复合式智能火灾探测器设计

复合式火灾探测器由感温探测、光电感烟探测和CO气体探测3部分组成,探测到的各种火灾探测信息经单片机进行综合判断,在软件设计加入神经网络智能算法,MATLAB仿真实现了多元同步智能探测。     

MEMS固体微推力器阵列驱动控制系统设计与试验

为了实现MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)固体微推力器阵列准确可靠点火,阵列单元的点火驱动控制显得尤为重要。设计了驱动控制系统,由电源模块、驱动模块、10×10规模固体微推力器阵列模块、控制及通信模块组成,并分别对各个模块的设计进行了介绍。通过把各个模块进行一体化,设计了整机结构,并制备了原理样机。最后对原理样机进行了电爆试验、点火试验以及冲量测试试验,试验表明所设计的驱动控制系统功能完备,能够对阵列单元准确点火以及多单元同时点火,具有很高的可靠性,点火成功率100%。     

片光反射遮挡式超高速亚毫米粒子探测技术

为满足在超高速碰撞靶上开展航天器抗空间碎片防护性能试验,需要准确测量速度3～10km／s,以及更高速度的毫米级或亚毫米级粒子的飞行速度,在可以实现毫米级粒子探测的片光遮挡式粒子探测技术基础上发展了片光反射遮挡式粒子探测技术,通过采用提高粒子直径与激光光束宽度的比值,解决了探测粒子直径小于1mm时探测信号弱不能识别等关键技术,研制了试验装置并开展了验证试验,研究结果表明该技术在0．2～10km／s速度范围内可实现直径为0．1mm量级粒子的有效探测。     

用于空间舱火灾预警的气体检测技术研究

针对空间舱火灾的风险和早期预警需求,提出了一种用于空间舱火灾预警的气体检测装置设计方案。该方案首先基于微重力条件下燃烧特征和相关非金属材料燃烧试验,提出了适用空间舱火灾预警的目标气体类型和对应的指标要求以及组分气体火灾报警策略,并以此为根据设计了基于激光吸收光谱技术用于火灾探测的四通道气体检测系统,同时搭建了单通道气体检测装置。试验结果显示:单通道气体检测装置的T90响应时间约为1 s,且在-30～60℃范围内温度对浓度测量的影响小于1%,响应快速性及免标定功能均得到了试验验证。     

航空发动机整机静子建模与刚度验证

基于建立航空发动机整机状态的结构动力学分析有限元模型要求,对应用于静子机匣的不同有限元网格模型进行了对比分析,并将其组装成整机模型,进行了各支点的静柔度计算和对比试验。结果表明:对静子建模可分为主承力和其他机匣部件分别进行。承力机匣采用实体单元模型,有效模拟其刚度特性;传力机匣采用壳单元模型,在保证计算精度的前提下减小计算规模。通过对整机静子模型状态下轴承座静柔度计算与试验结果的对比,验证了整机静子模型刚度分布的有效性,经过质量修正后可以为整机状态结构动力学分析提供模型。     

基于信息融合技术的火灾报警方法研究

根据当今火灾探测的现状和实现火灾早期报警的需求,将多传感器数据融合技术应用在火灾报警系统中。在分析了信息融合系统的三级结构及火灾报警信息非结构特性的基础上,以感温、感烟和气体的火灾报警模拟量为输入,利用粗糙集和神经网络对多传感器信号进行融合,设计出一种快速、准确和有效的火灾探测系统,达到了提早报警和降低误报警频次的目的。     

基于红外视频的火灾探测算法

视频火灾探测技术成为火灾探测的主要研究方向之一,该技术的难点是保证对火灾准确快速地探测。针对目前视频火灾探测识别率较低、报警时间较长的问题,为了提高火灾识别率,增强算法实时性,本文提出一种红外视频的火灾火焰探测方法,采用带有截止可见光透红外滤波片的摄像头采集现场红外影像,结合火焰的静态和动态特征,对火灾进行准确快速探测,同时,综合运用火焰圆形度和尖角个数变化判据对稳定火焰和非稳定火焰进行区别,实现对火灾的分级报警。实验结果表明,改进算法对火焰识别的准确性高,抗干扰能力较强,并且具有显著的快速性,其处理速度达到20ms/帧,并且系统平均报警时间小于200ms。     

航天器舱壁加筋结构中泄漏声波传播特性与泄漏定位影响研究

为解决泄漏定位方法受航天器加筋结构影响而出现较大定位误差的问题,提出一种过筋系数的计算方法,根据过筋系数分析加强筋对不同频率信号的影响以选择合适的滤波频率,提高泄漏定位算法的准确性.通过实验对加强筋前后泄漏声波的时域及频域特征进行比较,得到加强筋对不同频率声波滤波特性曲线,并选择合适的声波频带进行泄漏定位.实验结果表明...     

