两电极等离子体高能合成射流流场及其冲量实验研究

两电极等离子体高能合成射流激励器通过腔体内电极间的瞬时电弧放电加热腔内气体,在激励器出口产生压差并喷出高速射流,从而产生反作用力和冲量。针对两电极等离子体高能合成射流响应快、持续时间短的特点,设计了单丝扭摆式微冲量测量系统,并结合高速阴影系统,对两电极等离子体高能合成射流的流场发展过程及其单脉冲冲量特性进行了实验研究。实验结果表明,两电极等离子体高能合成射流响应时间小于10μs,射流持续时间约为1ms,射流前锋最大速度约为190m/s,射流流场发展过程中存在多道强压缩波,并以当地声速向下游传播。单丝扭摆式微冲量测量系统可实现μN·s量级冲量测量精度,单脉冲冲量约为32μN·s,并且在低频状态下射流总冲量随激励器放电频率成线性增加。     

高能束流加工技术国家重点实验室简介

高能束流加工技术国家重点实验室简介由中国航空工业总公司北京航空工艺研究所承建的“高能束流加工技术重点实验室”是国防科工委批准建立的国家级重点实验室，坐落在北京东郊八里桥航空工艺研究所内，１９９５年１１月通过验收并正式投入运行，向国内外开放。高能束流加...     

激波风洞侧向喷流干扰效应试验研究

为研究高速飞行器在高超声速来流条件下侧向喷流干扰效应,在CARDC-φ2m激波风洞上采用"先内流,后外流"的总体技术方案,完成了双锥模型在M6～M10,模拟高度20km～40km,有侧向喷流条件下的测压、测力试验研究,并采用高速流场显示方法进行了流场纹影照相.喷流模拟装置为路德维希管,冷喷流采用氮气,热喷流采用氢氧燃烧的高温气体,喷流有效时间不少于50ms.试验气流为激波风洞产生的高超声速氮气流,有效试验时间为4ms～20ms.试验研究获得了模型攻角在-10°～10°之间,不同的马赫数、高度和侧向喷流状态下的相关试验结果.本文给出了试验数据曲线和流场纹影照片,并对结果进行了初步分析和讨论.     

硼笼化合物对含铝液固高能燃料点火及燃烧性能的影响

为了探究硼笼化合物对液固凝胶型高能燃料的点火及燃烧性能的影响,采用高密度碳氢燃料MCRI-1、辅助分散剂胶凝剂和纳米铝粉为原料,制备了系列含铝液固凝胶型高能燃料(简称含铝高能燃料),并考察了含铝高能燃料的组成对其分散稳定性(即凝胶成型效果)的影响。在此基础上,考察了三种硼笼化合物对含铝高能燃料的密度、热值、点火及燃烧性能的影响。结果表明,提高胶凝剂含量或固液质量比(Al/MCRI-1)均可提高含铝高能燃料的分散稳定性。含铝高能燃料的密度和体积热值随着硼笼化合物的添加略有降低,但其质量热值在添加硼笼T和硼笼A后分别增加了11.6%和12.4%。硼笼化合物可将含铝高能燃料的燃温峰值提高21.1%～52.9%,点火延迟缩短44.5%～65.2%。硼笼化合物明显改善了含铝高能燃料的点火及燃烧性能。整体上,硼笼A添加效果最佳,且热解及燃烧可产生较多的气体,一定程度上增强了含铝高能燃料的膨胀做工能力。     

高能束流加工技术重点实验室在京通过正式验收

高能束流加工技术重点实验室在京通过正式验收以中国航空工业总公司副总经理张彦仲为主任的１３人验收委员会在六二五所对高能束流加工技术重点实验室进行了验收。经过充分讨论，验收委员会认为，高能束流加工技术重点实验室在原有设施基础上，通过自行研制和引进国外先进...     

高能束流焊接技术现状及发展

高能束流(High Energy Density Beam)加工技术包含了以激光束、电 子束和等离子弧为热源对材料或构件进行特种加工的各类工艺方法.高能束流焊(或高能密度焊)是指焊接功率密度比通常的氩弧焊(TIG、MIG)或CO2气体保护焊高的一类焊接方法.严格地讲,焊接能量和焊接功率密度是2个不同的概念,但二者具有相关性.     

