运载火箭的结构组成

什么叫火箭推进剂、火箭燃料(燃烧剂)和氧化剂? 什么叫火箭推进剂?通俗地讲,就是在火箭发动机燃烧室中燃烧,以产生推力的物质。如液氢和液氧、偏二甲肼和四氧化二氮、聚硫橡胶、聚丁二烯等等。较严谨一点说,所谓火箭推进剂,是为火箭发动机提供能源和工质(工作介质)的化学剂,它包含可燃物质和氧化剂。其中的可燃物质,如液氢、偏二甲肼等叫火箭燃料,有的也叫它为燃烧剂。氧化剂的作用是为可燃物质燃烧提供所需要的氧。液氧、四氧化二氮等就是这种氧化剂。因此,火箭推进剂包括燃料(燃烧剂)和氧化剂,它是火箭的食粮。俗话说,人是铁,饭是钢。再好的火箭没有推进剂是飞不起来的。     

美国太空核动力计划重开张--"普罗米修斯"计划一瞥

迄今为止，人类航天活动主要使用化学能源，燃烧化学推进剂推动火箭和航天器飞行。核能源是指通过核裂变或核聚变反应所产生的能量。目前能付诸实用的核能源是核裂变反应。单位质量核裂变物质产生的能量是化学能源的数百万倍。利用核能源推动火     

大流量气-气喷嘴响应面法优化设计

为研究以气氢和气氧为推进剂的同轴双剪切喷嘴设计参数对推进剂燃烧位置的影响,利用正交表指导喷嘴设计,并对燃烧室流场进行数值模拟.结果表明:在单喷嘴流量相当于航天飞机主动发动机单喷嘴流量8倍的工况下,同轴双剪切喷嘴能实现高的燃烧效率;极差和方差分析显示氢/氧的速度比是对推进剂的燃烧位置影响最大的设计参数,而中心氢流量比例和氧喷嘴的壁厚对燃烧位置的影响不显著.通过构造基于正交多项式的响应面,获得同轴双剪切气-气喷嘴的优化组合参数.     

凝胶推进剂粘度计现场校准装置研究

通过对液体火箭发动机凝胶推进剂粘度计开展现场校准装置的研究，论述了基于振动法的凝胶模拟液加载装置的结构设计和安装方式，重点阐述了液体火箭发动机凝胶推进剂在线粘度计现场校准的工艺流程，通过测试试验获得了凝胶推进剂的压力/温度——粘度的流变数据及规律，并确定了现场校准测量装置的测量不确定度。     

基于光场成像的燃烧颗粒粒径与速度测量方法

为实现固体推进剂中金属燃料动态燃烧的精细化表征,提出一种基于光场成像的固体推进剂中燃烧颗粒粒径与速度三维动态同步测量方法。构建固体推进剂燃烧光场成像测量系统,获得金属颗粒动态燃烧过程的光场图像,通过重聚焦算法得到燃烧颗粒场的重聚焦图像;进一步开展光场相机标定实验,获取深度与最佳重聚焦参数的关系曲线;利用图像分割算法对重聚焦图像中的颗粒进行识别和定位,获取燃烧颗粒的粒径大小,并结合三维粒子跟踪技术对颗粒的轨迹和速度进行重构;开展推进剂药条燃烧实验验证研究。结果表明：光场成像技术能够获得不同深度的颗粒信息,跟踪颗粒的动态燃烧过程,并实现对燃烧金属颗粒粒径与三维速度的同步测量。     

高频不稳定燃烧的声学数值仿真

高频不稳定燃烧一直是液体火箭发动机研制过程中所要面临的重大难题之一.采用具有低色散低耗散特点的计算气动声学方法,对自燃推进剂变轨发动机(OME)的高频不稳定燃烧进行时域下的数值仿真.由Crocco的压力时滞模型对燃烧热释放和声波之间的耦合进行模拟,并对不同的时滞模型参数对稳定性结果的影响进行了分析,给出发动机的稳定性极限图,确定一阶切向及一阶径向振型为主的不稳定振型,与地面试车实验捕捉到的不稳定振型相一致.结果表明:采用计算气动声学方法对带有Crocco压力时滞模型的声波扰动方程进行时域下的数值求解,可以对发动机的高频不稳定燃烧进行成功地预测.      

