大型客机防雷击技术研究

<正>引言闪电是一种高电压和大电流的自然放电现象,在地球的大气层中,平均每天发生约800万次闪电。由雷击引起的飞行事故也时有发生,1969年美国阿波罗12号宇宙飞船在发射升空时遭到雷击;1988年越南一架客机在曼谷上空遭雷击,76人遇难;2000年我国武航一架飞机在降落时遭雷击,51人遇难。     

高温高湿高日照环境对发射场与测控设备影响分析

以我国海南文昌新一代运载火箭发射场建设为背景,以高温、高湿、高日照气象环境为主要分析对象,对影响的范围与特征,各要素的生成与分布、演变规律,对发射场和测控系统地面设施、设备的主要影响内容,进行了较全面的分析论述,旨在能对发射场系统和测控系统设施、设备的防护与可靠性设计提供参考性技术依据。     

含铜网复合材料雷电流直接效应实验研究

为了研究铜网防护层对复合材料的雷击防护效果,采用两种不同雷电流波形,对不同尺寸含铜网(0.25 mm厚)与无铜网防护复合材料试件进行模拟雷电流冲击实验,通过目视损伤观察、光学显微镜放大、超声损伤扫描,对比分析复合材料的雷击损伤程度及特征。结果表明:雷电流波形1,峰值电流分别为50 k A和80 k A时,Type1(150 mm×100 mm)型试件无铜网防护下复合材料的雷击损伤面积和深度分别为1785 mm~2,0.63 mm和3041 mm~2,0.96 mm,而含铜网防护试件基本无损伤;雷电流波形2,峰值电流为40 k A时,Type 2(250 mm×45 mm)型试件无铜网防护下的雷击损伤面积和深度分别为2156.75 mm~2,0.36 mm,而含铜网防护试件损伤面积小于100 mm~2,里层还未损伤;0.25 mm铜网能够承受的最大雷电流强度存在一个门槛值,该门槛值可用作用积分来表示,雷击防护效果与试件尺寸无关,仅与作用积分有关,其对应作用积分门槛值约为85218 A~2·s。     

基于二次点火的飞行器横向转移入轨弹道设计

为了解决航天器发射过程因发射场地的地理位置约束造成的入轨夹角问题,基于火箭上面级二次点火,对航天器横向转移零速度偏差入轨弹道进行了设计。对二次点火和变射面横向转移弹道进行了研究,根据横向转移弹道特点,为简化控制程序,分时序对火箭二级非连续点火纵横向飞行程序进行了设计;并分析横向转移入轨弹道各项约束条件,建立弹道优化模型。根据弹道设计模型,以某两级液体燃料运载火箭为研究对象,对二次点火横向转移入轨弹道进行优化仿真。结果表明:入轨时刻航天器位置偏差为0.391m,速度偏差为1.277m/s,速度偏差比二次点火固定射面入轨弹道减少了737.844m/s,满足零速度偏差入轨精度要求。      

靶场标准化及自动化计划第二阶段

一、靶场背景 美国主要的航天发射场,包括东靶场(位于弗罗里达州卡纳维拉尔角)和西靶场(位于加利福尼亚州范登堡空军基地)起源于50年代,在随后的几十年内进行了逐步扩展和改进。直到前不久移交给空军空间司令部时,这些靶场才更多地用作研究和开发单位,而不只是操作运行单位。逐步改造使它们具备了支持发射新型航天器、弹道导弹以及逐步发展起来的     

直升机闪电防护符合性验证的几个问题

一、引言自从本杰明·富兰克林在200余年前阐述了闪电的电特性以来,科学家和工程师们一直没有停止过对闪电的研究。在本世纪初飞机被发明以后,这种研究更是大大加强了。当空气在云层结构中运动时就会产生闪电,如雷暴雨。从典型的云层电荷分布结构来看,闪电通常可分为两种类型,即:云层中间的闪电和云层向地面的闪电。显然,当飞机在某一高度层飞行时就会遭受到雷击,大型飞机所遭遇的大多是云层中间的闪电,而直升机由     