瞬间射流作用下的混压式进气道起动特性研究

针对冲压发动机转级过程中可能出现的混压式进气道不起动现象,提出了一种新的瞬间射流调节方式,并开展了非定常数值模拟.结果表明,利用储气腔内高压气体的瞬间喷射,可以实现进气道不起动流场的再起动,且气体质量最少需要0.011 kg,射流作用时间最多持续27ms,具有较高的工程应用价值.深入研究发现,射流引起的进气道溢流是实现...     

高能束流加工技术──先进制造技术发展的重要方向

高能束流加工技术包含了以激光束、电子束和等离子体为热源对材料或构件进行特种加工的各类工艺方法，如焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀与精细加工等。作为先进制造技术的一个重要发展方向，高能束流加工技术具有常规加工方法无可比拟的特点，并已扩展应用于新型材料的制备领域。高能束热源以其高能量密度、可精密控制的微焦点和高速扫描技术特性，实现对材料和构件的深穿透、高速加热和高速冷却的全方位加工，在高技术领域和国防科技发展中占有重要地位。     

带缘板修型的静盘深腔型复合封严试验

采用CO₂气体体积分数测量法研究一种带缘板修型的静盘深腔型复合封严结构。同时选取轴向封严结构和叠覆封严结构作为比较基准，重点关注主流雷诺数(0.75×10⁵～9.4×10⁵)、封严流量(流量比0.2%～2.5%)、旋转雷诺数(1.6×10⁵～8.1×10⁵)等典型工况参数对盘腔内压力分布和封严效率的影响情况；并在此基础上开展了相应的数值研究，获得了封严腔室内详细的流场信息。结果表明：在试验设计工况范围内，主流雷诺数的改变对静叶尾缘和动叶前缘的周向压力分布影响显著。主流雷诺数增加，主流通道内压力升高，主流气体入侵加剧；增加封严流量有利于提高盘腔内压力，从而提升盘腔封严效率，但这对静叶尾缘压力影响较小；增加旋转雷诺数会增大静叶尾缘和动叶叶间通道前缘的静压，加重主流气体入侵，降低盘腔封严效率。相比轴向封严结构，叠覆封严结构由于高半径封严容腔的设置，改变了盘腔流场结构，有效地将主流气体阻隔在封严容腔内，保证了低半径盘腔的封严效率在80%以上。新型封严结构的静盘深腔和缘板造型设置，不仅保...     

高温高速气流中航空煤油横向射流实验研究

横向射流是航空发动机加力燃烧室中常见的煤油掺混组织方式。本文使用激光诱导荧光（PLIF）技术,在加力燃烧室的工况条件下,对航空煤油横向射流过程进行测量,研究了液气动量比、气体雷诺数、气体韦伯数对射流深度的影响。通过自编程序对煤油PLIF结果进行处理,获取了横向射流的射流深度。进行了空气来流温度303～1100K,气流速度100～300m/s,液气动量比9～843,气体雷诺数357～4863,气体韦伯数61～716内射流深度的测量。结果表明,射流深度随动量比的增加而显著增大;气体雷诺数的增加增强了动量比对射流深度的影响;射流深度随气体雷诺数的增加而增大,但增大程度随气体雷诺数的增加而减小;射流深度随着气体韦伯数的增加而减小,但气体韦伯数对射流深度的影响相对次要。通过对实验数据的拟合,获得了无量纲射流深度关于无量纲轴向距离、动量比、雷诺数以及韦伯数的经验公式。     

高焓激波风洞有效试验时间的诊断

高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温真实气体效应以及再入物理问题的有效试验装备,但是激波风洞的试验时间较短,且随着气流焓值的提高大幅降低,仅为几毫秒,因此试验测试数据曲线中有效时间段的分辨十分重要,它直接影响到试验结果的可靠性及精度。鉴于此,采用压力测量、静电探针测量、非接触光学测量和热流测量的方式,针对中国科学院力学研究所JF-10高焓激波风洞16 MJ/kg总焓、7700 K总温的流场状态,对比研究了风洞喷管的起动时间以及有效测试时间。试验结果表明:静电探针测量方法最为有效地分辨了喷管起动时间段、有效试验时间段以及驱动气体的到达; JF-10高焓风洞在16 MJ/kg的状态下,喷管起动时间约为1.3 ms,风洞有效试验时间约为2 ms。     

高超声速吸气发动机燃气模拟装置

本文阐述了用于提高冲压发动机在高马赫数飞行条件下的推力,而发展的简单可靠的催化复合效应实验研究所需要高温燃气的产生方法;进行了理论分析与数值计算;成功研制了一座能产生高温空气与气态燃料燃烧产物的高温燃气激波风洞实验装置,并得到了压力为20大气压,温度为3200K,定常实验时间约为17ms且状态参数稳定的实验结果.     

