超燃冲压发动机燃烧室内对流与辐射加热基于OpenFOAM的数值模拟

为了考察对流和辐射传热对燃烧和流场以及壁面热流密度的影响,基于OpenFOAM平台,采用基于k-ω湍流模型的剪切应力输运(SST)模型,结合二维P1模型、随机欧拉解(SEF)法及k-distribution谱带模型计算燃烧室内燃烧、流动、燃气辐射和壁面对流及辐射热流密度。计算分为燃烧/流动与辐射解耦和耦合两种情况,前者的壁面辐射热流与文献解耦计算结果吻合较好,在此基础上考察耦合时热辐射对燃烧和流场参数及壁面热流的影响。结果表明:解耦条件下壁面最大辐射热流密度达55 W/cm~2,辐射与对流热流密度之比达40%以上,但位置与最大辐射热流位置不一定相同,燃气最高温度与不考虑辐射时相比降低120K左右;在耦合计算中,燃气最高温降低近200K,燃气高温区面积增大而平均温度降幅较小。     

高超声速粘性干扰效应相关性研究

探讨了高超声速粘性干扰效应的相关性理论,采用CFD数值模拟方法对轨道器再 入阶段的粘性干扰效应进行了研究,以此为基础考察了粘性干扰相关参数〖AKν-5〗′ ∞的关联特性。对计算结果的分析表明：〖AKν-5〗′∞能够将轨道器外形气动力 的地面风洞试验数据和飞行试验数据进行有效关联,从而为建立轨道器外形再入气动力天地 换算方法奠定了基础。
     

冰晶云有可能危及航天飞机的再入安全

航天飞机再入大气层时,由光亮的冰晶体组成的异常高空云有可能严重危及到航天飞机的防热瓦和飞行控制。NASA正在研究这一问题。 约翰逊航天中心进行的初步模拟表明,如果轨道器在超音速降落阶段飞入这些冰晶云的话,就会出现很大的导航误差,轨道器的俯仰和滚动量可能会增大到危险的程度。     

苏联的航天飞机轨道器

苏联计划在航天飞机轨道器进场和着陆试验时采用的机型是航天飞机轨道器驮在一架“野牛”(米亚-4)轰炸机的背上。轰炸机有二个垂直安定面,可为轨道器伸长的尾部留出位置。轨道器的尾部呈尖锥形,可使气流平稳地流经载机     

退役航天飞机将由博物馆收藏

美国航天飞机定于2010年退役。NASA于去年12月17日发布了正式的信息征集书,对有意展出航天飞机轨道器的博物馆提出要求,包括要能拿出4200万美元的经费来进行轨道器的运输和处理。NASA要求轨道器要能得到恰当的展示。特别是要能对美国公众和学生产生激励作用,而且如果可能的话,不要由NASA出钱来进行轨道器的准备和转运。NASA说,4200万美元的费用不是用于购买轨道器,     

飞行过程全扫描

航天飞机为可重复使用的航天器,除外部燃料箱外,航天飞机轨道器和固体火箭推进器都可以重复使用。航天飞机执行一次任务,包括准备、发射、飞行和返回4个阶段。     

地球静止轨道卫星SADA热设计及高温工况温度分布研究

针对地球静止轨道卫星SADA轴系周向或轴向温度梯度过大导致卡死的故障情况,开展某卫星SADA热设计、热仿真及太阳模拟器光照试验研究。采用挡光板及均温措施等热设计减小SADA温度梯度及外热流影响。试验外热流模拟冬至工况,舱内边界温度25℃,通过在其内部和外部布置88个温度测点,得出SADA内部的电缆束、功率盘片及电刷温度较高。轴系两端面周向最大温差分别为1.2℃和8℃,轴系两端面最大温差6.8℃。在此温度环境下,SADA工作正常,证明了其本身及热控设计的合理性。热仿真计算结果与试验结果一致性较好。研究结果还得到了在轨数据的验证。SADA数学模型、试验方法和结果可为后续型号不同工况条件工作的SADA提供热设计指导。     

