蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统换热特性数值模拟研究

本文通过三维数值模拟研究蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统的蓄/释热特性和推进性能。在蓄热式太阳能热推进系统工程模型的基础上,通过射线光学的光路分析验证了聚光器设计的合理性,并获得吸热腔壁面能量分布情况,进一步研究了相变蓄热过程的影响因素。基于场协同原理对热光伏再生冷却结构进行了优化设计,使热光伏具有较好的散热特性,提高发电功率;通过整机流动换热仿真,分析了工质流体在推进器内部的换热情况,计算结果表明,蓄热式热推进器具有达到734s比冲和0.9N推力的推进性能,以及能够满足日蚀区微小卫星的供电和推力需求。     

蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统设计与性能分析

为有效解决在日蚀区太阳能热推进器推力失效、电力中断的问题,提出了蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统结构,并对系统各部件建立相关物理数学模型,分析了工质种类、工质流量等因素对推进性能的影响。结果表明,为保证推进器在日蚀区30min内持续提供推力和电力供应,砷化镓热光伏电池在无工质工况下能提供10W左右的低功率电力供应,在设计工况下能提供50W～110W的电力供应;液氢作为工质时,最大比冲将达到806s,随着工质流量的持续增加,比冲损失速率呈现先加快后减慢的变化趋势;液氨作为替代工质具有更快的加热速率,其比冲为240s～300s远低于氢工质比冲,其推力系数1.77要略高于氢工质推力系数1.7。通过本文研究,蓄热式太阳能双模推进系统具有较好的可行性,且推力及比冲适中,有望弥补低比冲化学推进和小推力电推进技术的不足。     

推进剂加热通道结构对太阳热发动机性能影响

太阳能热推进是一种非常具有前景的空间动力平台,螺旋通道是STP（Solar Thermal Propulsion）推力室/热吸收室内部关键结构之一。本文运用数值模拟方法,通过改变螺旋通道结构参数,对STP性能进行了详细的研究,深入分析了STP的推力,比冲、质量流量变化情况,得出了一般情况下螺旋通道的长度,宽度参数范围,同时比较了单、双通道的优缺点,所得的结论对STP推力室/热吸收室推进剂加热通道结构设计具有指导意义     

新型太阳能利用装置的研究

对目前太阳能的几种常见的应用领域及相关装置进行了分析和研究,并在此基础上,结合相关理论,设计了利用太阳能的新型装置,如:太阳能房、太阳能热发电装置、聚光式太阳能电池发电装置等,这些装置将为更好地利用太阳能开辟新的途径.太阳能作为一种新兴的可再生能源有着不可限量的发展前景.     

太阳能无人机关键技术分析

介绍了当前太阳能无人机的发展现状,主要分析了太阳能无人机在设计、制造过程中所涉及到的各种关键技术,指出了需要突破的技术难点,包括轻质、高效太阳能电池的研制与应用技术、能量储存与能量控制系统、太阳能无人机机体平台设计技术。认为太阳能无人机作为航空科学技术与新能源技术相结合的产物,其研制过程需将气动、结构、推进、优化等多学科技术紧密结合。     

临近空间超长航时太阳能无人机发展及关键技术

临近空间超长航时太阳能无人机是目前国际上研究的前沿方向,简述了目前国外临近空间太阳能无人机发展概况,梳理并分析了发展临近空间太阳能无人机亟待解决的关键技术,并对临近空间太阳能无人机的发展趋势进行了展望.     

利于冬季飞行的太阳能飞机构型研究

针对冬季太阳辐射强度较弱的问题,提出并研究了一种新型太阳能飞机构型。概述了太阳能飞机的总体构型,建立了太阳辐射和能源动力系统模型,对飞机的气动、能量、质量及机翼最优偏转角等特性进行了分析,给出了适用于该构型太阳能飞机的总体参数设计方法,并对构型设计参数进行了研究。结果表明:机翼偏转角的存在可有效提高太阳能飞机所接收的太阳辐射能量。综合考虑太阳辐射能量和推进系统质量,机翼最优偏转角在7.4°~9.5°之间,其随时刻变化;端板最优展弦比为5左右,端板与机翼的最优面积比为0.09,端板最大许用升力系数的最优值为1.1。新构型太阳能飞机总面积比常规构型减小44.2%,其优势明显。     

载人核热火箭登陆火星方案研究

针对未来载人登陆火星任务,比较了化学推进、电推进及核推进的优缺点,指出核热推进是未来载人登陆火星的首选。简述了美国和俄罗斯在核热推进的研究进展,指出核热/发电双模式是未来载人登火的发展趋势。提出我国近地轨道5次对接、人货分离载人登陆火星构想。在此基础上,设计了单台推力15 t,比冲940 s载人核热发动机并提出我国核热火箭2016—2035年发展研究规划。     

核热火箭反应堆燃料对比分析

针对核热推进反应堆核燃料的制备与考核问题,回顾了美国与苏联/俄罗斯在核热推进方面的研究,通过各种耐高温核燃料的热物性比较,给出了潜在可行的核燃料类型,并对未来最有潜力的钨基金属陶瓷燃料(CERMET燃料)与(U、Zr)C固溶体燃料进行了热物性参数、氢腐蚀考核等性能参数的研究对比分析。可为未来核热推进反应堆设计提供参考。     

两种太阳能动力无人机

和其他无人机相比,太阳能动力无人机发展较晚,美国在20世纪80年代初才开始研究.经过10多年的努力,尽管取得了不少进展,但总的说来,还处在发展的初级阶段.其中一个主要问题是太阳能动力飞机推进系统的总效率太低,80年代初总效率为0.O38左右,90年代初总效率O.079左右.太阳能电池系统是推进系统中的一个关键组成部分,在80年代初此系统效率为0.12左右,90年代初为O.16左右.     