我国古代火箭是何时诞生的

这里说的古代火箭,是指以火药燃烧喷射的反作用力为推力,推动箭头等物(有效载荷)前进的那种火箭。形象地说就是“以火送箭”的那种火箭。诞生在五代末期和宋朝初年这种古代火箭的诞生,肯定会有一个很长的发展过程。在不重视科学技术的我国封建社会,最早的这种火箭技术,只能被视     

小功率电弧等离子体发动机试验及性能研究

电推进技术已应用于航天的多个领域,电弧等离子体发动机（Arcjet)因其高比冲、高推力／功率比以及大的推进剂选择范围等特点成为当前国际上电火箭研究和应用的热点。文章总结小功率Arcjet实验及性能研究,介绍了实验研究系统的主要组成,给出初步的发动机工作性能参数及实验结果分析。     

回收猎鹰-9火箭那些事

<正>众所周知,目前的运载火箭都是一次性使用的,所以长久以来,航天发射成本居高不下,发送质量1kg物质上天的成本约为1万~2万美元。比如,美国的猎鹰-9火箭总造价约为5000万美元,而其推进剂的成本只有20万美元。因此,打造猎鹰-9火箭的美国太空探索技术公司自设计之初就一直在研究如何回收以及重复使用猎鹰-9火箭的有关技术,以大大降低成本。如果能回收并重复使用火箭的第一级,可降低火箭成本80%;如果第二级也能回收并重复使用,可降低火箭成本99%。今年1月、2月,     

航天科学技术中的若干数学模型

本文是考虑化学火箭发动机燃烧理论的数学模型、疲劳断裂传播的随机模型以及复杂航天飞机运动动力学方程和解题方法。     

00Cr18Ni10N奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀特性

采用恒载荷应力腐蚀实验方法和表面显微分析方法研究了3.5% NaCl水溶液中00Cr18Ni10N奥氏体不锈钢母材及焊接接头的应力腐蚀开裂行为.通过应力腐蚀120 h后剩余强度的损失量分析来比较00Cr18Ni10N母材及其焊接接头的应力腐蚀性能,并利用金相显微镜和扫描电镜研究了00Cr18Ni10N钢焊缝区、热影响区与母材的显微组织差别和应力腐蚀开裂断口形貌.结果表明,焊接接头的应力腐蚀断裂位置均位于焊缝区,在较高应力水平90%σ_0.2下00Cr18Ni10N母材的强度损失较焊接接头低13.02%,母材的抗应力腐蚀性能优于焊接接头.断口形貌分析表明,00Cr18Ni10N母材和焊接接头在应力和腐蚀介质的共同作用下发生断裂,断口显现出沿晶断裂和韧窝断裂的形貌特征.     

快速Laplace逆变换

在用积分变换法解航天器断裂问题的数值计算中,往往要求Laplace的数值逆变换。本文分别阐述用Fourier级数展开法,delta函数展开法与用移位Legendre多项式展开法来快速地求出数值Laplace逆变换。     

测定应力强度因子的守恒积分光弹性法

提出了测定断裂力学中应力强度因子的守恒积分 光测弹性力学方法,推导了守恒积分中位移梯度的应力分量表达式,从而可由应力光图所提供的信息计算守恒积分,并确定应力强度因子.本方法克服了单参数法与双参数法固有缺点.由此所得结果与由边界配置法所得结果非常一致.     

材料基因工程加速新材料设计与研发

在未知材料化学成分和性能关系的情况下，通过传统的“试错-纠错”方法研发具有特定功能的新材料成本高且经常失败。随着人工智能和数据驱动的第四科学范式的发展，材料基因工程(MGE)已经成为材料设计与研发的新模式。综述了材料基因工程中高通量计算、材料数据库和人工智能方法的研究进展。介绍了材料高通量计算常用的框架和方法; 阐述了材料数据库在材料数据类型和数据标准两方面的发展现状和有待解决的难题; 总结了人工智能方法在材料关键基础问题中的应用。从高通量可视化计算方法、材料多类型数据库和可视化机器学习框架三方面重点证述了自主开发的多尺度集成可视化的高通量自动计算和数据管理智能平台ALKEMIE。展望了材料基因工程未来的发展趋势。      

