固体发动机喷焰温度测试技术研究课题通过集团公司鉴定

中国航天科技集团公司于２０００年１２月５～６日在西安召开了“固体发动机喷焰温度测试技术研究”课题部级鉴定会。鉴定专家听取了研制总结等技术报告，审查了课题资料。经讨论一致认为： 喷焰温度是固体发动机的基本参数之一，它对武器型号研制和发动机专业技术发展都有一定意义。喷焰温度的测试是一项要求高、难度大的复杂技术，多年来一直没有真正解决，该项目涉及到火焰学、光学、电子学和信息处理等多种学科的高技术领域。 该课题根据发动机喷焰特征研制的多目标多波长高温仪，相当于六台单目标多波长高温计汇集于一体，解决了目标间…     

空间扫描

航天飞机固体火箭发动机试验成功此次试验由ATKThiokol公司实施,总共设定了32个目标,包括确定发动机的点火器如何开始燃烧以及中期工作情况。试验中,发动机上安装了167台数据收集设备,提供发动机性能信息。同时,用1台大功率X射线仪来检测发动机在发射和上升阶段如何工作。这使得美国航宇局和ATK公司的工程师们更好地了解中度寿命期火箭岩动机,     

日本将发射H—Ⅱ的试验用火箭

日本宇宙开发事业团为获得研制H-Ⅱ火箭所需的技术数据,将于1988年夏季发射大小(尺寸)为H-Ⅱ四分之一的固体推进单级式试验用火箭“TR-1”。在发射TR-1之前,该事业团于1987年12月3日在种子岛宇宙中心竹崎固体火箭试验场对TR-1的固体火箭发动机(试验用)进行了燃烧试验,测量和验证了有关火箭发动机的性能数据及设计的精确度等。     

固体火箭发动机成本与性能双目标优化设计

为求解某运载火箭上面级固体推进剂火箭发动机多属性价值优化问题,建立了发动机主要部件的参数成本模型,研究了一种改进的Pareto多目标遗传算法--IPGA算法,测试函数的计算结果表明,该算法收敛性优于NSGA-Ⅱ算法.以运载火箭末速度增量最大和发动机制造成本最低作为目标函数,采用IPGA计算得到了壳体材料分别为APMOC和碳纤维时的Pareto非劣解集,采用理想点法得到非劣解集中费效比变化的拐点,计算结果表明,以该点为满意解设计方案可以使该运载火箭的有效载荷提高7.6%,并使发动机的成本降低.     

卡尔曼平滑在动态推力测量中的应用

首次将卡尔曼平滑应用于固体火箭发动机地面热试车时的动态推力测量,提供了一个便于工程应用且有较高精度的动态推力测量的新方法。根据固体火箭发动机理论推导出推力的动态模型;研究噪声方差和初始条件的确定方法及估计的稳定性、敛散性。继而进行了数学仿真实验,并对实际发动机推力采样数据进行了处理。分析与处理结果表明:卡尔曼平滑应用于动态推力测量是行之有效的。     

我国推力最大分段式固体火箭发动机试车成功

正8月2日,由中国航天科技集团四院(以下简称四院)自主研制的我国直径最大、装药量最大、推力最大的固体火箭发动机——民用航天3米2分段大型固体火箭助推发动机地面热试车圆满成功。试验的成功,进一步验证了我国大型分段式固体火箭发动机设计方案及其关键技术,标志着中国已经掌握大型固体火箭助推发动机关键技术,也表明我国新一代运载火箭固体助推技术又向前迈进了一大步。     

中国战术导弹的动力装置

固体燃料火箭发动机是战术导弹武器的主要动力装置,当今世界各国的160多种现役战术地地、地空、海防等战术导弹中,有137种采用固体火箭发动机,占85％。可以预计,在相当长时间内,固体发动机仍将在导弹动力装置中占据优势地位。固体发动机得到如此广泛的应用,与其本身特点有关,主要特点是:     

