将FFD（Free Form Deformation）自由变形法与无限插值动网格方法相结合,发展了一种飞行器参数化建模和网格生成方法。二维和三维的实例显示自由变形之后得到的飞行器几何外形及其对应的网格能保持平滑光顺,验证了方法的有效性。在此基础上,结合径向基函数模型和CFD技术发展了一套优化设计方法并对高超声速升力体外形进行了气动优化。基于自适应...
基于求解最优控制问题的Chebyshev伪谱法（Chebyshev Pseudospectral Method,CPM）,研究了高超声速飞行器再入轨迹快速优化问题。针对远程多约束条件下再入轨迹优化问题的难点,提出了一种线性初值与节点更新相结合的优化策略,将攻角与倾侧角同时作为控制变量,以再入飞行时间最短为优化目标,利用CPM将轨迹优化问题转化为非线性规划问题,并使用SNO...
空天飞行器效能的评估必须与实际任务相结合才更有意义。提出了基于多任务分析的效能评估模式,实现了对任务需求具有较强敏感性的动态权重评估方法。首先构建下层神经网络法与上层层次分析法的混合评估模式,然后通过对任务内容关注度与任务阶段优先级的度量,实现任务层权重的修正。评估后的指标求解算法分析了方案的改进需求。单方案评估与多方...
采用经可压缩修正后的标准k-ε湍流模型对一类高超声速飞行器模型的气动特性进行了研究。计算中主要考虑了马赫数和飞行攻角的影响。计算结果表明,通过可压缩性修正,标准k-ε湍流模型能准确捕捉激波结构和复杂的压力变化规律;在激波系和预压缩面间构成的流动域内形成了高压均匀流动,实现了飞行器设计目标;在激波结构和激波发展趋势方面,计算结果和...
分别建立了多变量调节固冲发动机各部件的性能/平衡模型、动力学模型以及扰动传播模型,并综合为多变量调节固冲发动机动力学模型。在此基础上,对飞行条件扰动以及进气道/燃气发生器/喷管调节时,发动机的响应特性进行了仿真分析,并分析了扰动的传播过程及不同扰动传播过程处理方法对发动机响应的影响。结果表明,进气道调节不会改变推力和补燃室压...
针对燃气自增压混合火箭发动机,建立了性能计算模型,对该型发动机的比冲性能及推力调节性能进行了研究,并系统梳理了该型发动机存在的主要关键技术。计算结果表明,燃气混合火箭发动机具有比常规固体火箭发动机更高的比冲性能,其中氧化剂采用N2O时,可同时兼顾高比冲和高体积比冲的优势;相对于传统的固液混合火箭发动机,燃气混合火箭发动机的理论...
针对某弹用双进气道系统之间的耦合特性进行数值模拟和风洞试验研究。结果表明,双侧进气道均不起动后,减小反压至16.9倍来流静压时,迎风侧进气道先起动,而背风侧进气道需要大幅降低反压至8.9倍来流静压才能实现再起动;有弹体侧滑角状态下,双进气道的背风侧进气道处于临界时,性能达到最大。
为实现二元结构火箭基组合循环（RBCC）发动机在超燃模态下较优的工作性能,开展了数值模拟研究。使用二阶TVD格式差分算法,结合十二步乙烯简化动力学模型,分析了RBCC超燃模态下的冷热态流场,评定燃料喷注位置对发动机性能的影响。数值模拟结果表明,支板火箭关闭情况下,乙烯燃料RBCC发动机可在流道内组织燃烧、建立室压;将燃料在支板与凹腔中间靠...
针对宽范围飞行的二元中心支板式构型,采用发动机与飞行器前后体集成的全流道数值模拟计算方法,研究了主火箭混合比对RBCC引射模态超声速飞行阶段燃烧室流动燃烧及发动机性能的影响。结果表明,主火箭混合比为2.4无二次燃料喷注时,燃烧室出口气流平均总温最高,恰当比和贫燃主火箭可通过二次燃烧组织获得高于主火箭富燃工作情况下的总温,主火箭混...