宽波束中继技术在空间站任务中的应用研究

针对航天器现有窄波束中继终端天线在姿态快速变化及姿态异常条件下提供测控支持的局限性,提出了利用宽波束中继技术提供测控通信支持的方案。基于宽波束中继天线性能、天地链路性能对测控通信支持的影响分析,提出了改善链路性能的优化方案。结合空间站任务载人航天器各阶段测控通信支持的特点,分析了宽波束中继在入轨段、长期运行段和返回段的应用。分析结果表明:宽波束中继可为载人航天器从海南发射场发射时的入轨提供测控支持,也可为载人飞船返回提供测控支持。     

国外航天发射场的发展趋势

简要介绍了影响航天发射场建设与发展的主要因素,以及国外航天发射场在发射场管理、发射技术发展、发射场改造与现代化、发射场发展远景设想等方面的情况,从军事需求、国际合作、商业化发射和现代化改造等方面探讨了国外航天发射场的发展趋势与特点。     

大型低轨道载人航天器电位主动控制

采用高电压太阳电池阵供电系统的低轨道(LEO)大型航天器会收集周围空间环境电子电流,使其被充电到较高的负电位,从而对航天器交会对接和航天员出舱产生严重的危害,因此对这种航天器表面电位进行主动控制可有效降低航天器运行风险和保障航天员安全。采用地面模拟试验的方法,利用空心阴极等离子体接触器发射电子的手段,模拟太空环境下对带负电航天器表面电位进行有效控制。研究结果表明,最小工质流率大于4.0 sccm时空心阴极发射的电子电流可以抵消航天器吸收的电子电流,实现航天器电位的自适应控制,将航天器表面电位钳制在20 V之内;且随着氙气流率的增加,钳位电压会更小。这一方法将有效避免航天员出舱活动和航天器交会对接时的放电危险,对中国航天器带电效应防护具有很重要的意义。     

载人航天发射场航天器加注扣罩厂房建设方案设计

阐述载人航天发射场航天器加注扣罩厂房主要功能、工艺流程、设计方案以及主要技术特点;对研究探讨目标飞行器在加注扣罩厂房进行整流罩装配、加注、扣罩工艺流程,编制系统间接口控制文件具有参考作用。     

问与答

河南郑州的王磊同学问:1、航天器工作时的环境因素都包括哪些?答:航天器的工作环境广义上指的是航天器地面生产、总装、试验和测试、发射和轨道飞行返回时所处的外部环境;狭     

雷击对航空器影响浅析

飞机在空中如果遇到闪电所产生的电流,即为雷击.雷击对航空器的安全和正常运行有很大影响,航空界对其尤为重视.下面以空客飞机为例,简要分析雷击的过程、影响以及受雷击飞机的检查修理.     

雷击对航空器影响浅析

飞机在空中如果遇到闪电所产生的电流，即为雷击。雷击对航空器的安全和正常运行有很大影响，航空界对其尤为重视。下面以空客飞机为例，简要分析雷击的过程、影响以及受雷击飞机的检查修理。     

钛合金胶接点焊接头的性能检测

研究了不同焊接电流下钛合金板胶接点焊接头的A扫描信号和C扫描图像特征,并进行了拉伸-剪切试验。结果表明:通过观察C扫描图像的特征与A扫描信号的变化,能够划分胶接点焊接头的胶层区、热影响区、熔合区、熔核区以及焊接缺陷;随着电流(7~10 k A)的逐渐增大,接头熔核直径呈递增趋势,相应的失效载荷从7 231.5增加到10 939.0 N;当电流为7 k A时,在C扫描图像上反映出飞溅缺陷,此时接头失效载荷远小于没有出现飞溅的接头,可见飞溅降低了胶接点焊接头的拉剪载荷。     

低气压环境下聚酰亚胺材料沿面闪络特性

沿面闪络是影响航天器安全运行的重要因素之一,研究航天器典型介质材料的沿面闪络特性对航天器静电防护设计具有重要意义。首先,基于二次电子发射雪崩(SEEA)模型对低气压环境下航天器绝缘材料的沿面闪络特性进行了理论分析;然后,利用航天器表面带电模拟系统研究了低气压环境下航天器常用绝缘材料——聚酰亚胺的沿面闪络特性,并从解吸附气体、粗糙度和化学变化对闪络电压的影响3个方面对实验结果进行了分析。研究得出：在低气压环境中,随着气压的降低,聚酰亚胺的沿面闪络电压呈先降低、后增大、再稳定的规律;当气压和闪络次数一定时,聚酰亚胺的闪络电压随电极间距增加而升高,闪络平均场强呈降低趋势;当气压和电极间距一定时,聚酰亚胺的闪络电压随闪络次数的增加呈先增大后稳定的趋势。     