地基单站GNSS的电离层VTEC高精度解算方法

利用IGS提供的双频GNSS观测数据，分析了Kalman方法解算电离层垂直总电子含量（Vertical Total Electron Content，VTEC）存在的问题，提出了Kriging-Kalman改进解算方法，并对两种方法解算的电离层VTEC进行分析和比较.结果表明:在低纬地区，当观测卫星数量发生改变时，Kalman方法解算的VTEC存在跳变异常，Kriging-Kalman方法解算的VTEC变化较为平稳，不存在跳变现象.对比分析耀斑期间两种方法解算VTEC的变化，发现Kalman方法解算的VTEC变化明显小于耀斑引起VTEC的增量；Kriging-Kalman方法解算结果与实际变化相一致.表明Kriging-Kalman方法计算精度更高，能够更精确计算耀斑等剧烈异常空间天气活动期间的VTEC及其变化，有利于电离层VTEC日常精确监测、研究和工程应用.      

卷积神经网络卫星信号自动调制识别算法

自动调制识别是空间认知通信系统的关键技术，有助于实现自适应信号解调。深度神经网络虽然具有特征提取能力强的优势，但也存在参数众多、计算量大的问题，难以实现空间在轨应用。针对以上问题，提出了一种轻量化、高性能的卷积神经网络结构。网络先提取信号的同相正交相关特征，再提取时域特征，最后提取各通道特征均值进行分类。对11种调制方式分类的实验结果表明:当信噪比高于0 dB时，平均识别准确率能达到86.94%，较传统的高阶累积量的方法提高了31.54%;与目前高识别准确率的深度神经网络模型相比，仅使用不到10%的模型参数，在树莓派4B上计算速度平均提高了20倍。      

Qualitative Reasoning methods for CELSS modeling.

Qualitative Reasoning (QR) is a branch of Artificial Intelligence that arose from research on engineering problem solving. This paper describes the major QR methods and techniques, which, we believe, are capable of addressing some of the problems that are emphasized in the literature and posed by CELSS modeling, simulation, and control at the supervisory level.     

一种求非线性规划全局最小解的算法

在评述了近２０年来发展的全局最优化方法之后，提出了一种求解全局最优化问题的算法，即从一个求得的局部最小解点出发，去解一个最大化问题，这个最大化问题是构造一个辅助函数去寻求一个更好的局部最优解，这样就产生一个局部最小解序列，得后得到全局最小解，另外还有了全局收敛性定理，也给出了数值例子。     

Parallel,adaptive, multi-object trajectory integrator for space simulation applications

Computer simulation is a very helpful approach for improving results from space born experiments. Initial-value problems (IVPs) can be applied for modeling dynamics of different objects – artificial Earth satellites, charged particles in magnetic and electric fields, charged or non-charged dust particles, space debris. An ordinary differential equations systems (ODESs) integrator based on applying different order embedded Runge–Kutta–Fehlberg methods is developed. These methods enable evaluation of the local error. Instead of step-size control based on local error evaluation, an optimal integration method is selected. Integration while meeting the required local error proceeds with constant-sized steps. This optimal scheme selection reduces the amount of calculation needed for solving the IVPs. In addition, for an implementation on a multi core processor and parallelization based on threads application, we describe how to solve multiple systems of IVPs efficiently in parallel.     

过渡状态下材料断裂韧性的计算方法

材料的断裂韧性对于损伤容限设计和评估技术非常重要,但采用传统的试验方法获得过渡状态下材料的断裂韧性需要大量的时间和费用.针对这些不足,提出了一种过渡状态下材料断裂韧性的计算方法.分析了三维裂纹尖端的三轴应力约束参数,利用材料断裂能量准则研究了断裂韧性与拉伸性能之间的关系,得到了在三向应力状态下Ⅰ型裂纹体断裂破坏时的断裂韧性与材料单向拉伸性能参数之间的关系表达式和过渡状态下材料断裂韧性的计算方法.计算了2219-T87铝合金在过渡状态下的断裂韧性理论值,并将其与试验结果和经验公式计算值进行比较.结果显示,理论计算值处于试验点范围内,小于经验公式计算值,且偏于安全.