个头最大技术最新分辨率最高美"火星侦察轨道器"完美入轨

经过近7个月的飞行,当今世界最先进、最大的人造火星卫星——“火星侦察轨道器”(MRO)于美国东部时间2006年3月10日进入火星轨道。     

日本研制“希望”号轨道器

日本正在计划用它的无人驾驶“希望”号(HOPE)轨道器作为未来研制水平起降、单级入轨空天飞机的跳板.日本宇宙开发事业团(NASDA)已经领导开展了研制有翼轨道器的工作.该轨道器定于1996年末用H-2火箭发射,一经成功,该轨道器能飞达多国“自由”号空间站.“希望”号轨道器由H-2运载入轨,它将进行自动操作、无人货运和在跑道上水平降落.据预测,在进行空间对接时,空间站上的遥控机械手臂将抓住“希望”号轨道器,并将它导向对接头.     

基于火星轨道器的着陆器定位误差及可观性分析

针对深空探测过程中地面测控数传能力及着陆器星上功率受限等问题,文章提出了以轨道器为中继站的火星着陆器测量定位方法,旨在工程约束条件下分析地面测控站对着陆器的跟踪情况、轨道器与着陆器之间的可观性以及不同着陆点定位精度的差异,并给出相应的误差改善措施。该手段充分利用轨道器星上设备,达到提高定位精度的目的。结果表明,轨道器与着陆器之间通信的可见性要好于着陆器直接对地通信,有利于着陆器位置的确定;此外,通过几何因子和克劳美罗下限分析发现,若着陆器的着陆点位于轨道器星下点区域内,其定位精度较差。该方法充分利用轨道器与着陆器间的UHF通信链路,可为中国首次火星自主探测任务中着陆器的安全着陆提供参考。     

嫦娥五号轨道器的创新与实践

嫦娥五号任务是实现中国首次月球无人交会对接与采样返回，嫦娥五号探测器系统由轨道器、着陆器、上升器和返回器四器组成。轨道器由上海航天技术研究院抓总研制，首次完成了月球轨道无人对接与样品转移任务，同时承担地月往返运输任务。轨道器采用了外承力筒、四贮箱平铺下探、双太阳翼的构型设计方案，实现了航天器的大承载、轻量化功能;采用了推进仪器舱、对接舱、支撑舱三舱组合的构型布局方案，满足了5个分离面、8个飞行阶段和多种飞行姿态的设备布局需求;分布式一体化综合电子技术的应用，优化和整合了整器的电子功能。     

倾斜轨道卫星极端外热流分析

倾斜轨道卫星外热流变化复杂,使整星的热控系统设计难度增加。从卫星极端外热流的角度出发,建立倾斜圆轨道卫星外热流随光照角和太阳辐射强度变化的解析模型,理论与仿真的对比结果验证了计算模型的准确性。分析计算时间单位对解析模型准确性的影响,总结卫星轨道高度和轨道倾角不同时极端外热流的变化规律。结果表明:轨道倾角相同时,卫星极端最大外热流和最小外热流均随轨道高度增加逐渐减少;轨道高度相同时,卫星最大外热流随轨道倾角的增加逐渐增大然后平稳波动,而最小外热流随轨道倾角的增加几乎不变;到达极端外热流的时间是轨道倾角和高度的复杂函数,处于波动状态。分析倾斜轨道卫星外热流的变化规律,有助于快速找到相对轨道的极端外热流,节省仿真计算时间,为确定卫星极端工况提供帮助。     

国外航天飞机分系统的关键技术和改进方向

本文以美国航天飞机为依据,介绍国外航天飞机各分系统的概貌、关键技术和改进方向,其中主要分析轨道器各分系统。 1.轨道器主推进系统国外各类航天飞机中,轨道器装有主推进系统的主要有美国的大型、小型航天飞机和西欧的小型航天飞机。美国大型航天飞机主推进系统包括主发     

美国“火星勘测轨道器”近况

6月19日 NASA 宣布"火星勘测轨道器"(MRO)已经成功地改变了围绕火星运行的轨道高度并使得轨道飞行时间缩短。现在 MRO 所处的任务阶段称为"空气动力制动"阶段,该阶段从3月底开始(当时 MRO 的飞行轨道是一个非常狭长的椭圆),将于9月初结束,之后 MRO 的飞行轨道将是近似圆形。此后 MRO 的     

