尾部喷流对飞行器阻力影响的数值模拟分析

底阻在弹类飞行器阻力中占比较大,准确预示底阻对于弹类飞行器飞行性能评估至关重要,而发动机尾部喷流对底阻影响明显。采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程的流场仿真方法研究了飞行器底部发动机喷流和外流干扰流场特性,主要分析了喷流对飞行器阻力的影响。飞行器安装了两台推力可调的液体火箭发动机,发动机在不同飞行工况下采用不同推力工作。分别研究了亚音速、跨音速和超音速典型飞行工况下弹体底部无喷流状态、单喷管喷流状态和双喷管喷流状态时,飞行器阻力变化情况。结果表明:不同马赫数下,发动机喷流对底部阻力影响情况基本一致,与无喷流情况相比,当发动机工作时,无论单喷管喷流还是双喷管喷流状态,底部发动机喷流引射效应明显,弹体阻力系数明显增加。     

航空航天焊接技术的发展与未来

航空航天工业是一个国家综合国力的集中体现,是反映制造业能力与水平的最显著的标志之一,也是新技术、新工艺和新材料等研究与应用的竞争领域。在航空航天的装备和材料加工的过程中,焊接技术始终处于至关重要的地位。为进一步了解国内外焊接技术的发展趋势,推动我国焊接技术的发展与应用,配合2004北京·埃森焊接与切割展览会,本刊记者就"航空航天焊接"这一主题先后采访了乌克兰巴顿焊接研究所所长B.E.Paton、副所长L.M.Lobanov,英国焊接研究所所长Bob John、工业部经理lain Smith,北京航空制造工程研究所副所长王亚军,航天材料及工艺研究所副所长厉克勤,哈尔滨工业大学教授吴林以及德国摩克勒焊接设备技术公司教授U.Prank,现将访谈记录择要刊出,以飨读者。     

烧结温度对氧化铝基陶瓷型壳显微组织及力学行为的影响

采用选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)快速制备高温合金叶片用氧化铝基陶瓷型壳初坯,并结合高温烧结(high-temperature sintering)进一步提高陶瓷型壳的力学性能。研究不同烧结温度(1450～1600℃)对氧化铝基陶瓷型壳的抗弯强度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析型壳的物相组成、断口微观形貌。结果表明:采用选择性激光烧结+高温烧结技术可快速高效地制备力学性能满足要求的陶瓷型壳,随着烧结温度从1450℃升高到1600℃,型壳的室温平均抗弯强度增大,并在1600℃时达到38.03 MPa;型壳的主要强化相为柱状莫来石相,且随烧结温度升高,型壳中莫来石相含量增加,石英相含量降低,方石英相含量先增加后有所降低;裂纹扩展形式从缓慢扩展转变为迅速扩展并引发瞬断,断口由撕裂状演变为平齐小断面,断裂方式由主要沿晶断裂向穿晶断裂转变,裂纹倾向于向晶内莫来石扩展。     

QC工具在尾段壳体铸件研制中的应用

通过QC质量工具的应用,对方案的提出和筛选、对策的制定和实施等过程进行科学的管控,成功研制了一种尾段壳体铸件。该铸件具有高力学性能、高尺寸精度,并具有优良的内部质量和表观质量,能满足某型号对舱段壳体的性能要求,解决了目前该舱段壳体采用锻件加工成型的生产成本高、周期长等问题。     

基于升压匹配技术的射频铷灯发光研究

充有一定比例的铷原子和缓冲气体的射频无极灯可用于星载铷钟的量子态制备和态检测。因此，射频铷灯中不同成分物质的光谱特性将会直接影响量子态的泵浦效率。在实验室条件下，利用实验仪器搭建，可以自由改变射频激励功率和铷灯工作温度的谱灯发光实验平台，并首次利用升压匹配技术实现不同射频激励频率下的射频功率匹配。利用该实验平台可以便捷地研究灯泡工作温度、射频激励功率、射频激励频率等参数对铷灯发光强度的影响。[JP2]实验表明，随着射频灯泡工作温度的上升，铷原子的780nm和795nm谱线强度先上升后下降，而780nm和795nm谱线强度之比I780/I795先下降后上升。因此，稀有气体发光强度在窄温度区间内快速下降。射频功率对于射频铷灯内不同成分发光谱线强度的影响与温度类似，而射频激励频率对铷原子和稀有气体发光强度的影响并不明显。     