侯晓,1963年11月生,中共党员,我国固体火箭发动机专家,研究员,中国工程院院士,《固体火箭技术》第五、六届编委会主任。毕业于西北工业大学,1990年获得西北工业大学固体火箭发动机专业博士学位,毕业后分配到航天科技集团公司第四研究院工作,曾历任航天四院41所研究室副主任、主任、副所长,四院科技委常委等职;现任航天四院副院长、四院科技委主...
为了获得不同空腔位置及结构对脉冲压力振荡特性的影响规律,利用Fluent软件并结合UDF（用户自定义函数）,对4种不同空腔模型的发动机开展了数值计算,得到了燃烧室内的流场结构与脉冲压力振荡特性,为发动机装药结构设计及不稳定燃烧抑制提供了理论指导。结果表明,头部空腔能有效衰减脉冲波动压力,有利于提高发动机的工作稳定性;中间位置空腔内容...
基于正弦函数型式的交变温度模型,开展了固体火箭发动机的传热分析,研究了药柱温度的时滞与分布规律;针对大长径比药柱的温度规律,基于有限元分析结果构造了等效温度算法。结果表明,大长径比药柱温度的空间分布、时滞性均与径向位置相关,轴向差异不明显;等效温度可近似由肉厚中部偏外侧（约0.58倍肉厚处）的特征点表征,其误差在2℃以内,滞后时间...
为研究两点点火对脉冲爆轰发动机内爆轰波起爆及传播的影响,开展了脉冲爆轰发动机两点点火实验研究。实验结果表明,两点点火能有效促进脉冲爆轰发动机内爆轰的形成,能大幅提高爆轰波的峰值压力及爆轰波传播的速度。当两点点火源距离为260 mm时,两点点火时间间隔必须大于0.47 ms,爆轰发动机内才能形成促进爆轰发生的有利条件;适当增大两点点火的...
为研究AP/Al/HTPB复合推进剂中铝粒子在推进剂燃烧表面处和脱离燃面后的动态燃烧过程,采用了长焦显微镜头、单反相机和高速相机组合的光学拍摄方法。通过常温常压实验拍摄,获得了铝在燃面处脱离及随流运动中铝液滴燃烧的宏观过程图像。在0.3 MPa密闭实验器中,使用长焦显微镜头和高速相机对单个铝滴进行了拍摄,通过标定计算得到了其直径和随流运...
采用机械研磨方法制备球形超细ε-HNIW,详细研究了搅拌器转速、研磨时间、研磨球大小、磨腔内研磨球填充率、分散剂、浆料浓度对HNIW中位粒径、粒度分布及球形度的影响,并对产品HNIW的性能进行了测试。结果表明,产品HNIW中位粒径随搅拌器转速的增加减小的速率增加,随研磨时间的延长而减小,研磨球大小、磨腔内研磨球填充率、分散剂、浆料浓度对产...
合成了2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物（TANPy O）含能钾盐,采用FTIR和元素分析,表征并分析了其结构,该含能盐分子式为K（C5H5N6O5）。其中,TANPy O 4-位的氨基脱去一个氢原子。测试了TANPy O含能钾盐的撞击感度和摩擦感度,TANPy O含能钾盐的撞击感度和摩擦感度分别为272 cm和0。采用TG-DTG和DSC技术,研究了TANPy O含能钾盐的热分解行为,...
采用机械法制备了超细NQ颗粒,并应用粒度仪检测其粒度分布,扫描电子显微镜观察其颗粒形貌和大小;采用红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射及电感耦合等离子体发射光谱仪检测其成分,并分析了其晶型和纯度;运用TG-DSC热分析仪表征了其热分解特性,同时对机械性能进行了分析表征。结果表明,制备的超细NQ粒径分布在300 nm左右,呈颗粒状,晶型更加完整,产品...
