我国可重复使用液体火箭发动机发展的思考

重复使用是降低航天发射成本的重要途径之一,是液体火箭发动机未来发展的重要方向。本文分析了可重复使用液体发动机的发展趋势,针对可重复使用运载器对发动机功能的需求,探讨了动力系统方案;对比了液氧煤油和液氧甲烷等推进剂组合和不同循环方式,认为几种发动机方案均可满足重复使用运载器的需求;研究了重复使用发动机的关键技术,提出应重点研究可重复使用液体火箭发动机高温组件热结构疲劳寿命评估及延寿技术、运动组件摩擦磨损技术、结构动载荷控制与评估技术、快速检测评估与维修维护技术、健康监控与故障诊断技术、二次或多次起动技术与大范围推力调节技术等。     

基于UML—OOPN的可重构制造单元建模

以可重构制造单元为研究对象，以实现其可重组性为研究目标。提出了一种集成标准建模语言UML和面向对象Petri网的建模方法－UML－OOPN，该方法同时具备了标准建模语言UML和Petri网的优点，不仅能够提供了支持需求分析，模型描述和设计，模型分析和仿真，直至模型实现的一块化框架，而且所建立的系统模型具有较好的可重用性和可扩展性。     

可复用的需求建模方法

提出了一种特征驱动的可复用需求建模方法(RRM,Reusable RequirementMethod),此方法定义了一个可复用的需求建模过程(RRMP,Reusable Requirement Modeling Process),在领域工程和应用工程两个层面上都提出了相对完整的需求建模方法并将两个阶段有机地融合在一起.将主要研究方向着眼于领域模型的正确建立、合理剪裁和对象化过程,从而得到针对于具体应用的需求模型.在RRMP的过程指导下还将设计一个需求定制与应用开发平台(RAP,Requirement customing Application developing Platform).RAP平台立足于需求获取阶段,以用户易理解的图形化方式灵活直观地与用户进行需求交互,根据用户定制的需求自动生成具体应用的标准需求开发文档和开发过程中所产生的统一建模语言(UML,Unified Modeling Language),并最终开发出用户所需的领域内特定应用的原型系统.RAP平台主要包含3个部分:图形化需求定制工具,需求开发文档生成工具和目标应用开发工具.     

类构件潜在可重用性预测技术

首先分析了Judith Barnard类构件潜在可重用性预测模型,针对其不足提出了改进意见.在此基础上,将"类构件"的概念进行扩展,提出了"可重用类群"的概念及相应的判定算法,该技术使得对类构件潜在可重用性的预测更加合理、准确.      

航天飞机主发动机高压燃料涡轮泵的故障模式

对航天飞机主发动机(SSME)高压燃料涡轮泵(HPFTP)的故障模式作了归纳总结,深入分析了HPFTP关键部件故障的问题及其解决办法.研究表明:①SSME的HPFTP故障模式与一次性使用液体火箭发动机液氢涡轮泵、航空燃气涡轮的故障模式存在很大的差异;②影响HPFTP寿命的重要故障模式是涡轮叶片的断裂与热防护装置的热机械疲劳故障;涡轮叶片的断裂主要由高温蠕变效应与高速旋转离心力所引起.HPFTP启动、关机瞬态效应对涡轮叶片的影响也很严重,在涡轮叶片寿命预估时必须考虑这些因素;③HPFTP次同步振动问题是SSME HPFTP设计初期面临的一个重要故障模式,主要由轴承与泵级间密封引起的;④启动隔离密封这类HPFTP专有密封件的故障模式也是HPFTP故障模式的重要组成部分.      

基于系统集成的HLA协同仿真系统的研究与实现

HLA以其优越的互操作能力和可重用性成为开发大规模协同仿真系统先进的框架标准,但是它本身并没有提供具体的联邦开发规范。在总结传统HLA仿真系统开发经验的基础上,以集成作为构建仿真联邦的出发点,将集成的要求贯穿于联邦开发的各个阶段,并制定为相应的开发规范,从而形成了基于系统集成的HAL协同仿真系统开发方法。使用这种开发方法简化了联邦及成员开发的过程,降低了系统的实现难度．提高系统的开发效率。     

低温非接触式端面密封参数优化与试验验证

针对液氧/煤油发动机使用的接触式端面密封存在端面温升大、重复使用性能不理想等问题,首先采用无限长平面平行槽的惠普尔理论构建非接触式端面密封计算模型,然后仿真计算密封结构参数对气膜刚度以及泄漏量等密封性能的影响,最后以最大气膜刚度为优化目标,对非接触端面密封结构参数进行优化设计.低温运转试验验证了优化结果的正确性和非接触式端面密封具有良好的重复使用性.     

新型的数控译码模块结构的研究与实现

为了能为用户快速开发出使用不同指令格式的数控系统译码模块,提出了一种新型的译码模块结构.将译码模块划分为输入数据子模块、内部数据接口子模块和功能函数子模块三个独立的子模块.在内部数据接口子模块中,把数控指令进行了形式化表达,实现了输入数据子模块与功能函数子模块的隔离,减弱了译码数据计算对于数控指令格式的依赖.分析了数控加工指令与特征的对应关系,利用基于特征的思想对数控加工指令进行了分类.利用这一分类将功能函数子模块的计算结果以数据集合的方式输出,促进了功能函数子模块的独立.结果表明这种结构中的各子模块具有良好的可重用性,提高了译码模块的开发效率.     

机载产品研制中的CBB管理研究与实践

在对CBB相关概念深入理解的基础上,研究、设计了一套具有较强通用性的CBB全生命周期管理方法,通过对该方法的实践和总结,为科研院所提供了一种相对高效的产品开发模式。