载人探月航天器大气压力制度选择

大气压力制度是载人探月工程的顶层指标之一,需要从系统工程的角度出发,深入分析和研究,既要保证航天员安全、全力提高航天员月面出舱活动效能,还要具有工程实施的可行性和经济性。运用航天医学工程理论,从人体生理学、工程学角度,分析压力制度影响因素,提出发射和返回、地-月飞行、月面驻留和出舱活动等阶段的压力制度设计方案:航天器发射段和返回段采用(90~101.3)k Pa氧、氮混合气,地月空间转移段总压逐步降低到(58±4)k Pa,月球着陆停留阶段总压保持(58±4)k Pa,月地飞行期间总压过渡到接近101.3 k Pa,全程氧分压保持(21±2)k Pa;登月服优先选用40 k Pa纯氧压力,可向下兼容30 k Pa纯氧。这种压力制度的既能满足人体生理学要求,也能满足工程可行性和经济性要求,还可避免月面出舱活动中的减压病风险。     

航天器通气孔放气过程计算研究

针对航天器发射时火箭整流罩内压力快速变化在航天器结构上引起的内外压差,分析了一维等熵公式计算非定常放气过程的误差来源;然后以龙飞船构型为例,采用计算流体力学(CFD)方法仿真模拟了龙飞船的非定常放气泄压过程,并对不同大小通气孔的放气过程进行了对比计算,得到了放气过程中的流场流动状态和压力分布。计算结果表明通气孔越大,内外压差越小,放气速度越慢,一维等熵公式结果与CFD结果吻合越好。研究成果可为航天器通气孔的总体设计提供参考和依据。     

航天器在轨故障特征数据生成方法

针对故障特征数据模拟生成算法与航天器的原理、模型关联度高,航天器状态描述模型不成熟、难以应用于工程实践的现状,根据反映航天器在轨故障的遥测数据表现形式和变化时间长短,将航天器故障进行分类。从遥测数据变化的角度,针对每类故障遥测数据的变化特点,研究了符合每类故障数据变化规律的故障特征数据生成算法及基于WEB服务的故障特征数据生成原型系统实现方式。生成的故障特征数据在故障检测、诊断与预警等方面得到成功应用,使航天器对象、状态演化规则和测控信息产生等故障输入数据更接近真实的动态特征。     

卫星轨道变化规律的综合分析

对于航天工程而言,无论是航天器的发射,卫星轨道设计,地面测控系统的跟踪、定轨和预报．还是卫星在轨运行过程中的轨道控制策略等,均需了解卫星轨道变化的规律。为此,本文对人造卫星(包括中心天体为快自转天体和慢自转天体两种引力源的绕飞轨道器)的轨道变化特征以及轨道寿命进行系统的综合分析。为各种应用提供简明信息。     

基于超声波C 扫描的SUS304 不锈钢板点焊接头质量分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测;研究了不同焊接工艺参数下获得点焊接头的超声波C扫描图像特征,据此分析了接头的焊核直径,并与焊核切口端面尺寸进行了比较;对点焊接头进行了拉伸—剪切试验,测试了接头的力学性能。结果表明:超声波水浸聚焦入射法能够观测出点焊焊核直径,并能有效地观测出焊核内部形貌特征。当焊接电流为定值(4k A),供给压力为0.15 MPa时,接头出现飞溅、焊穿等缺陷,并且在超声波C扫描图像中能够清晰地反映出来;当供给压力为0.45 MPa时,虽然点焊焊核直径增大,且未出现焊接缺陷,但是过大的供给压力导致接头厚度变小,影响了接头抗拉强度。当供给压力为定值(0.4 MPa),焊接电流为9 k A时,在C扫描图像上同样反映出飞溅、焊穿等典型的焊接缺陷,此时接头的失效载荷及能量吸收值急剧下降。