美国三角星航天器

3月24日,美国战略防御倡仪组织(SDIO)从卡纳维拉尔角用德尔它运载火箭发射了一颗称为“三角星”的航天器,它是SDIO研制的采集、定位、跟踪战略武器的系列试验卫星的第3颗,它还有一个代号叫“德尔它183”。SDIO过去发射过的两颗类似航天器是:1986年9月发射的“德尔它180”,它主要试验采集液体火箭发动机的尾焰数据;1988年2月发射的“德尔它181”,它试验采集固体火箭发动机尾焰的数据,并瞄准和识别中段飞行的洲际弹道导弹。而“德尔它183”     

液体火箭喷焰红外特性的数值仿真

用传输方程积分法计算液体火箭喷焰在光谱2~5?μm的红外特性,并考虑了经过海平面一定长度的水平路程后大气对液体火箭喷焰辐射的衰减作用.计算喷焰的形状为圆柱形,温度和组分的摩尔分数沿轴向和径向变化.计算中考虑气体组分H₂O,CO₂,CO的吸收与发射,喷焰内燃气的光谱透过率用SLG模型计算,大气的光谱透过率用LOWTRAN7.0计算.给出一台推力为1.125×10⁶N的液体火箭发动机喷焰表面以及经过海平面0.88?km水平路程大气衰减后的光谱辐射强度,经比较与参考文献给出的结果基本一致.     

固液火箭冲压发动机工作性能分析

固液火箭冲压发动机兼具固体火箭冲压发动机和液体燃料冲压发动机的优点,为了研究其性能,建立了理论分析模型,计算了设计点性能以及非设计点工作特性.结果表明,固液火箭冲压发动机的比冲高于固体火箭冲压发动机,当液固比为1时,比冲提高1.82倍,液固比越大,比冲越高;随余气系数的增加设计点比冲先增加而后减小;非设计点比冲随飞行马赫数的增加先增加而后减小,对应不同的飞行高度,有一个临界点使比冲最大,高度越低临界点马赫数越小;推力系数随飞行高度的增加而增加,低马赫数下的比冲随飞行高度的增加而减小,高马赫数下的比冲随高度的增加先增加而后减小.按等余气系数调节燃油流量会使发动机性能变化较大,要获得稳定的飞行性能应研究其他的加热规律.     

三波长辐射温度计

采用辐射法测量物体表面真实温度的最大困难是被测材料表面的发射率难测。三波长辐射温度计能消除发射率对测温的影响,尤其是对抛光表面的测温。本文基于推导多波长辐射温度计的理论,推出了一种三波长辐射测温法的新关系式,并建立了三波长辐射温度计的数学模型。     

烧蚀模型表面温度分布测量

介绍了一维表面温度分布的非接触测量仪器——扫描光电高温计的基本原理、结构、性能以及实用情况。扫描光电高温计的研制成功,使烧蚀模型表面温度测量从点温度测量拓展到一维温度分布测量,解决了突缩管壁面热分布的研究问题,测量了各种材料烧蚀模型驻点区温度分布曲线和不同材料平板模型在烧蚀试验中沿射流流向和径向的温度分布,并利用弓型导管装置对不同开槽型的石墨平板模型和喷有氧化锆隔热涂层的平板试件进行了温度场的测量。同时,还介绍了偏转装置与扫描光电高温计配合使用,一次开车试验可以测量不同位置上一维温度分布。     

助推器喷口火焰温度测量

火焰温度测量是一个复杂而困难的问题。接触式测温传感器在很多情况下并不适用。固体燃料助推器火焰中有大量固体粒子,这些固体粒子运动速度又很高,采用接触式测温传感器测量这种火焰温度问题较多。介绍用四支小型不调焦光电高温计从不同角度测量固体燃料助推器喷口火焰温度的试验装置和试验结果,并对小型不调焦光电高温计的基本原理、结构、性能作了简单介绍。     

关于单波段光电高温计有效波长及波长位移的探讨

介绍了一种单波段光电高温计有效波长的计算方法。它不需精确确定光电高温计的光谱特性函数,也不需对光谱辐射功率进行积分计算,只要用温度定标中光电高温计光电探测器输出的光电信号即可计算有效波长。这个方法简单易行。     

