C/SiC舵结构热试验瞬态温度场预示技术

航天飞行器在大气层中高马赫数飞行时,会面临严酷的气动加热环境,C/SiC、C/C等高温复合材料由于具有耐高温、高比强、高比模等优点,在飞行器热结构设计中得到大量应用。为了考核热结构服役过程中的高温力学性能和完整性,需要根据飞行时序进行地面结构热环境试验,其中石英灯辐射加热装置是模拟瞬态气动热环境的一种重要手段。地面结构热试验具有不可重复、技术难度大等特点,发展结构热试验辐射热环境预示技术可以有效支撑飞行器结构地面试验验证。针对采用石英灯辐射方式加热的C/SiC复合材料舵结构热试验,建立了辐射加热动态控制过程模拟方法,基于热网络法和蒙特卡罗法获得了结构瞬态温度场分布,通过与试验数据的对比分析,验证了方法的可行性,能够为复合材料结构热试验方案优化和试验效果评估等提供技术支撑。     

飞行器贮箱增压管路内外热力综合环境试验研究

飞行器贮箱增压管路在正常工作时,同时受到静力、内热、内压、外热、振动等的综合环境作用,工作条件恶劣.描述了管路地面热力学综合环境试验系统的建立方法,在地面模拟管路的热力学环境工况,对其进行充分的试验考核验证,对管路的综合考核具有重要的意义.     

航天飞机及火箭的羽流试验技术

火箭发动机排气羽流的影响是研制火箭运载器的一个关键问题。本文综述了羽流对航天飞机和火箭底部流动、底部加热的影响。重点综述了冷气试验方法,并指出了冷气模拟试验的相似准则的参数组合关系式。冷气试验费用不大,试验周期短,是确定底部压力的最佳方法,试验重点在跨声速和低超声速飞行区域。本文对热气试验方法也作了介绍。热气试验可模拟羽流的真实热力学特性,但耗费大,技术复杂。火箭发动机羽流模拟应由风洞试验来确定。本文简述了进行羽流模拟试验的地面试验设备。     

风洞虚拟飞行试验模拟方法研究

风洞虚拟飞行试验是把飞行器模型安装在风洞中具有三个转动自由度的专用支撑装置上,让三个角位移可以自由转动或者按照飞行器的飞行要求实时操纵控制舵面,来实现较为逼真的模拟飞行器真实机动运动过程,进而达到探索其气动/运动耦合机理的目的.发展风洞虚拟飞行试验,其模拟方法是必须要解决的核心理论问题.针对某典型导弹,开展了铅垂平面内三自由度俯仰运动的开环控制和闭环控制飞行仿真模拟,分析了风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的主要差异及其影响,研究了风洞虚拟飞行试验的模拟方法.结果表明:对铅垂平面内的三自由度俯仰运动,采用俯仰角速度反馈的经典三回路自动驾驶仪闭环控制方式,风洞虚拟飞行试验能够较为逼真地模拟真实飞行过程.     

φ3.2m风洞活动地板系统研制

目前在风洞中通常采用固定地板和活动地板两种模拟方法开展飞行器地面效应研究,确定地面效应影响量大小.采用固定地板模拟地面时,由于存在地板边界层,不能真实模拟飞机近地飞行状况.采用活动地板模拟地面时,由于活动带运行速度和方向与来流一致,在活动地板表面不存在边界层,可以真实模拟飞机近地飞行状况,提高地面效应试验数据的精准度.介绍了φ3.2m风洞活动地板系统的研制情况,对活动地板系统的组成、结构形式、主要技术指标等作了简要介绍.YF-16模型试验结果表明:φ3.2m风洞活动地板试验系统的性能指标达到了设计要求,活动带最大运行速度为60m/s;活动地板和固定地板两种模拟方法获得的地面效应试验结果存在较大差别,差别大小随地板高度和飞机姿态角变化而变化.     

