基于特征气体检测的空间站火灾预警策略研究

针对空间站现有火灾预警技术虚警率高、预警滞后的问题,利用环境模拟舱对4种空间站用典型非金属材料进行加热,并对释放气体进行了定性定量分析。检测结果显示,不同非金属材料受热释放气体的种类、速率、浓度虽然存在差异,但气体释放量和释放速率均随加热温度上升而升高,且在一定温度下出现明显拐点;具有与火灾过程匹配度高、火灾特征性强、出现早、浓度相对较高等优势的CO可作为火灾预警主要标志气体,HCN、HCl可作为辅助性标志气体。并结合空间站需求,提出了包含正常期、阴燃期、发展期、燃烧期的火灾预警策略,为实现空间站火灾早期预警提供科学的技术手段。     

锦纶材料空间环境适应性研究

为研究锦纶材料在长寿命在轨航天器中的环境适应性，提出了锦纶材料在空间环境使用的空间环境适应性评价指标，设计并实施了空间环境适应性评价试验。试验结果表明，锦纶材料在燃烧性能、逸出有害气体、真空质损和可凝挥发物、抗菌防霉、耐受交变温度、电离辐射中表现出友好的环境适应性。锦纶材料在受到空间环境中原子氧、紫外辐射作用时断裂强力明显下降，且原子氧与紫外辐照协同效果对锦纶材料的力学性能破坏具有加强效果。锦纶材料可作为空间舱内环境长期使用材料，在舱外环境使用时，需要特别考虑其力学特性受到原子氧、紫外辐照的影响。     

用于航天器火灾早期预警的HCN痕量气体检测研究

针对目前航天活动的日益频繁和航天器火灾所产生的致命影响,以载人航天器火灾预警为背景,采用石英增强光声光谱方法对火灾早期特征气体氰化氢(HCN)进行了检测研究。计算并选择了目标探测气体的红外吸收谱线,同时,通过试验对系统声波探测单元以及激光调制参数进行了优化,获得了1.7 ppm(10~(-6))的探测极限。对声波探测单元进行了优化设计,通过3D打印技术,研制出了微型声波探测模块。采用集成化的数字电路,其整机尺寸为25×25×10 cm~3,总体功耗约为7 W,最终实现了传感器整机系统的小型化和低功耗。     

燃烧加热器气动阀门阀后压力的模糊控制

燃烧加热器是超燃冲压发动机研究的主要试验设备。试验气体包括氢气、氧气、空气和氮气等,需要调节控制的参数为试验气体的压力、流量。根据燃烧加热器的控制需求,设计了一套以工业控制计算机为核心的实用并且兼顾可靠性要求的控制系统。采用自适应Fuzzy-P1的控制方法对试验气体压力进行压力控制,在常规PI控制器的基础上,对控制器的比例系数Kp和积分系数Ki进行在线调整,使控制器既满足响应快、超调小、稳定时间短的要求,又提高稳态控制精度,取得了较好的控制效果。     

座椅垫油燃烧试验方法研究

随着民航运输业的发展,为保证乘客安全,美国联邦航空局(FAA)自七十年代后一直着手火灾安全性分析,并根据全尺寸模拟试验的结果,经分析后建立了一系列试验方法用于鉴定材料燃烧性能.座椅垫燃烧试验方法就是其中之一.     

涡轮试验台燃烧装置建模与仿真()基于混合物分数的分区模型

针对以空气、煤油为反应物的涡轮试验台燃烧装置及其出口段建立了一种系统层次上的可以处理燃烧和流动耦合效应的模块化数值模型,并提出了一种基于混合物分数的热力计算方案和混合物分数方程,与基于质量流量混合比模型的仿真结果以及试验结果的对比表明,基于混合物分数的模型解决了以往研究中存在的瞬态仿真稳定性问题,并具有与试验结果一致的仿真精度。     

空间舱室内易滋生微生物的部位特点和在轨防控措施

针对空间舱室微生物污染及微生物清除问题,指出空间舱室内空气流动性差、潮湿以及经常和人体皮肤发生接触的部位容易滋生微生物,阐述了目前使用的细菌过滤元件、便携式除菌装置、舱内抑菌材料、舱内检测及定期清洁等控制措施,并从空间站建设、运行期间微生物清洁控制方面提出在轨防控的建议,为我国空间站建设和运行管理提供参考。     

