3D打印技术与传统加工技术对比的优缺点

随着计算机技术的飞速发展,3D打印(增材制造/快速成形)技术基于分层制造原理,采用材料逐层累加的方法,直接将数字化模型制造为实体零件,在多个领域具有广泛的应用前景。3D打印技术与传统加工各有千秋,3D打印与数控加工、铸锻造及模具制造等传统加工手段相结合,正在成为新产品快速成形与制造的方法之一。在民机制造领域,3D打印生产的零件,尤其是金属成形件,需要进一步的后处理(如热处理)才能投入生产使用。对于特定金属材料的3D打印成形零件,形状可以优化控制,并且结构静力性能可与铸锻件媲美。但是,由于无损检测能力的限制,3D打印零件内部孔隙度和微裂纹不可预测。对3D成形件的认识程度相比于传统加工还有较大差距,在民机应用中还有较长的路需要走。     

局部/组合抽吸对压气机叶栅分离流动控制的机理研究

为了研究不同抽吸形式对压气机内部分离流动的控制效果和机理,基于数值模拟方法,对内部同时存在角区分离和附面层分离的直列叶栅进行抽吸计算,共设置8套不同的方案进行了详细的探究。结果表明:对于控制分离的效果和机理,不同抽吸形式之间存在着一定差异;在分离发展的不同阶段,实施抽吸对其控制效果也有所不同。近端壁吸力面抽吸方案SS3同时减小了角区分离和近端壁处的尾缘附面层分离,尾部近吸力面沿展向静压分布为正"C"型,使角区内的低能流体向叶中流动,角区流动得到改善,但导致叶展中部流场的恶化;端壁抽吸和全叶高组合抽吸则使尾部近吸力面静压沿展向分布更均匀,低能流体的迁移现象减弱。基于以上结果可得:组合抽吸可以更有效地控制叶栅内部流动分离,降低损失,提高叶栅流通能力。     

变频运行风机扭矩脉动抑制研究

针对某台轴流式引风机变频改造后频繁发生轴系故障的现象,采用无线应变电测技术测试了轴系扭应力脉动特性。试验发现,风机变频运行在一定转速以上时,传动轴扭应力脉动幅度突增,并一直维持在高位。在运行过程中扭应力脉动频率被锁定,不随转速变化,该现象和扭转共振不同。分析表明,变频器电机传动轴叶轮组成的机电耦联系统出现了扭振失稳。提出将轴系上的膜片联轴器改为高弹橡胶联轴器,通过增加系统阻尼的方法抑制扭振失稳。改造前后的试验结果对比表明,高弹联轴器可以有效地抑制轴系扭振失稳。     

通信卫星自旋稳定方案和体稳定方案的竞争

在空间飞行器中,最先商品化的是在地球同步轨道上的通信卫星。研制和生产通信卫星的公司主要有美国的 RCA 公司、福特公司、休斯公司,法国的马特拉公司和西德的 MBB 公司。他们抛出各种卫星方案以招揽用户,在国际上进行竞争。这些方案归纳起来就是自旋稳定和体稳定两种方案。正当人     

美国国家空天飞机X-30计划

1986年2月4日美国总统里根在咨文中说:“我们已经开始了那种到90年代末可以从(华盛顿的)杜勒斯机场起飞、加速到音速的25倍,从而到达地球低轨道,并且可以在2小时内飞往东京的新“东方快车”的研究。”这就是前一段美国航宇界向未来挑战的“国家航空航天飞机X-30计划”,NASPX-30。“东方快车”这个名称原是用于横渡太平洋的高超音速运输机(HST),里根使用了这个名称是说到90年代末进行同HST密切相关的技术的研究,而不是指研制HST本     

实施科教兴业战略 加速民航科技进步

同志们: 这次全国民航科技大会,是在改革开放和民航现代化建设的新形势下召开的。召开这次大会的主要目的,是动员民航各级党组织、各级领导和全体干部职工,全面落实邓小平同志科学技术是第一生产力的思想,认真贯彻《中共中央、国务院关于加速科技进步的决定》(以下简称《决定》),     