太阳能火箭发动机吸热/推力室流场及性能计算

首先对某大型太阳能火箭发动机(Solar Thermal Propulsion:STP)的实验情况,进行了结构分析和基本实验条件估算.然后利用FLUENT计算软件,采用等壁温模型,对其吸热/推力室的内部流动、传 热情况,以及STP的性能特征等进行了计算,计算结果与实验数据一致,这对STP的设计有重要的指导意义.     

太阳能火箭发动机聚光器设计研究

从工程实际出发对工程上常用的聚光器进行性能比较,可以得出适合太阳能火箭发动机(STP)的聚光器及其具有的性能优点。在研究此种聚光器设计方法的过程中,推导出相关公式和其中的关键技术,这对STP聚光器的工程设计具有重要的指导价值。     

推进剂通道结构对太阳热发动机影响数值研究

运用数值模拟方法,通过改变推力室螺旋通道结构参数,对太阳热发动机(STP)能进行了详细的研究,深入分析了STP的推力,比冲、质量流量变化情况,得出了一般情况下螺旋通道的长度,宽度参数范围,同时比较了单、双通道的优缺点,所得的结论对STP推力室/热吸收室推进剂加热通道结构设计具有指导意义.      

Satellite transport protocol handling bit corruption, handoff and limited connectivity

Being both wireless and mobile, low Earth orbiting (LEO) satellite access networks have a unique set of link errors including bit corruption, handoff, and limited connectivity. Unfortunately, most transport protocols are only designed to handle congestion-related errors common in wired networks. This inability to handle multiple kinds of errors results in severe degradation in effective throughput and energy saving, which are relevant metrics for a wireless and mobile environment. A recent study proposed a new transport protocol for satellites called STP that addresses many of the unique problems of satellite networks. There was, however, no explicit attempt to implement a differentiating error control strategy in that protocol. This paper proposes grafting a new probing mechanism in STP to make it more responsive to the prevailing error conditions in the network. The mechanism works by investing some time and transmission effort to determine the cause of error. This overhead is, however, recouped by handsome gains in both the connection's effective throughput and its energy efficiency.     

太阳能火箭发动机聚光器设计方法

对工程上常用聚光器进行了性能比较,得出了适合于太阳能火箭发动机(STP)的聚光器及其具有的性能优点,研究了此种聚光器的的设计方法,并推出了相关公式和其中的关键技术,这对STP聚光器的工程设计具有重要的指导价值。      

动态发现网络拓扑关系在载人航天任务中的应用研究

介绍了网络拓扑关系动态发现的基本知识,通过对基于地址转发表的拓扑发现算法的分析,提出了基于STP状态表的拓扑发现算法,实现动态发现网络拓扑关系。该算法降低了算法实现的复杂性并提高了拓扑发现的有效性,在载人航天任务中发挥了作用。     

超精密直线度测量技术

介绍了一种结构简单,但性能稳定、精度高的电感传感器.并介绍了操作方便、置信度高、可用于短工件测量的直线度空间域的组合测量方法.利用它们进行超精密直线度测量,具有良好的效果.     

IP网络设备典型故障分析及其对策

针对IP网络设备在使用过程中产生的广播风暴、传输数据丢包、MP-group(Multilink-group,复用链路组)接口链路层运行PPP(Point to Point Protocol,点对点协议)异常等问题,结合华为S9300交换机设备、NE40E路由器设备的工作原理,对策略路由机理、STP(Spanning Tree Protocol生成树协议)、广播数据帧复制过程进行了研究和分析。并通过分析问题产生的机理,发现了目前网络数据配置存在的不足,提出了在核心层交换机上配置流过滤策略等应对措施和快速处理故障的方法,对系统进行了完善与改进,并优化了相关领域的应用,为维护人员在任务中迅速、合理地实施应急处置提供了参考。     

A multi-aircraft conflict detection and resolution method for 4-dimensional trajectory-based operation

Conflict Detection and Resolution(CDR) is the key to ensure aviation safety based on Trajectory Prediction(TP). Uncertainties that affect aircraft motions cause difficulty in an accurate prediction of the trajectory, especially in the context of four-dimensional(4D) Trajectory-Based Operation(4DTBO), which brings the uncertainty of pilot intent. This study draws on the idea of time geography, and turns the research focus of CDR from TP to an analysis of the aircraft reachable space constrained by 4D waypoint constraints. The concepts of space–time reachability of aircraft and space–time potential conflict space are proposed. A novel pre-CDR scheme for multiple aircraft is established. A key advantage of the scheme is that the uncertainty of pilot intent is accounted for via a Space-Time Prism(STP) for aircraft. Conflict detection is performed by verifying whether the STPs of aircraft intersect or not, and conflict resolution is performed by planning a conflict-free space–time trajectory avoiding intersection. Numerical examples are presented to validate the efficiency of the proposed scheme.     

跨音速翼型实验侧壁效应机理

 在西德宇航院跨音速风洞（TWB）进行的翼型油流实验结果表明,传统的关于侧壁效应的概念和理论只能适用于亚临界流动。超临界情况下,侧壁效应现象更复杂,影响更严重。实验中观察到的流油谱可分为五类。油流谱的发展规律说明侧壁干扰主要来源于侧壁边界层的位移效应。实侧壁“二元风洞”对跨音速翼型实验不能模拟真实情况。油流照片表明,即使风洞宽度达到翼型弦长的3.4倍,侧壁对中心截面的流动仍会有明显影响,侧壁抽气技术作为克服侧壁效应的手段是很有希望的。