民用飞机副翼舱结构振动疲劳寿命预计

副翼舱是民用飞机重要部件之一,主要作用为连接副翼并对安装副翼提供支持,将副翼的气动载荷传递到主翼盒上。当受到气动力及其他激励时副翼舱结构产生结构振动响应。副翼舱结构振动疲劳寿命需满足民用飞机适航条款要求,为表明满足适航条款符合性,对随机动载荷激励下副翼舱结构进行振动疲劳寿命预计具有重要意义。以民用飞机副翼舱结构为研究对象,基于试飞实测应变数据、金属材料的随机振动S-N曲线和改进声疲劳寿命估算法,提出了一种适用于振动疲劳寿命预计的工程处理方法。通过飞行试验、有限元仿真、数据分析等相结合的方法进行副翼舱结构优化前后的振动疲劳寿命预计。副翼舱结构优化前损伤位置预测寿命最低为59飞行小时,符合实际损伤位置寿命情况。副翼舱结构优化后应力水平明显降低,寿命满足要求。结果表明：基于实测数据的副翼舱结构振动疲劳寿命预计方法有效,可作为振动疲劳寿命预计的工程处理方法。     

气体介质条件下的热电偶动态特性

针对热电偶动态特性的评估问题,实现热电偶测试性能评估与气体介质条件的匹配,开展了气体介质条件下热电偶动态特性研究。通过对传统激波管的结构和功能改造,设计了动态气体温度校准装置,开展了动态温度校准标准信号溯源方法的研究,建立了热电偶动态数学模型,实现了热电偶动态特性的定量描述和试验验证。动态校准试验结果表明:基于传统激波管改造的动态气体温度校准装置可以产生频域覆盖范围宽、阶跃幅值稳定的标准温度信号,基本可以覆盖常规温度传感器的动态校准需求;所采用的动态建模方法可以较为准确地评估热电偶动态模型的阶次和参数。经实验验证,建立的热电偶动态数学模型响应与实际响应信号的相关系数可以达到0.996 7,基本可以满足热电偶动态特性评估的工程需要。     

民用飞机辅助动力装置舱排液装置设计方法研究

民用飞机辅助动力装置（APU）舱排液装置用于将APU舱内可能泄漏的可燃液体排出机外,对整个系统和飞机的安全具有重要意义。针对重力排液,总结了APU舱排液装置的设计要求及相关机型的排液设计方案,在此基础上研究了民用飞机APU舱排液装置相关的设计要素和设计流程,获得了民用飞机APU舱排液装置的初步设计方法。     

基于冷热电一体化的舱外航天服生命保障系统性能

基于质子交换膜燃料电池（PEMFC）和热驱制冷,提出一种舱外航天服生命保障系统冷热电一体化方案.在分别建立金属储氢装置、PEMFC、热驱制冷系统和辐射散热器数学模型的基础上,利用冷热电一体化的热力学分析理论和方法进行了典型案例的计算,并重点分析了核心构件热驱制冷装置的参数对舱外航天服生命保障系统性能的影响.与传统的冷热电分产舱外航天服生命保障系统比较,该系统仅消耗84.6g氢气,且不需要向空间排放工质,能源利用率高达85.29%,在工质消耗与能源利用率上有较大的优势.      

飞机舱温实测数据处理方法研究

 基于国外有关资料及GJB8992905可靠性鉴定和验收试验6 编制试验剖面的基本思想, 提出了一种军用飞机舱温实测数据转换为综合环境应力的方法, 并利用实测的飞机舱温数据, 对提出的数据处理方法进行了验证, 验证表明此方法满足可靠性试验对温度试验应力的精度要求并具有较强的工程适用性。     

高空舱高精度电液伺服控制技术

<正>高空舱是为满足航空动力高空模拟试验需求而建立的大型试验设备,其环境模拟系统主要以大口径调节阀(DN2000及以上)作为精细调节装置。相比于普通调节装置,大口径调节阀在实际运动过程中具有惯性大、启动力矩大、受气动负荷影响严重等显著特点,使用常规控制方法在调试过程中会出现响应速度慢、跟随效果差、定位精度低等工程实际问题,难以满足高精度电液伺服动态响应和稳态     