三维造型和非轴对称端壁在跨声速压气机中的应用

为了提高跨声速压气机转子的气动性能,基于全三维数值模拟优化平台,对该转子先后进行了三维造型和非轴对称端壁造型,并对造型前后转子的性能和流场结构进行了对比分析。结果表明:三维造型和非轴对称端壁造型均可以改善跨声速压气机的气动性能,三维优化造型后近设计点压气机等熵效率提高了0.75%,非轴对称端壁优化造型后等熵效率进一步提高了0.3%,同时压气机的非设计工况性能也得到提升。三维造型改变了通道内激波位置,调整了负荷沿径向的分布,最终提高了压气机等熵效率。非轴对称端壁通过改变叶根截面叶片表面静压分布,使得叶根附近激波强度减弱并向下游移动,进而有效地降低了端壁区域的横向二次流强度。     

基于无迹卡尔曼滤波法的串联型电池系统 荷电状态估计研究

以锂离子电池为载体的电源系统为航天器稳定可靠运行提供了一种有效的方式.多个电池单体经串联可扩大电池系统容量,即串联型电池系统.为准确估计串联型锂离子电池系统的荷电状态(State of Charge,SOC),针对扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)计算复杂、精度不高等问题,结合串联型电池系统空间状态方程,提出基于无迹卡尔曼滤波法(Unscented Kalman Filter,UKF)的串联型电池系统荷电状态估计算法.在恒流和脉冲两种工况下,通过对比分析UKF与EKF算法的仿真结果与实验数据的匹配情况,证明了提出算法的准确性和高鲁棒性.     

玻璃纤维复合材料的原子氧剥蚀效应试验研究

对两种玻璃纤维复合材料开展了原子氧效应的地面模拟试验研究。总结了试验前后试样质量及表面形貌的变化规律，计算得到了材料的剥蚀率。试验结果表明，随着原子氧累积通量的增大，玻璃纤维复合材料的质量和体积损失减慢。经分析认为，在原子氧与复合材料的作用过程中，树脂优先被剥蚀，而将纤维暴露在外，由于玻璃纤维对底层树脂基体的遮挡作用，导致在原子氧效应试验后期，玻璃纤维复合材料的剥蚀速度减缓。     

美国西德空间飞机的设想

MBB 公司航空空间负责人 H·康泽纳在他的“两级桑格空间运输系统”报告中说,“桑格”的设计将是由两种设计思想结合起来,一个是飞机设计概念,如“协和”号飞机;一个是航天飞机设计概念,如美国的航天飞机和法国的“赫尔墨斯”。 MBB 公司航空空间负责人 H·康泽纳在他的“两级桑格空间运输系统”报告中说,“桑格”的设计将是由两种设计思想结合起来,一个是飞机设计概念,如“协和”号飞机;一个是航天飞机设计概念,如美国的航天飞机和法国的“赫尔墨斯”。报告中阐明了“桑格”空间飞机的构型:飞行器的顶级“霍鲁斯”(Horus)是由“赫尔墨斯”派生来的,它和运载它的高超音速运输飞机“桑格”一起使用。“桑格”作为第一级,它的推进系统将考虑涡轮喷气发动机和冲压喷气发动机的组合。它作为全球运输客机时,可运送130名乘客飞行13000公里。也计划使用消耗性的顶级方案,可携带15吨有效载荷到低轨道。重91000公斤的 Horus 用于载人飞行时,只能乘坐两名乘员,它将用于空间站、极轨道飞行任务和侦察工作。康泽纳说,研制这个系统的要求是该系统能在欧洲发射,并能巡航到赤道纬度上更有利的发射场。Horus 的发射费用是“赫尔墨斯”的10～15%。霍托空间飞机的无人顶级方案取名为卡格斯(Cargus),它的运载能力相当于阿里安5火箭,但是发射费用仅为后者的三分之一。预计桑格空间飞机于1994年开始研制,2005年投入使用。美国的航空空间飞机 X-30是一项将投资33亿的计划,今年6月份开始发动机概念设计评审,8月份将从通用电气公司、普拉特—怀特尼公司和火箭达因公司三家中选择两家作的方案。到10月份将选择三个承包商研制高超音速气动外形的硬件,目前有波音公司、通用动力公司、洛克希德公司、麦道公司和洛克韦尔国际公司开展这方面的研究。X-30计划由美国国防部(出资80%)和航宇局(出资20%)负责军事和民用方面的应用。X-30航空空间飞机的应用研究目前有3个方面:侦察飞行、载人单级入轨飞行器和超高音速运输(即“东方快车”)。X-30计划在1988财年的费用为3.2亿美元,1989财年计划增加到4.11亿美元,增加的目的是在下一年制造两架飞行样机。如果进展顺利,1989年将选择气动外形和超音速冲压喷气发动机的主承包商。沈人杰译自1987.6—7《空间飞行》