火箭发动机金属壳体的容伤设计问题

本文考虑超高强度钢固体发动机壳体对裂纹、氢脆或应力腐蚀等缺陷的敏感性,及损伤(缺陷)在特定的应力和环境下可能扩展的特性,就壳体的容伤设计问题进行了探讨.根据壳体中可能预存损伤的假设,提出了以容伤系数描述壳体的容伤限.文中以实例给出了使用容伤系数确定壳体水压验证试验压强的具体方法.如此确定的壳体水压验证试验压强,实际上即是存有损伤壳体的最大许用载荷.     

F－12芳纶纤维缠绕壳体水压实验AE检测及剩余强度预报

采用声发射仪，对Ｆ－１２芳纶纤维缠绕复合材料壳体水压实验过程进行了低压ＡＥ检测，选用设计爆破压强的４３％以下的ＡＥ数据，建立了一个低压下的ＡＥ参量与爆玻压力之间的多元线性回归方程式。该方程式对壳体爆破压力的预测值与实测值符合较好，从而为降低复合材料壳体水压安全评定实验压强提供了新途径。它既保证了经过水压实验后的复合材料壳体有足够的承载能力，又能可靠地预报其爆破压强。     

F—12芳纶纤维缠绕壳体水压实验AE检测及剩余强度预报

采用声发射仪，对Ｆ－１２芳纶纤维缠绕复合材料壳体火压实验过程进行了低压ＡＥ检测，选用设计爆破压强的４３％以下的ＡＥ数据，建立了一个低压下的Ａ量与爆破压力之间的多元线性回归方程式。该方程式对壳体爆破压力的预测值与实测值符合较好，从而为降低复合材料壳体水压安全评定实验压强提供了新途径。它既保证了经过水压实验后的复合材料壳体有足够的承载能力，又能可靠地预报其爆破压强。     

纤维缠绕壳体水压试验的声发射技术

本文阐述了声发射技术的特点、主要参数及其对损伤缺陷的鉴别。利用声发射技术监测了纤维缠绕壳体水压试验过程。分析了随着水压增加从基体开裂、层间分层及纤维断裂到最终破坏与声发射信号的关系；研究了水压过程中出现的两次声发射峰所对应的压强与壳体爆破压强的关系。     

大型玻璃纤维/环氧复合材料壳体开孔补强工艺技术研究

简要介绍了壳体开孔处的补强方法,采用补强环对某大型玻璃纤维/环氧复合材料壳体前封头开孔进行合理补强。试验结果表明:对壳体开孔部位采用补强环补强比用补强布补强的效果好,壳体纤维铺层设计与补强有机地结合是带有多喷管壳体优化设计的重要方法。壳体在前封头开孔进行合理补强后,纤维发挥强度提高约12%;壳体水压爆破时封头、筒身段同时破坏,纤维强度得以充分发挥。     

某缠绕壳体补强工艺研究

通过对某缠绕壳体采用玻璃纤维补强、条形碳布补强、环形碳布补强等工艺方法的研究,了解不同材料、不同形状的补强方法、补强材料的用量及其对壳体强度、重量的影响,完成水压爆破试验,得出壳体爆破压强。综合评价玻璃纤维补强、条形碳布补强、环形碳布补强等工艺方法对壳体的影响,选择一种适合某缠绕壳体补强的工艺方法。     

固体火箭发动机碳纤维复合材料壳体补强技术探讨

在提出固体火箭发动机碳纤维复合材料壳体水压破坏形式以及探讨其破坏原因的基础上,分析了壳体内部及搭接处应力集中区的形成,探讨了封头处不同材料搭接时,其刚度对应力传递的影响。最后,总结并提出了国内众多科研院所在碳纤维复合壳体前后封头补强这一领域的现状和研究进展。     

复合材料壳体固体发动机药柱工作内压三维结构分析

对复合材料壳体的固体发动机药柱在工作内压作用下的变形和三维应力、应变进行了计算。复合材料壳体简化为正交各向异性结构，确定其弹性材料常数和材料的主轴方向，壳体变形计算和多次水压测试结果基本一致，在此基础上进行了药柱的三维应力、应变分析，为药柱完整性分析提供了参考。     