正交设计在高速钢刃具气体软氮化试验中的应用

一、试验目的 为了延长高速钢刃具使用寿命,提高切削效率,用气体软氮化代替硫、氮共渗的工艺方法,了解气体软氮化中各因素对不同指标的影响,摸索较好的生产条件,为此,安排了这次试验。 试片材料为W_(18)Cr_4V,尺寸20×10×15毫米,表面光洁度(?)_(10)。设备为RJJ—25型渗碳炉。 二、试验方案 1.考察指标: 氮化深度(2～4丝为好) 脆性(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级) 硬度(HV越高越好)     

“天宫一号”目标飞行器表面污染物质沉积探测数据及分析

航天器进入空间环境以后,表面和内部材料通过解吸和放气过程会迅速释放出在地面环境和材料加工中所吸附的气体分子和颗粒,再沉积到航天器表面,形成污染物质层。这种现象会对航天器上一些技术分系统(如能源系统、光学遥感系统、温控系统等)产生程度不同的负面影响。"天宫一号"目标飞行器上携带了微质量计,首次在载人航天轨道上就位监测飞行器表面污染物质沉积及其变化,证实了这种污染现象和污染物质的存在。探测数据分析表明,飞行器表面污染物质沉积量随时间累积增长,在三次交会对接期间尤为显著,同时表面沉积量增长与温度呈负相关关系,姿态变换对其影响有待进一步讨论。     

基于约束方程建模技术的CCGA封装力学特性仿真

为探讨CCGA高密度封装结构在整机设备中的有限元建模方法,分析CCGA封装在力学激励下的响应,选用了不同的有限元单元对CCGA封装结构进行了建模,采用了约束方程方法处理不同单元所引起的求解自由度不协调问题,根据CCGA封装模型特点编写了约束方程自动建模程序。基于约束方程方法建立的有限元模型,对包含CCGA封装结构的设备整机进行了随机振动激励下的有限元仿真,得到了随机振动激励下封装的响应。通过包含CCGA封装结构的有限元模型建模过程可以看出:自动约束方程建模方法可以有效地处理实体单元与梁单元建模引起的自由度不协调问题,为包含高密度封装的设备整机有限元建模提供了新的思路;CCGA封装结构力学特性仿真结果可以较全面反映封装响应,为CCGA芯片的加固措施提供了根据。     

智能火灾探测报警系统的两大构成要素

本文叙述了智能火灾探测报警系统的两大构成要素-火灾探测智能和总线通讯智能。并结合我们在研制“复合式感烟感温火灾探测报警系统”中所取得的成果和经验，着重论述了火灾探测智能和总线通讯智能的实现方法及其各自在系统中所起的关键作用。通过两者的互补来实现火灾探测报警系统智能化。     

基于离子电推进系统的航天器有效载荷能力分析

为预估与提高航天器有效载荷能力,结合航天运输系统理论与离子推力器放电模型,对深空探测任务中以离子电推进系统为主要动力来源的航天器有效载荷能力进行了分析。通过理论推导,构建并揭示了有效载荷分数与深空探测任务参数和电推进系统性能参数的函数关系与潜在联系。结果表明:动力装置单位质量越小,航天器所能达到的最佳有效载荷分数越大;有效载荷分数的高低与离子引出份额、原初电子利用率参数的大小以及任务时间的长短呈正相关;当离子电推进系统可以达到更高的载荷比时,则需要更高的工质利用率作为支持。     

基于逆向设计的飞机货舱烟雾等效方法

在飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证中,为尽可能降低验证试验风险,通常需要采用烟雾发生器产生的模拟烟雾来代替真实火灾烟雾进行飞行试验,但研究表明两种烟雾在造成烟雾探测器响应时间方面存在较大差异,必须通过改变烟雾发生器边界条件来实现与真实火灾烟雾的等效,然而,通过传统"试错法"寻找能够实现两种烟雾等效的边界条件将耗费大量时间资源。采用逆向设计的方法,首先在火灾动力学模拟（FDS）软件中分别建立烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾数值模型,并在Isight优化软件中将FDS进行集成,通过构建使两种烟雾等效的目标函数,采用多岛遗传算法（MIGA）对烟雾发生器边界条件进行一次性逆向求解,从而避免了传统"试错法"造成的资源浪费。对逆向计算的结果进行了试验验证,逆向求解得到的边界条件能实现烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾的等效,该结果可直接指导飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证工作。     