空天瞭望

阿里安5将发射欧日水星探测器阿里安航天公司9月15日宣布拿到了欧洲和日本合作研制的贝皮·科伦布水星探测器的发射合同。发射将在2014年7月采用阿里安5ECA型火箭进行。贝皮·科伦布重4.4吨,由两个轨道器组成,其中欧空局负责提供水星行星轨道器,而日本宇宙航空研究开发机构则负责水星磁层轨道器。     

充气式再入与减速系统用柔性热防护材料高焓风洞试验研究

为考察充气式再入与减速系统用柔性热防护材料的真实性能,文章根据前期的技术基础和各材料的技术参数,确定了柔性热防护材料的结构组成,并研制了热防护材料试验件进行高焓风洞试验。结果表明:所研制的材料能够承受热流密度为25 W/cm~2、持续时间最长达300 s的高温环境;Nextel氧化铝织物作为防热层在超过1200℃下能够有效阻隔热流;无机隔热毡起到了有效的隔热作用,可确保内部Kevlar织物处于250℃以下的环境中。材料满足一定的轻量化要求,试验后整体力学性能稳定,热防护性能不受折叠和缝纫工艺影响。     

航天热防护材料的烧蚀特性研究

介绍了运用 CO_2激光加热装置,对聚四氟乙烯(Teflon)和热防护烧蚀材料 AT2的烧蚀特性研究.研究发现聚四氟乙烯的烧蚀率随热流的上升而增加;随氮气压强和流量的上升而下降;烧蚀过程产生的凝胶区和激光支持气相火焰区,与热流、环境气体种类及压强有关,凝胶区厚度随热流上升而下降,当热流很高时,却趋于一个常数;烧蚀表面温度随热流上升而升高,在本研究条件下,在600～700℃之间.AT2材料的温度和碳化层厚度,随加热时间而增大,随氮气压强的增加而减小.对入射激光束反射强的表面,碳化时的最大温度较低,碳化层的厚度较小.     

硬X射线调制望远镜卫星深冷热管设计及试验研究

针对硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星低能探测器(CCD)的散热需求,开发了一种乙烷工质深冷槽道热管。在传热性能测试设备中,采用抽真空方式,对深冷热管的传热性能及最大热流密度进行试验。结果表明:所设计的乙烷工质深冷槽道热管在-80℃时最大传热能力不小于18W·m,热管最大传热温差3.2℃,满足低能探测器晶体的散热需求;深冷槽道热管设计过程中,应考虑气液剪切力对最大传热能力计算结果的影响。该设计可为其他工质深冷槽道热管的设计提供参考。     

组合热流模拟方法在某型号载荷真空热试验中的应用

文章针对某载荷热试验提出入射热流模拟与吸收热流模拟相结合的组合热流模拟方法,利用红外灯阵配合太阳模拟器,可有效减小热试验模拟所需太阳模拟器光斑直径,降低试验成本。为保证模拟热流的精确施加,进行了组合热流模拟施加的热流重叠分析,并提出了增加遮光挡板的干扰抑制方法。试验结果显示,北冷板和散热北板同一位置在1个轨道周期内的最大温差在增加遮光挡板后降低为无遮光挡板时的5.93%和9.58%,表明干扰抑制措施有效,组合热流模拟方法可行。     

航天器热平衡试验用大面阵外热流动态模拟系统设计及应用验证

针对航天器热平衡试验时采用固定式红外加热笼无法模拟超低热流的问题,文章研制了一种可在真空低温环境下长时间连续可靠运行的大面阵外热流动态模拟系统。该系统能够在不打开真空容器的情况下,通过动态调整红外加热笼与航天器表面之间的相对位置,同时实现航天器表面的高热流和超低热流模拟,高、低热流模拟的转换时间最短仅需3 min,所模拟的最低热流不大于20 W/m2。将该系统应用于某航天器热平衡试验,能够在低温工况有效降低航天器表面接收的外热流,使航天器表面温度和该表面上的单机温度降低3.5～10℃。