基于流体力学的复杂地形下机场风场数值模拟

低空风切变是影响进离场飞行器安全的重要因素之一。本文利用流体力学软件构建出复杂地形条件下机场区域的仿真模型,以模拟真实条件下机场范围内的风场结构。模拟结果表明,流体力学软件对机场风场的模拟效果较好,较为真实地反映出机场范围内风场结构及低空风切变多发高度层。     

固体火箭贮存延寿试验方法

本文对贮存延寿的指标体系进行了研究定义,提出了基于实际使用信息和地面试验验证方法相结合的固体火箭贮存延寿试验的准则和总体思路,形成了系统方法并应用于具体产品。通过延寿信息收集与分析、贮存失效模式分析、分解测试、理化试验分析、加速贮存试验、环境适应性试验、可靠性试验、安全性试验以及飞行试验、综合评估等层层递进,能够给出验证固体火箭满足贮存延寿一定年限和可靠性的寿命评估结论。研究成果为获取固体火箭的可靠贮存寿命、实现科学定寿提供了依据,获得了显著的社会和经济效益,提高了固体火箭的完好性水平。     

栅格舵气动与操纵特性高速风洞试验技术研究

为研究飞行器单独栅格舵全尺寸模型气动特性,考核、验证舵控系统操纵性能,在FL-24风洞(1.2m×1.2m)开展了专项试验技术研究.首次在国内高速风洞建立了全尺寸栅格舵高速风洞试验平台,主要内容包括:风洞大载荷侧壁支撑装置设计、高速风洞模型保护装置设计、高灵敏度气动测试天平研制、模型风载条件下变形测试系统设计以及动态气动力测量与数据处理方法等.该项试验技术实现了模型气动与舵控系统以及气动与结构一体化试验验证,为栅格舵尾翼布局飞行器相关专业设计及飞行试验提供了重要试验数据.     

高超声速飞行器低气压环境结构热试验控制技术研究

随着高超声速飞行器的快速发展,为了验证其在飞行过程低气压环境中气动热载荷作用下的结构承载能力和热学特性,需要进行地面结构热试验进行模拟。此类试验一般采用舱段和全弹进行,试验规模大,加热时间长;而又由于热试验普遍的不可重复性,对试验过程中的加热控制技术提出了新的要求。为了确保该类型试验的成功性,本文从试验产品加热分区划分、控制反馈信号的设置和控制算法的修改等方面对地面热试验原有的控制方式进行了改进,避免了低气压环境下电极放电造成的传感器系统失效对试验的影响,提升了高超声速飞行器低气压环境下的可靠性,可为常压或者低氧环境下热试验的开展提供积极的借鉴。     

基于时域法的运载火箭风载荷动力响应分析

为研究新一代运载火箭在垂直转运过程中所受地面风载荷的影响问题,采用时域法对运载火箭地面风载荷响应特性进行了分析。编制了基于谐波叠加法的地面风载荷时程样本模拟程序,并通过与目标功率谱函数的对比来验证程序的正确性。在建立火箭有限元分析模型的基础上,对火箭在不同参考风速下的动力响应进行了计算分析。分析结果表明：编制的基于谐波叠加法matlab程序能很好的模拟脉动风载荷,火箭风载荷动力响应随参考风速的增加而增大。     

飞行器热防护结构的相似准则问题研究

高速飞行带来的气动热与热防护问题是制约高速飞行器系统提高技术水平和能力的一个主要技术瓶颈。在飞行器结构设计过程中,对飞行器结构进行考核试验必不可少。受风洞设备试验能力限制,试验模型尺寸、来流条件等与实际飞行通常存在较大差异,要在试验中完全模拟实际飞行环境、温度和应力状况无法做到。对飞行器进行缩放处理后进行模型的风洞热结构考核,并通过相似准则获得真实结构的温度/应力分布特性,为飞行器热防护设计提供支撑有着迫切需求。本文通过热传导方程和热弹性动力学方程组,对其中的模型相似参数进行讨论,并根据模型试验边界情况进行了讨论研究。提出了飞行器热防护结构地面考核试验的相似准则,并建立了不同试验类型情况下需要遵循的相似准则条件。该相似准则体系具有较大的灵活度,同时具有很高的实用价值。     