火箭末级的天线布局建模与优化

针对航天器绕定轴旋转飞行时天线与地面测控站的非线性通联时长问题,在航天器本体上建立基础坐标系,将天线信号辐射范围简化为一个空间锥体,通过建立天线布局姿态与航天器本体的空间相对位置关系,以及建立地面测控站与航天器本体的空间相对位置关系,映射得到了天线布局姿态与测控站的通联时长关系模型。基于该模型,利用遗传算法,以通联时长最长为目标函数,对布置3个天线的航天器进行了优化。通过(0°,0°),(20°,30°)和(-20°,-30°)3组布置角度下天线通联各测控站时长的仿真计算,验证了模型的有效性。优化求解得到的3个天线的最优布置角度为(0°,1.23°),(65.36°,178.30°)和(-65.36°,-176.04°),天线通联信号覆盖比率为83.98%。     

基于星载可见光相机的空间碎片探测

空间碎片在轨识别与参数辨识为空间轨道预警、航天器规避空间碎片提供了重要依据。文章在轨道相对动力学的基础上,模拟了空间碎片在光学探测过程中的拖尾成像特性;随后,采用 Hough变换对空间碎片尾迹特征.r进行提取与识别,获取碎片方位角信息,通过匹配多帧图像,获取碎片的方位角速度信息。同时,结合激光测距仪的测距信息,获取空间碎片的位置和速度信息;通过数值仿真验证,该方法能够实现对空间碎片探测、识别和定位,因而具有一定的工程应用价值。     

我国深空探测领域防热材料的进展与需求

我国深空探测任务的不断发展对航天器的防热技术提出了更高的要求,而先进的防热材料是防热技术发展的重要支撑。本文主要针对月球探测返回任务和火星探测任务,重点介绍了我国在防热材料领域所取得的研究进展,并对未来以火星与小天体探测返回、火星大气制动、以及近日探测为代表的深空探测任务中防热材料的发展和需求进行了展望。     

FAR25第129号修正案对结冰探测系统的影响研究

美国联邦航空局(FAA)在联邦注册报上发布了FAR25-129号修正案——结冰保护的启动,对运输类飞机结冰探测方式提出了明确要求,并要求采用指定的方式进行结冰探测。文中对FAR 25-129号修正案的背景进行了阐述,对FAR 25-129号修正案进行了解析,研究了现有运输类飞机结冰探测系统的现状,对典型的结冰探测方式进行了安全性分析,提出了满足FAR25-129修正案相关条款的符合性验证方法,对国内运输类飞机结冰探测方式提出建议。     

无线电干涉测量在深空航天器导航中的应用

介绍了用于确定航天器相对于自然射电源或另一颗航天器角位置的几种无线电干涉测量技术及其在深空探测航天器导航中的应用。差分干涉测量通过对传播时延进行差分消除了大量公共误差,可以达到很高的测角精度,对深空航天器的导航具有重要意义。针对几种干涉测量技术中包含的相位整周模糊这一关键问题,介绍了当前国际上的几种解决方法。系统地分析了影响干涉测量的主要误差源,并对这一领域未来的发展趋势进行了展望。     

基于特征气体检测的空间站火灾预警策略研究

针对空间站现有火灾预警技术虚警率高、预警滞后的问题,利用环境模拟舱对4种空间站用典型非金属材料进行加热,并对释放气体进行了定性定量分析。检测结果显示,不同非金属材料受热释放气体的种类、速率、浓度虽然存在差异,但气体释放量和释放速率均随加热温度上升而升高,且在一定温度下出现明显拐点;具有与火灾过程匹配度高、火灾特征性强、出现早、浓度相对较高等优势的CO可作为火灾预警主要标志气体,HCN、HCl可作为辅助性标志气体。并结合空间站需求,提出了包含正常期、阴燃期、发展期、燃烧期的火灾预警策略,为实现空间站火灾早期预警提供科学的技术手段。