采用75℃热加速老化试验和气相色谱试验,分别对裸药和带包覆层的SZQu推进剂进行测试,确定了安定性、中定剂质量分数随老化时间的变化规律;在升温速率β=5℃/min的条件下,采用差示扫描量热法（DSC）对老化7、54 d的裸药、包覆层和带包覆层的推进剂进行测试,比较其分解峰温,以分解峰温差值ΔTp〈2℃为判据判断两者相容性状况。结果表明,包覆材料对该...
针对导弹舱段径向连接结构的优化设计,研究其优化模型的建立及求解。该优化问题同时涉及尺寸、形状及拓扑优化,是一个综合优化问题。将离散变量螺栓规格及螺栓个数,与连续变量连接段的细节尺寸同时引入优化模型作为设计变量,实现对混合变量的同步优化,在满足结构强度与刚度约束下,实现结构质量最小的优化目标。建立了该结构综合优化设计的优化模...
基于C/C复合材料良好导电特性,采用试样直接通电加热技术,对2D C/C复合材料在室温~2 400℃范围的压缩性能进行了试验研究,发展了C/C复合材料超高温力学性能试验方法,得到了2D C/C材料压缩强度、模量随温度的变化规律及其破坏模式。结果表明,2D C/C材料在一定温度范围内表现为线弹性、脆性破坏,压缩强度与模量随温度升高而增加,其中强度较模量增...
针对热密封件的使用特性,引入了新型三维编织结构热密封件。采用单向压缩和循环压缩方法,对三维四向、三维五向编织结构热密封件进行了室温压缩试验。试验结果表明,三维编织结构热密封件具有良好的可压缩性,在循环压缩时,表现出良好的压缩回弹性。在试验的基础上,分析了该类三维编织结构热密封件循环压缩峰值载荷和载荷保持率随编织工艺参数的变...
首先,提出了复合材料胶接修补结构与胶接装配结构的冲击损伤容限问题,指出该类结构冲击后拉伸承载能力需要关注。然后,选用基于中心差分法的显式有限元和基于D-B模型的内聚力单元法,以二次名义应力准则为胶层损伤起始准则,并采用混合型幂准则形式的能量释放率准则作为胶层破坏准则。对无损斜胶接CFRP的拉伸基准进行了确定,指出破坏位置、破坏形...
利用热重-微分热重技术研究了二炔丙基双酚A醚聚合物（PDPEBA）在氮气气氛中的非等温热分解过程,探讨了聚合物在不同升温速率下的热分解机理,并采用2种模型法和5种非模型法对二炔丙基双酚A醚聚合物热分解动力学三因子（E、A、f（a））进行计算。结果表明,7种方法计算所得平均活化能及指前因子分别为E=176.30 k J/mol,lg A=10.43s-1;聚合物热分解...
针对新型战术导弹对摆动喷管伺服系统提出的小型化大功率要求,提出了一种基于电动伺服系统的单喷管双摆驱动装置。该装置使用2个相互垂直的直线式电动伺服机构共同推动喷管进行摆动,采用无刷直流电机和滚珠丝杠减速器的结构形式,实现了系统的高功率密度和高效率,可提供大输出力矩,并具有良好控制精度。通过对该系统进行运动分析与建模,研究了2个...
采用沉淀分级方法,以四氢呋喃作为溶剂、甲醇作为沉淀剂,将自由基聚合的宽分布HTPB样品制备成5个窄分布的标样。采用GPC-MALLS法,测定了HTPB标样的相对分子质量及其分布。实验结果表明,HTPB标样色谱峰峰形对称,峰窄,相对分子量分布均匀,分散指数D〈1.3。与VPO法测定结果对照,数均相对分子量相对偏差〈10%。以窄分布HTPB作为标样,采用GPC法测定了...
从发动机慢烤试验方法和装置研制研究入手,分析国外慢烤安全性试验技术发展现状,系统论述了国外慢烤安全性试验及评估标准,分析了试验中主要参数设定的依据,以典型型号武器为例,探索了慢烤安全性评估的应用方法,通过汇总美国Aerojet公司开展的典型型号慢烤安全性评估,总结了国外在评估过程中获得的推进剂配方、壳体束缚及改进方案对发动机慢烤安...
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