标准光学高温计检定结果的不确定度评定

根据《JJG2 2 7- 80标准光学高温计检定规程》的规定 ,在检定标准光学高温计所用仪器设备的技术条件下 ,讨论了标准光学高温计检定结果的不确定度评定     

A multi-spectral spatial convolution approach of rainfall forecasting using weather satellite imagery

Flood forecasting has long been a major topic of hydrologic research. Recent events and studies indicate that the success of flood forecasting in Taiwan depends heavily on the accuracy of real-time rainfall forecasting. In this study, we demonstrate a multi-spectral spatial convolution approach for real-time rainfall forecasting using geostationary weather satellite images. The approach incorporates cloud-top temperatures of three infrared channels in a spatial convolution context. It not only characterizes the input–output relationship between cloud-top temperature and rainfall at the ground level, but also is more consistent with physical and remote sensing principles than single-pixel matches. Point rainfall measurements at raingauge sites are up-scaled to pixel-average-rainfall by block kriging, then related to multi-spectral cloud-top temperatures derived from Geostationary Meteorological Satellite images by spatial convolution. The kernel function of the multispectral spatial convolution equation is solved by the least squares method. Through a cross-validation procedure, we demonstrate that the proposed approach is capable of achieving high accuracy for 1- to 3-h-lead pixel-average-rainfall forecasting.     

光电跟踪瞄准系统的多光轴平行度校准方法研究CSCD

提出了一种针对光电跟踪瞄准系统特点的多光轴平行度校准方法,其结合了大口径平行光管法与小口径光管法的优点,可适应于不同波段、不同分布的光轴平行度校准要求。基于该校准原理研制了多光轴平行度校准装置,进行了测量试验,验证了该方法的可行性。     

基于多光谱测温优化的材料光谱发射率测量

针对高温材料红外光谱发射率测量中样品表面温度难以准确测量的问题,提出了直接使用光谱仪测量得出样品表面的光谱辐射能量信息,选取其中合适的光谱波段利用多光谱测温方法得到样品表面温度,进而计算出材料的光谱发射率.分析了多光谱测温中发射率模型的阶次和测量波段选取对测温准确度的影响,给出了温度计算的稳健算法,并对其主要不确定度的来源进行了评定.在1 100 K左右温度下以不锈钢材料进行实验验证,得出温度引起的光谱发射率相对不确定度在2～20 μm范围内低于2%,满足红外隐身和辐射测温等领域的要求,适合于导热性能差的材料或涂层材料的高温光谱发射率测量.     

基于仿真的小型数据中心气流组织研究

为了实现小型数据中心能在办公室环境中运行而降低运行成本这一实际需求,提出了蒸汽压缩制冷系统与服务器融合封闭的降噪与制冷的一体化设计方案。在关键部件——轴流风扇和蒸发器的仿真策略得到验证的基础上,建立了系统气流组织仿真模型以分析箱体内流动与换热特征,以方差和信息熵构建不均匀性评价指标以评估不同风扇排布方式对服务器温度场均匀性的影响,讨论了发热密度增大时的应对策略。结果表明,轴流风扇不均匀的动量驱动导致了蒸发器内不均匀的流动与换热,所设计的降噪制冷系统可以使服务器的排风温度控制在21.6~22.2℃,增加蒸发器的散热风扇可以整体上改善温度场均匀性,发热密度增大时增大服务器的通风量是降低排风温度的有效措施。      

浮力效应对射流扩散火焰转捩特性影响的实验研究

对不同空气伴流速度下丙烷层流射流火焰向湍流火焰的转捩过程进行实验观测，分析伴流对火焰转捩行为及稳定性的影响.相对于静止环境中的射流火焰，较大速度的伴流可以减小浮力效应对射流扩散火焰转捩过程的影响，使火焰发生转捩的临界Reynolds数（Re_cr）增大，即火焰推迟转捩.但当伴流速度较小时，Re_cr保持不变，转捩过程中的射流火焰发生周期性振荡，振荡幅度随着伴流速度的增大而减小，继续增大伴流速度，火焰振荡的周期性最终消失，转而呈现随机性.实验还发现，喷嘴直径较大的扩散火焰的Re_cr更大.考虑到火焰对燃料射流局部流动状态的影响，对此现象进行了解释.