火箭发动机壳体爆破实验时的声发射

1.引言用声发射(AE)技术对压力容器和压力边界进行结构评价是声发射的应用中很有吸引力的领域之一。本文介绍了由NAIS系统最先提出的评价缺陷程度的方法应用于东京大学的M—13火箭发动机壳体的爆破实验的情况,目的是为了评价由于水压压力上升时该发动机壳体的有害度,而且讨论了断口特征和得到的声发射结果之间的关系。更进一步讨论了在高压     

充有弹性介质多层复合材料圆筒壳稳定性

本文分析了充有弹性介质的多层复合材料圆筒壳在轴压、侧压与水压作用下的稳定性。所采用的方法是用Galerkin—差分法求介改型的Donnell方程,再根据稳定准则确定临界值。若干算例已在文中列出。计算结果表明:内部介质材料性能和壳体的边界条件对临界载荷有较大影响。本文采用的分析方法和结论可供固体火箭发动机壳体设计工作者参考。     

非对称式带状线模式馈电网络

本文概要的介绍了一种新型器件——非对称式带状线模式馈电网络的基本原理,主要技术指标及其相位关系等。该器件体积小、重量轻、结构紧凑、性能稳定、用于按模式馈电的场合既方便又可靠。     

一种带锥的内绝热层成型工艺改进

某固体火箭发动机燃烧室为锥筒室，内绝热层很薄，包括复合绝热层和橡胶绝热层两层，由于燃烧室几何形状特殊，无法采用现有的内绝热层成型工艺技术，在分析基础上，得出了该内绝热层压制精密控制方法，利用定位和壳体保护装置，将配制的未硫化粘稠态橡胶通过压涂覆在壳体内壁，精确控制内绝热层的厚度和均匀性，该发动机热试车成功表明，这种内绝热层成工艺技术是有效可行的。     

钢球连接方式火工装置的结构强度校核

文章介绍了钢球连接方式火工装置中,钢球连接处的结构强度校核。通过经典的接触应力计算公式,结合钢球在火工装置上的具体使用情况,利用微变形理论,归纳出了火工装置上起连接承载作用的钢球连接方式新的强度校核判断法则。试验结果表明,该判据能够较为真实地反映火工装置上钢球连接方式的结构承载能力。     

航天器单机机箱内部压力变化规律探析

航天电子产品在低气压环境下容易发生放电,导致电磁干扰、产品损坏甚至灾难性事故。为确定单机机箱内部压力在轨变化趋势和特点,文章以航天器典型单机机箱为研究对象,首先计算分析了机箱内部压力随时间的变化规律;然后利用特殊工装实际测量了置于真空容器内机箱的内部压力变化。理论计算结果与试验实测结果符合性较好。该研究能够为单机机箱设计、低气压放电防护及评估提供依据和指导。     

Vibration controlled convection — preparation and perspective of the Maxus 4 experiment

A comparatively new possibility to influence convection in crystal growth melts is the application of controlled interface vibration, especially in systems with free melt surfaces like the float-zone process. The present paper concerns the development and testing of a vibrational device which will be integrated into a microgravity crystal growth facility for the growth of silicon crystals. In the case of silicon grown by the float-zone technique, time-dependent thermocapillary convection is present even under mirogravity and leads to unfavourable variations of the crystal composition profile.The developed setup can operate in the range of approximately 0.1 to 50kHz producing maximum amplitudes of 0.25μm (non resonance case) and 3.5μm (resonance case) respectively. The power consumption is below 5W, the maximum operation temperature of the device is restricted to 200°C, limited by an epoxy-based connection between vibrator and sample. The first microgravity application will be during the European Maxus 4 campaign in April 2001.     