Konus-W gamma-ray burst experiment for the GGS Wind spacecraft

The Konus-W experiment to be flown on board the GGS-Wind spacecraft is designed to observe gamma-ray bursts and solar flares with moderate spectral and high time resolution. Two large scintillators are used to provide omnidirectional sensitivity. The primary scientific objectives are the study of the continuum energy spectra and spectral features of these events in the energy range of 10 keV to 10 MeV, as well as their time histories in soft, medium, and hard energy bands, with a time resolution to 2 ms.     

The Electron and ion Plasma Experiment for Fast

The ion and electron plasma experiment on the Fast Auroral Snapshot satellite (FAST) is designed to measure pitch-angle distributions of suprathermal auroral electrons and ions with high sensitivity, wide dynamic range, good energy and angular resolution, and exceptional time resolution. These measurements support the primary scientific goal of the FAST mission to understand the physical processes responsible for auroral particle acceleration and heating, and associated wave-particle interactions. The instrument includes a complement of 8 pairs of `Top Hat' electrostatic analyzer heads with microchannel plate (MCP) electron multipliers and discrete anodes to provide angle resolved measurements. The analyzers are packaged in four instrument stacks, each containing four analyzers. These four stacks are equally spaced around the spacecraft spin plane. Analyzers mounted on opposite sides of the spacecraft operate in pairs such that their individual 180° fields of view combine to give an unobstructed 360° field of view in the spin plane. The earth's magnetic field is within a few degrees of the spin plane during most auroral crossings, so the time resolution for pitch-angle distribution measurements is independent of the spacecraft spin period. Two analyzer pairs serve as electron and ion spectrometers that obtain distributions of 48 energies at 32 angles every 78 ms. Their standard energy ranges are 4 eV to 32 keV for electrons and 3 eV to 24 keV for ions. These sensors also have deflection plates that can track the magnetic field direction within 10° of the spin plane to resolve narrow, magnetic field-aligned beams of electrons and ions. The remaining six analyzer pairs collectively function as an electron spectrograph, resolving distributions with 16 contiguous pitch-angle bins and a selectable trade-off of energy and time resolution. Two examples of possible operating modes are a maximum time resolution mode with 16 angles and 6 energies every 1.63 ms, or a maximum energy resolution mode with 16 angles and 48 energies every 13 ms. The instrument electronics include mcp pulse amplifiers and counters, high voltage supplies, command/data interface circuits, and diagnostic test circuits. All data formatting, commanding, timing and operational control of the plasma analyzer instrument are managed by a central instrument data processing unit (IDPU), which controls all of the FAST science instruments. The IDPU creates slower data modes by averaging the high rate measurements collected on the spacecraft. A flexible combination of burst mode data and slower `survey' data are defined by IDPU software tables that can be revised by command uploads. Initial flight results demonstrate successful achievement of all measurement objectives.     

脉冲风洞热喷流实验方法初步研究

发动机燃气喷流对高超声速飞行器后体气动热环境有显著的影响,燃气喷流的物理模型对预测飞行器局部热环境有显著影响,为了利用脉冲风洞研究这类影响规律,研制了一套瞬态热喷流供气系统,建立了瞬态热喷流供气系统的工作方法。该系统的核心技术是利用氢氧燃烧驱动路德维希管（Ludwiegtube）,提供瞬态热喷流气源。本研究包括以下内容：不同氢氧比例对燃烧产物热力学状态及产生方式的影响;不同点火、破膜方式对气源产生及喷流流场稳定性的影响。本研究提出的热喷流供气系统可以提供满足缩比模型喷流实验所需喷流状态的热气源;可以在50ms内起动工作,满足与脉冲风洞同步工作的要求。     

