一种耐高温阀芯密封材料在阀门上的应用

随着深空探测技术的发展,对深空探测器的环境温度要求越来越高,姿控发动机用电磁阀的最高工作温度由原先的80℃上升为140℃。为满足深空探测技术对阀门的高温环境要求,进行了两组试验,通过常温电磁阀的动作试验、验收级热循环试验(10～90℃)、鉴定级热循环试验(0～100℃)以及流阻试验进行比对,筛选出可耐高温的阀芯密封材料(PFA)。采用该阀芯密封材料的阀门顺利通过高温电磁阀的热循环试验(-15～135℃)、热真空试验(-15～135℃)、力学试验以及50万次寿命试验的验证,试验过程中以及试验后,采用该阀芯密封材料的阀门行程、漏率和响应特性等性能参数稳定。证明该阀芯密封材料可满足深空探测系统对阀门的高温环境要求。     

一种无摩擦簧片式电磁阀的研制

随着航天器使用寿命的提高,传统滑动式电磁阀设计已不能满足未来发动机控制阀的使用要求。本文介绍一种用于航天器推进系统的长寿命、高可靠、无摩擦簧片式电磁阀的设计和研发。该电磁阀采用簧片式衔铁组件,避免了阀门自身摩擦产生多余物。目前,该设计方案已通过力学环境和热环境试验,完成了一百多万次的工作寿命试验。方案设计通过了试验考核,进入工程实际应用阶段。     

用于微小卫星的微型双稳态电磁阀

为满足微小卫星对推进系统小质量、小体积、低功耗、低成本的要求，设计了一种微型双稳态电磁阀。采用尽量缩短阀门衔铁运动行程、合理设定衔铁两端间隙、用两个线圈实现开／关控制等措施，以及新的工艺和制造技术．实现了阀门的轻质、低功耗、快响应和长寿命。试验和实际应用结果表明，该阀门完全可满足微小卫星的应用要求。     

二硝酰胺铵的燃烧性能与火焰结构

俄罗斯门捷列夫化工学院AlexanderE．Fogelzang等学者撰文介绍了一种新型氧化剂二硝酸胶铁（ADN），由于它比传统的氧化剂高氨酸铵（AP）、硝酸铁（AN）等具有更好的性能，且不污染环境而备受青睐。该文主要介绍ADN的燃烧性能及燃烧机理。a．试验样品。试验样品分单晶和压制药条两种．单晶由乙醇二次重结晶制成，厚0．3～0．5mm．宽2～3mm．长10～15mm，例表面以聚三氯氟乙烯涂覆或以全卤化碳油浸渍;药条为将ADN模压至内径4mm、7mm的耐热有机玻璃管或8．5mm的石英管中，其密度为1．75g／cm3，另一种是尺寸为0．5mm×1．5～2mm×7～10…     

悬空衔铁式电磁阀中S形簧片的研制

介绍了一种悬空衔铁式电磁阀用S形簧片的研制,该簧片用于航天器推进系统150 N发动机电磁阀。簧片研制的目标是高寿命、高可靠性和稳定性。根据要求设计生产了工程样机,在研制过程中对簧片的设计,仿真,工艺制造和试验方法进行了探索,并得到了较好的结果,通过了鉴定试验,即将进入工程应用阶段研制。     

高稳定13～18GHz GaAs FET介质振荡器

本文介绍一种Ku波段串联反馈式GaAsFET介质稳频振荡器(简称KuDRO)。该振荡器由一个Ku波段FET振荡电路及一个高Q、低耗的介质谐振器串联反馈电路组成。其性能指标:在13～18GHz频带内用不同尺寸的介质谐振器在一块MIC基片上分别制出5种点频率的高稳定振荡器,功率输出为10～20mW;室温频率稳定度达2×10~(-5);在-45℃～+70℃温度范围内频率温度系数达±2PPm/℃,功率温度系数为0.02dB/℃相位噪声达-75dBC/Hz;杂波抑制度小于-60dBC;体积为36×30×16mn~3;重量为35g。     

一种先进的推进剂控制阀

本文介绍一种先进的推进剂控制阀——柔性支撑双阀座电磁阀。按动力学特性对该阀门和通常使用的螺旋返回弹簧滑动导向电磁阀进行了比较,证明该阀门具有开关可靠性高、漏率低并能避免自污染等优点。文中还给出了液路系统中各串联节流孔压降公式。     

轨姿控推进系统用电磁阀性能仿真研究

轨姿控推进系统采用电磁阀控制内部流体通路的开启与断流,从而实现其重复启动和脉冲工作.在轨姿控推进系统快速稳定工作问题的研究中,电磁阀的性能对推进系统至关重要.针对轨姿控推进系统用电磁阀,基于电磁学及运动学等基本原理,建立了电磁阀动态数学模型,利用Matlab Simulink软件进行了动态仿真,得到了电磁阀动态响应特性;采用CFD软件对阀门内部流场进行数值模拟仿真,获得了精确的静态流阻特性,直观展现了电磁阀动态流场,为电磁阀的性能优化和轨姿控推进系统的性能提高提供依据.     