卫星典型电子设备单粒子防护效果试验验证

文章通过在卫星电子设备整机上开展单粒子试验验证的案例,揭示单粒子事件对卫星软件指令的影响。试验对象选取卫星平台中典型的电子设备——测控单元,它包含处理器、SRAM等单粒子敏感器件。本案例成功实现在整机状态下触发单粒子事件,测控单元发生单粒子事件的频度疏密适当,验证了测控单元抗单粒子设计的有效性,掌握了测控单元在发生单粒子事件时的工作状态,对漏指令、误指令的产生条件进行了试验验证,并依据试验数据计算了由单粒子事件引发卫星漏指令、误指令的概率。试验结果可为卫星在轨故障分析提供依据,也可为抗单粒子设计提供数据支持。     

Mission STS-134: Results of Shape Memory Foam Experiment

Shape memory epoxy foams were used for an experiment aboard the International Space Station (ISS) to evaluate the feasibility of their use for building light actuators and expandable/deployable structures. The experiment named I-FOAM was performed by an autonomous device contained in the BIOKON container (by Kayser Italia) which was in turn composed of control and heating system, battery pack and data acquisition system. To simulate the actuation of simple devices in micro-gravity conditions, three different configurations (compression, bending and torsion) were chosen during the memory step of the foams so as to produce their recovery on ISS. Micro-gravity does not affect the ability of the foams to recover their shape but it poses limits for the heating system design because of the difference in heat transfer on Earth and in orbit. A recovery about 70% was measured at a temperature of 110 °C for the bending and torsion configuration whereas poor recovery was observed for the compression case. Thanks to these results, a new experiment has been developed for a future mission by the same device: for the first time a shape memory composite will be recovered, and the actuation load during time will be measured during the recovery of an epoxy foam sample.     

一种涡卷弹簧分离螺母装置设计及仿真分析

航天器的连接与分离技术是航天运输系统中的关键技术，连接分离装置作为该技术领域的关键装置，一直是航天领域的重要研究内容。针对航天器连接与分离的要求，提出一种涡卷弹簧非火工分离螺母装置，并对装置进行结构设计。涡卷弹簧是装置的关键部分，直接影响涡卷弹簧分离螺母装置的承载和工作特性。对涡卷弹簧的张力和扭矩特性进行分析，并通过仿真分析研究涡卷弹簧分离螺母装置的工作特性。     

窄带实高斯噪声对外差式零拍装置的干扰机理

以外差式CW多普勒引信为例分析了外差式零拍装置提取差频信号的基本原理,把外差式零拍装置在数学层面上抽象为对线性叠加信号求平方后提取低频分量的模型。根据该模型,从理论上证明了：窄带实高斯噪声单独通过外差式零拍装置后输出的低频噪声的带宽将得到加倍,噪声与本振信号相互作用后产生新的噪声分量将使低频噪声功率比无本振信号时得到增加;回波信号加窄带平稳实高斯噪声通过零拍装置后干信比将得到增强,且增强的程度将随本振信号功率的增加而降低。计算机仿真分析的结果验证了上述结论,也正好解释了早期CW引信极易受到频率对准噪声干扰而早炸的实际情况。     

AlN/GaN HEMT毫米波器件结构仿真研究

为实现更高工作频率的氮化镓（gallium nitride,GaN）基高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor,HEMT）器件，采用薄势垒外延结构、缩小栅长对提升器件的截止频率十分重要。通过对不同氮化铝（aluminium nitride,AIN）势垒层厚度以及不同尺寸栅长的AlN/GaN HEMT进行仿真分析，系统研究不同结构对器件短沟道效应、直流及频率等特性的影响。首先固定栅长为100nm，研究了跨导与截止频率随AlN势垒层厚度的变化情况。跨导随势垒层厚度的增加先增大后减小。当势垒层厚度为4nm时，跨导达到最大值(592mS/mm)，截止频率也达到最大值。为尽可能提升器件的截止频率，同时避免器件出现短沟道效应，固定AlN势垒层厚度为4nm，研究器件截止频率与短沟道效应随器件栅长的变化情况。仿真表明器件截止频率随栅长的减小而增大，50nm栅长的器件截止频率最高，但栅长为50nm时器件短沟道效应严重，此时器件纵横比(Lg/Tbar)为12.5。因此需要提升器件的纵横比，当器件栅长达到100nm时(Lg/Tbar=25)，器件短沟道效应得到抑制，且具有较高的截止频率。仿真结果表明，AlN HEMT具有较高的截止频率，同时应采用较大的纵横比设计(纵横比为25左右)以抑制短沟道效应，为后续高频AlN/GaN HEMTs器件的制备提供了理论依据。