通过控制载荷可以有效减少火箭橇滑块的磨损,延长滑块的服役寿命.     

电火箭星际航行：技术进展、轨道设计与综合优化

早在1963年, 钱学森先生在他出版的专著《星际航行概论》中阐述了星际航行研究的重要性以及电火箭技术在星际航行中的应用前景. 与传统化学推进相比, 高比冲电火箭或电推进技术有望为星际航行任务承载更多有效载荷以及实现更佳航行性能. 与此同时, 与电火箭技术应用相关的连续推力轨道分析与优化设计为航天轨道力学注入了新的研究内容, 并指导着电火箭星际航行的未来发展. 该文将依次介绍电火箭技术进展、连续推力轨道设计以及电火箭星际航行的综合优化问题, 力图描述电火箭应用于星际航行的基本内容与实现途径以及应用于载人深空飞行的设想.     

我国古代火箭的发明年代问题

我国是世界上发明火箭最早的国家,这是国内外科学史界所一致公认的.但发明的年代,却有多种不同的意见.其原因是:一、古代对火箭这一名称的含义不够明确,众说纷纭,难于统一;二、古代火箭的早期实物,至今尚未发掘到;三、在真正的火箭发明之前,已...     

考虑变质量效应的柔性两级火箭动力学研究

研究了考虑变质量效应的柔性两级火箭的动力学建模问题.首先采用Kane方法和模态截断法建立了变质量柔性体的动力学方程,然后将火箭简化为带喷嘴的梁模型,将变质量柔性体的动力学方程应用到火箭动力学建模过程中,分别推导了针对喷嘴和梁的动力学方程,进而组集得到整个系统的动力学方程.在建模过程中,考虑了外部气动力以及两级火箭级间分离时间间隔的影响.文章最后通过数值仿真揭示了火箭柔性效应对系统特性的影响,以及单级火箭和两级火箭在动力学特性上的差异.     

基于多体系统传递矩阵法的多管火箭定向器振动控制

应用多体系统传递矩阵法,建立了全新的多管火箭发射动力学控制模型,以二次型性能指标为成本函数, 设计了脉冲推力器为控制执行机构的振动主动控制律,并设计了多管火箭发射系统在燃气流冲击下定向器的振动主动控制系统,获得了最优脉冲控制力幅值和脉冲推力器工作次数. 应用设计的控制律数值仿真了某多管火箭定向器无控和受控状态下的振动响应,仿真结果表明该法可有效地降低定向器的振动.该方法易于工程实现,对控制多管火箭发射系统的振动、提高多管火箭射击的精度具有重要意义.      

运载火箭结构动力学模拟技术研究进展

本文首先按照火箭的不同型号, 综述了国内外全箭模态分析及试验验证的进展情况; 然后, 从蒙皮加筋圆柱壳结构动力学建模、液体推进剂动力学模拟、局部振型斜率预示三个方面, 综述了火箭动力学建模技术进展; 最后根据火箭动力学发展需求, 对后续研究提出了一些建议.