航天飞机动力装置中气体发生器的新型组合阀门

Moog 公司空间产品部研制出一种新型的用于航天飞机轨道飞行器辅助动力装置(APU)中的推进剂组合控制阀门,该系统需要一个工作介质为肼的组合阀门,这种组合阀门要求能够承受11MPa 的工作压力且不受压力波动的影响,工作寿命高达450000次以及要求阀门出口能够抵抗恶劣的化学环境的影响。组合阀门的设计难点在于:非焊接零件要求是可以拆御的并且允许返修后重新使用;薄壁零件因受到承压的限制而无法使用;承压焊接零件(线圈壳体)必须能够进行检查。更为团难的是阀门内部螺纹连接件的可靠锁紧问题,因为在组合阀门内部采用通常的打保险或开口销这样的锁紧技术是不合适的。阀座设计采用弹性支承结构,以减小阀门工作时作用在密封面上的冲击力,从而提高阀门在允许泄漏率下的工作寿命,此外,弹性支承阀座还可以产生约1°的补偿角度,使阀芯和阀座之间的密封面紧密贴合。组合阀门有三个阀座密封面采用“金属—金属”密封结构,这种密封结构允许存在一定的泄漏率,还有一个阀座密封面采用“金属—聚四氟乙烯”密封结构,它的液体泄漏率可以做到为零,但其工作寿命降到60000次。四个阀座密封面均有沿介质流动方向的密封泄漏率要求,其中三个阀座密封面还有沿介质流动反方向的密封泄漏率要求。试验结果表明:这种组合阀门的设计是成功的,获得了令人满意的动态特性(阀门的响应时间小于40ms),其中三个阀座的液体泄漏率不到其正常流量的0.04%,而另一个阀座的液体泄漏率为零。此外,组合阀门的工作寿命超出设计寿命的4倍(180万次)。     

基于阻容元件的电磁阀快响应技术

为了寻求一种简单、便捷的驱动控制电路,以实现电磁阀高电压开启、低电压维持的快响应工作模式,充分利用电气元件电容的充放电功能和电阻的分压功能,设计了"电磁阀线圈串接电阻和电容并联组"驱动电路。通过AMESim仿真软件建立电磁阀和驱动电路的仿真模型,对比分析了电容和电阻参数对线圈电流和响应的影响规律,并通过试验验证了该技术途径可以达到高电压开启、低电压维持的效果,实现了电磁阀的快响应目标。根据参数对比试验数据,启动电流峰值和上升率应通过选择电容参数来控制,维持电流应通过选择分压电阻参数来调整。该驱动电路技术可以推广应用于快响应电磁阀设计中,结构简易、操作简便。     

改进电磁阀动态特性的一种方法

从建立螺管型电磁阀的数学模型入手 ,给出了不同保护回路的阀门开、关时间表达式 ,从而寻找出提高阀门动态特性的途径 ,并给出了试验验证     

航天继电器步退加速寿命试验温度应力周期的确定方法

提出步退加速寿命试验各温度应力周期的确定方法。根据继电器的材料属性和工作环境确定试验的最高温度和最低温度分别为120℃和40℃,通过Arrhenius方程确定另外2个试验温度为54℃和76℃。考虑参数退化的物理意义,通过因子分析和典型相关性分析,将单维参数融合为包含多维参数信息的综合数据。根据每组样本的系数权重将参数失效阈值转化为相应值,得到吸合时间、超程时间、弹跳时间、吸合电压和接触压降这5个参数的综合阈值。继电器的损伤程度可以通过融合得到的综合参数体现,通过等损伤量方法确定40℃、54℃、76℃、120℃四个温度应力各自的试验周期。最终得到步退试验下,各应力等级的试验周期确定方法并建立模型,该方法为步退加速寿命试验应力周期的确定提供了很好的角度。     

钛及其合金黑色阳极化工艺研究

钛合金有多种阳极氧化工艺方法,但理想的并不多见。经研试筛选采用一种重铬酸钾(25g/1)、硫酸锰(20g/1)、硫酸铵(30g/1)的溶液中加入一种添加剂(5～10g/1)的新型酸性阳极化工艺方法,其优点是操作简单、工艺参数稳定,膜层颜色一致,耐磨、绝缘等。     

空间羽流试验台设计与系统测试

基于国外羽流试验经验和国内实际,设计了一套主要由空间环境模拟设备、电加热气体模拟发动机、稳压气源、轴向与径向移动装置、测量系统和温控系统等组成的空间羽流试验系统,并测试了试验系统的温度、压力稳定度等参数.测量结果表明:系统满足发动机模拟空间高度大于100 km长程试车的要求,测试过程中真空舱内压力维持在1×10-3Pa量级,冷阱温度为(93±5)K.系统测量准确可靠,达到设计要求.     