轴承腔热分析通用软件的开发与应用

为满足航空发动机设计需求,开发了一种全新的航空发动机轴承腔热分析通用软件。软件基于可视化图形建模技术与热网络算法,通过构建轴承腔热网络模型图来完成热分析计算,具有良好的通用性与适用性。软件前台是采用DELPHI编写的图形界面,可以完成图形建模、参数输入与输出;后台是基于热网络法建立的各节点热流平衡方程组,通过FORTRAN编写的主程序进行热分析计算。软件能够获得轴承腔细致的温度场分布以及热状态变化规律,通过与试验数据对比,软件具有良好的计算精度。     

基于旋转双光楔的像方扫描大视场成像光学系统设计

针对无人机传统外挂式光电载荷吊舱窗口尺寸大、无法实现大视场扫描需求的现状，提出了一种基于旋转双光楔的像方扫描红外大视场成像光学系统设计。该系统在传统像方扫描光学镜组基础上引入了双光楔扫描器，以增大系统的扫描视场角，解决了高速无人机目前面临的红外窗口有限且成像视场角小的问题。采用光学设计软件进行了仿真，设计后的光学系统物方视场范围为±21.665°，满足了大视场范围的工作要求。设计结果表明，在工作波段（3.7μm ~4.8μm）范围内，该系统的成像质量高，中心视场调制传递函数在33(lp/mm)空间频率下可达0.45，全视场范围内的调制传递函数>0.42@33(lp/mm)，像点能量集中度较好，接近衍射极限。与传统扫描光学系统相比，采用基于旋转双光楔的新型像方扫描成像光学系统设计，在保证各项设计指标不变的前提下，能够将光学系统的径向尺寸减少20%以上，可满足未来无人机实现轻量化和小型化的应用需求，拥有良好的应用前景。     

基于改进层间剪切强度准则的层压板冲击分层阈值力预测

薄板受冲击时产生的挠度会使接触半径大于直接由赫兹接触定律所得的接触半径。本文提出两种考虑薄板挠度的接触半径修正方法,首先使用赫兹接触定律初步计算接触半径,再联立层压板挠度公式和冲击头表面的几何方程得出修正的接触半径,用有限元模型验证了接触半径修正方法的有效性。使用基于层间剪切强度的分层阈值力(DTL)准则,提出了根据少量测试样本预测不同厚度层压板在不同半径冲击头作用下分层阈值力的方法。使用该方法预测了不同冲击参数下复合材料翼盒蒙皮的低速冲击分层阈值力。结果表明,使用了修正的接触半径后,预测精度有大幅的提高。     

复合材料斜面压铆和锤铆铆接质量对比分析

通过试验对复合材料斜面机器压铆和手工锤铆两种铆接方法的质量进行评估。评估内容主要包括铆钉的外观质量、复材铆接件的外观质量、无损检测和力学性能测试4个部分。结果表明:压铆的铆钉比复材铆接件的外观质量更好,受人为因素影响小;在无损检测后,压铆后的复材铆接件没有出现分层现象;在力学性能测试部分,压铆的铆接强度优于锤铆的铆接强度。可见在复合材料铆钉中压铆更具有实用性和适用性。     

自带齿轮的蝉

最近，《科学》杂志刊登了一位英国教授的文章。他的孙女在花园里逮到一只很常见的鞘翅瓢蜡蝉幼虫。这种瓢蜡蝉科的昆虫在古北界（涵盖欧亚大陆的北部，包括整个欧洲和中国秦岭以北）非常常见，幼虫可以跳得很高。在高倍数显微镜下，他观察到这只幼虫前后腿之间居然有一种半齿轮装置，以保持协同性，