脉冲风洞发动机试验多油位多时序高精度燃料供应系统

针对脉冲风洞超燃冲压发动机试验要求燃料供应快速、稳定、精确的特点,设计了一套燃料供应系统,可多油位多时序高精度地实现试验模型燃料供应、模型点火器气源供应、气体节流气源供应等功能。该系统供应的燃料为乙烯、甲烷、氢气及其混合物。采用压力补偿装置,保持燃料稳定供应,实现燃料当量比精确控制。设计了由电磁阀和气动阀组合而成的快速供气阀门,阀门开启时间小于20ms,关闭时间小于30ms,实现燃料的安全、快速供应。对超燃发动机模型不同油位设计了专门的供油回路,通过电磁阀控制系统,实现多个油位不同时序的控制动作,时序控制精度达到1ms。给出了详细的系统设计回路,并对关键部件参数进行了计算。点火试验表明该系统可以为点火器提供稳定的空气和氢气,点火器正常时间超过500ms。在脉冲式直连式试验台上,进行了乙烯燃料超燃发动机试验,对该套供油系统进行了测试。试验监控了供油管道及模型壁面的压力分布,供油压力在试验时间内波动小于3%,发动机壁面压力显示燃烧性能良好。空气节流试验表明,该系统提供的时长为100ms、压力为4.7MPa的节流空气成功点燃了乙烯。     

高温气体效应对高超声速磁流体控制的影响

高温气体效应会严重影响高温气体流场的流动特性,进而影响高超声速磁流体控制效率。基于低磁雷诺数假设,通过耦合求解带电磁源项的三维Navier-Stokes流场控制方程和电场泊松方程,开展完全气体模型、平衡气体模型、化学非平衡气体模型、热化学非平衡气体模型等条件下的高超声速磁流体控制数值模拟,分析气体模型对磁流体控制的影响,研究高温气体各种非平衡效应及焦耳热振动能量配比等对高超声速磁流体控制的影响规律。研究表明：化学非平衡效应对高超声速磁流体控制影响显著,采用化学非平衡气体模型模拟得到的磁控增阻特性介于完全气体模型和平衡气体模型之间,平衡气体和完全气体模型磁控热流变化的定性规律,与非平衡气体模型模拟结果差异很大;热力学非平衡效应对高超声速磁流体控制的影响,与焦耳热振动能量作用比率紧密相关,随该配比增大,磁场增阻效果由67%降到约12%;高温气体效应会极大地降低磁控增阻效果,会明显地增强部分表面区域的磁控热流减缓效果,要准确数值模拟高超声速磁流体控制,必须有效地考虑化学和热力学非平衡效应,同时选用接近实际情况的焦耳热振动能量配比。     

Ariel 6 observations of Cyg X-1 in the high state

Whereas nearly all previous observations of Cyg X-1 with good time resolution have been made when the source was in its low emission state, Ariel-6 has been fortunate to observe it during 1980 June–July mainly in its high state, i.e. with enhanced low energy emission. The fluctuations were studied on all time-scales down to 2 ms and appeared similar to those previously reported for the low state. The cross-correlation of rapid fluctuations between two bands above and below 3.5 keV however showed a small but significant asymmetry with the high energy emission delayed.     

PEACE: A PLASMA ELECTRON AND CURRENT EXPERIMENT

An electron analyser to measure the three-dimensional velocity distribution of electrons in the energy range from 0.59 eV to 26.4 keV on the four spacecraft of the Cluster mission is described. The instrument consists of two sensors with hemispherical electrostatic energy analysers with a position-sensitive microchannel plate detectors placed to view radially on opposite sides of the spacecraft. The intrinsic energy resolutions of the two sensors are 12.7% and 16.5% full width at half maximum. Their angular resolutions are 2.8° and 5.3° respectively in an azimuthal direction and 15° in a polar direction. The two sensors will normally measure in different overlapping energy ranges and will scan the distribution in half a spacecraft rotation or 2 s in the overlapped range. While this is the fastest time resolution for complete distributions, partial distributions can be recorded in as little as 62.5 ms and angular distributions at a fixed energy in 7.8 ms. The dynamic range of the instrument is sufficient to provide accurate measurements of the main known populations from the tail lobe to the plasmasheet and the solar wind. While the basic structure of the instrument is conventional, special attention has been paid in the design to improving the precision of the instrument so that a relative accuracy of the order of 1% could be attained in flight in order to measure the gradients between the four spacecraft accurately; to decreasing the minimum energy covered by this technique from 10 eV down to 1 eV; and to providing good three dimensional distributions.