主动引射自由射流试验系统舱压的仿真建模分析

为了准确预测主动引射自由射流试验过程的舱压动态变化规律,对用于固体冲压发动机试验的自由射流试验系统的关键气动过程建模和仿真分析。建立了试验系统和固体冲压发动机试验件的数学模型与仿真流程图,对比了仿真结果与试验结果的差异,分析了在不同工作时段的冲压发动机对舱压变化的影响,对模拟马赫数和高度均变化的变工况虚拟试验仿真,获得引射器进口总压和冲压发动机对舱压的影响规律。研究结果表明,仿真舱压与试验舱压的曲线变化规律一致,建模方法能有效模拟主动引射自由射流试验系统舱压的动态变化,还能模拟冲压发动机工作对舱压的影响,并具备变工况模拟功能,可用于预测新试验工况或新产品试验时的舱压,指导试验方案设计和系统性能优化。     

“神舟七号”预警观测资源调度技术研究及应用

空间目标碰撞预警监测是保证载人飞船安全运行的前提条件。本文研究了"神舟七号"飞行试验中非合作式观测资源调度技术,提出了基于优先级规则的测量资源统筹计划策略,建立了基于模糊评估法的资源调度评估模型,使资源调度系统能够合理有效地调度测量资源,为"神舟七号"预警分析的实施提供了观测数据。     

飞机颤振模态参数的频域子空间辨识

 研究了基于非参数噪声模型的频域子空间系统辨识法，并采用频域子空间辨识算法实现了基于多通道数据的颤振模态参数辨识，改变了传统的单通道颤振试验数据分析模式，试验结果表明子空间算法能有效提取多通道数据中包含的主要危险模态信息，且计算量小，适用于模态参数的在线分析。     

炮舱结构段的动特性与动响应分析

对B型机原炮舱结构进行了动特性与动响应分析,并以此为基础,对其结构进行了加装阻尼材料的最佳设计。本计算采用了空间迭代法求结构动特性,采用模态迭加法求结构动响应。经试验验证,计算结果与试验结果基本吻合。     

浮力修正湍流模型在航空发动机火灾模拟中的应用

由于发动机舱的火灾是典型的热驱动的浮力羽流,从探索浮力羽流的模拟方法出发,针对热羽流的基准试验,比较验证了3种基于浮力修正的2个方程湍流模型;利用pre PDF燃烧模型,模拟验证了Purdue甲烷火燃烧试验;以RR公司Trent 800发动机的1/2缩比短舱着火试验器为原型,采用RANS方法对由燃油泄漏引起的油池火进行了模拟计算,重现了短舱火灾的主要物理过程,并与试验测量的速度及温度结果进行了对比,验证了计算方法的准确性,并进一步分析了影响模拟结果的主要原因:湍流模型与燃烧模型能否准确计算近火源区域的火焰锋面状态,直接影响空气卷吸及下游火羽流的温度与速度。应用CFD技术,可以从防火设计的角度优化通风系统及短舱附件的布局。     

涡轮试验台燃烧装置建模与仿真(Ⅱ)仿真结果与分析

为了实现计算机虚拟试验,在所建立基于混合物分数的分区模型和早期针对某涡轮试验台主体试验系统开展的三十八组件系统数值研究的基础上,结合调台试验开展了算法改进和仿真研究.对燃烧装置及影响燃烧过程元件仿真结果的分析表明,仿真全面揭示了空气流量主控调节阀、放气旁路调节阀、涡轮进口调节阀以及燃油流量对燃烧装置状态参数的动态影响过程,所获得的规律性结论为实际的调台试验提供了指导,显示了有限体积模型体系在管路系统仿真领域的工程应用价值和数值拓展潜力.     

一种新型舱外救援装置位姿控制系统方案地面试验验证

针对舱外航天服机动救援装置不够灵活和容易操作的问题,提出了一种救援绳索加寻的飞行器的组合救援方案,并以DSP为核心控制器、微推力器和反作用飞轮为主要执行机构,设计了作为该方案核心的位姿控制系统。研制了该位姿控制系统原理样机,针对方案的准确性及稳定性,采用基于模型的设计方法,在气浮平台上验证了原理样机的位姿控制性能。结果表明,样机姿态精度优于±1°,能够实现对正弦角度曲线的跟踪;位置控制精度优于±50 mm,在近距离目标逼近任务中,微推力器工作压力为0.7 MPa时样机逼近时间最短。救援装置位姿控制效果准确稳定,对我国舱外救援装置的研制有一定参考价值。