复合固体推进剂直写式3D打印工艺及其性能

开展了高固含量含能材料——复合固体推进剂的增材制造技术研究,开发出气动直写式增材制造打印系统,研制了相应的光固化三组元推进剂配方。同时,通过感度测试表明该光固化推进剂配方与普通热固化三组元配方危险等级相当,可以实现较安全打印。通过打印工艺参数的调节等大量试验研究,确定了打印头直径为1.5～2 mm,打印头直径越大精度越低,并获得了不同形状固含量75%和80%的推进剂药柱,进一步热固化后测试其抗拉强度分别为0.68、0.61 MPa,最大伸长率为31%、30%,密度为1.60、1.63 g/cm~3,6.68 MPa下的静态燃速为5.10、8.81 mm/s。随后,采用固含量80%的推进剂配方打印了?127 mm试验发动机药柱,成功实现地面点火,测得发动机的平均动态燃速为r=9.034 mm/s,平均压强为p_(tb)=6.112 MPa。     

中型敏捷遥感卫星公用平台寿命工作研究与实践

中型敏捷遥感卫星公用平台(简称"平台")是我国首个寿命要求8年的低轨卫星平台,相对于之前国内低轨卫星设计寿命一般为3～5年,技术跨越很大。为确保各项工作的系统性和规范化,开展平台寿命工作。文章介绍了平台寿命工作策划、设计分析、试验、评估等内容,以及寿命指标分配、寿命故障模式与影响分析(FMEA)和寿命建模等关键技术研究及应用情况。通过平台寿命工作,识别了锂电池等51种有限寿命单机,并获得了量化的寿命评估结果,提出了后续卫星利用在轨飞行数据修正模型、完善技术方法的工作建议。     

钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析

针对δ0．5mm～δ6mm钣金件的结构特点,通过比较常用加工工艺和激光切割过程工艺．选出适合实际的优化方案。验证了不同切割参数对切割质量的影响。在工艺参数为：脉冲功率2．4kW、脉冲宽度约10ms、功率密度10^7W/cm^2的情况下,激光切割δ0．5mm～δ6mm钣金件获得了良好的切割质量,尺寸精度控制在误差（±100μm）范围内。工艺方案合理,生产率高。     

星载大功率GaN固态功放寿命评估方法

近年来大功率氮化镓（GaN）固态功放开始逐步星载应用,但产品可靠性仍未得到充分验证。文章提出利用加速寿命试验（ALT）和在轨工作情况相结合的方法进行大功率GaN固态功放寿命评估。首先利用故障模式、机理及影响分析（FMMEA）确定固态功放的薄弱环节和主要失效机理;然后基于阿仑尼乌斯（Arrhenius）模型研究加速寿命试验激活能和加速应力的取值方法,对产品进行75 ℃、10 000 h的加速寿命试验;最后综合加速寿命试验结果和在轨工作情况对GaN固态功放进行寿命评估。评估结果显示:该产品45 ℃条件下在轨工作时,平均无故障时间（MTTF）为1.26×106 h,失效率为7.93×10-7,15年工作可靠度为0.901。     

卫星单元肼推进系统延寿能力分析

为适应当前卫星长寿命高可靠技术发展趋势要求,通过对制约单元肼推进系统产品设计寿命的各项薄弱环节进行梳理,主要从产品的任务完成能力、环境条件适应性以及各工作模式下的功能性能保证等方面开展延寿能力分析,同时结合在轨卫星的实际运行健康状态评估结果,得出基于当前设计和工艺水平下推进系统可达到的10年在轨寿命能力.在此基础上,给出进一步提升延寿能力的研究验证建议,主要从提高单元推力器比冲、提高推进剂剩余量测算精度、开展非金属密封件长期承压条件下的密封可靠性试验、开展压力传感器的抗辐照加固设计优化、开展全寿命期间的系统性能定量评估试验等方面开展研究和试验工作.     

HTPB推进剂温度及率效应的累积损伤模型研究

为揭示机械载荷作用下HTPB推进剂的力学性能变化规律和破坏机理,利用单轴拉伸法研究了温度及应变率对HTPB推进剂力学性能的影响。运用单轴拉伸方法,研究了5组不同应变率(0. 000 333～0. 167 s-1)和不同环境温度(-50～35℃)下HTPB推进剂的恒速率单轴拉伸破坏试验。通过试验数据获取损伤模型参数,并最终建立了含应变率和温度因子的累积损伤模型。利用建立的累积损伤模型来预测HTPB推进剂在特定温度及应变率(0.000 333～0.167 s-1)条件下的失效情况,计算结果与试验结果吻合较好。此累积损伤模型可为固体推进剂装药结构完整性分析方法和HTPB推进剂损伤和破坏研究提供一定依据。