NASA将在原动力学试验站完成Ares火箭的地面振动试验

NASA马歇尔空间飞行中心原有的动力学试验站将在2011年应用LMS试验软件完成全尺寸Ares发射系统的地面振动试验（GVT）。这个大型火箭的振动试验是利用柔软的悬挂系统将空间飞行器“悬浮”在无约束环境里进行。该设施最早建于1964年,它作为阿波罗载人登月计划的一部分,为进行土星V的火箭振动试验而建的,     

结构静力试验边界条件的试验研究

本文对结构静力试验的边界条件模拟问题进行了初步分析,并通过对三种典型试验结果的分析,得出了刚度模拟是极其重要的结论。当模拟设备满足边界约束条件和刚度要求时,它将对试验件提供真实的载荷分布,体现了试验件和飞行器相邻部件之间的相互作用,得到代表真实情况的试验结果。对于无法模拟真实边界条件且边界条件对试验检验部位的影响较大时,应用飞行器的真实部件作为边界支持设备或进行组合部件试验,以消除边界条件的影响。     

火箭橇体进水现象研究

在考核过载承受能力的火箭橇试验后,橇体内发现有水,从空气动力学的角度,对火箭橇体进水现象进行了初步分析,并利用FLUENT软件对进水原因进行了初步研究,通过分析,发现结构在穿越跨音速阶段时,由于内外压差的变化将导致内部或外部产生水汽。该发现为结构设计提供有益的建议。     

“3向”环境振动试验与标准环境振动试验的比较

本文以一个火箭部件的实例，比较了标准振动环境试验和3向环境振动试验的不同效果。对产生的原因进行了探讨。说明对现代飞行器来说3向振动试验是非常必要的。     

内埋式发射导弹折叠舵结构设计与分析研究

近年来内埋式发射导弹折叠舵得到了广泛关注和重点发展。本文主要对内埋式发射导弹折叠舵发展趋势及关键设计技术进行了综述。首先阐释了内埋式发射导弹采用折叠舵成为设计趋势,其次结合工程实例从工作环境角度指出折叠舵于大动压高负载条件下展开和锁紧、折叠舵于大载荷高热流条件下飞行两个发展趋势,最后从展开过程气动载荷设计、折展锁紧机构设计和舵面结构设计三个方面总结了关键设计技术及相关研究现状。     

撬式起落架动刚度及阻尼特性试验研究

起落架动刚度及阻尼特性是研究直升机“地面共振”问题两个重要参数。刚进入国产化阶段的橇式起落架迄今尚无靠的理论计算方法来确定这两个参数。本试验研究利用某型直升机真实的橇式起落架为试件，采用机械阻抗测量法来研究该起落架的动刚度及阻尼特性。试验使用电液伺用激振设备，对橇式起落架进行不同频率的激振，实时测量相应的载荷及位移响应，从而得出了橇式起落激振设备，对橇式起落架进行不同频率的激振，实时测量相应的载荷     

高速飞行器折叠翼/舵设计技术与进展研究

本文针对高速飞行器折叠翼/舵设计技术进行了研究.从工作时序入手阐述了折叠翼/舵总体设计的关键技术和设计流程,建立了结构设计通用指标体系并梳理了折叠翼/舵结构设计的设计流程、仿真分析和试验,针对折叠翼/舵设计技术的研究现状和发展趋势分别进行了介绍和展望,可为高速飞行器折叠翼/舵设计提供参考.     

运载火箭地面风荷载及响应研究

通过捆绑式运载火箭在地面风环境下的风洞试验 ,分析了不同试验条件下主体火箭及助推器各测压截面压力分布的变化规律。结果表明 :主体火箭和助推器之间的相互干扰、发射塔架对于火箭的影响都很明显。另外 ,对其气动弹性模型在地面风荷载下的动态响应亦进行工程计算 ,并与试验结果有良好的一致性     

再入飞行器系统综合环境可靠性试验

对系统进行多项环境和各分系统相互间作用的考核，实现系统的综合环境试验，在给定可靠性评定方案下，验证系统的实际可靠性，是当今一项先进技术，要求较高的技术水平。经多年研究，首先对再入飞行器系统实现了这项试验。从综合环境条件的确定、可靠性评定方案的建立、环境条件的模拟和控制等方面作了介绍，由于技术上的先进性、有效性及复杂性，对此我国宇航界产生了很大兴趣。