低损耗介质材料复介电常数的变温测试

采用TE015模高Q圆柱腔对X波段低损耗介质材料的复介电常数进行了变温测试,电场的极化方向平行于样品表面.可测温度范围为常温到200℃.在所有温度点上,空腔的无载品质因数均大于40000.复介电常数的测试范围为εr1.05～10,tanδ3×10-2～5×10-5,测试系统的最可几误差为|Δεr / εr|=1.5% ,|Δtanδ|=10% tanδ+3.0×10-5.     

基于室温里德堡原子天线的宽频带电场测量

利用室温铯原子里德堡态构建原子天线,研究原子天线对30MHz～40GHz频率范围电磁波信号的响应特性。实验中,通过852nm和509nm的双光子激发方案实现里德堡原子的量子态制备,通过阶梯型电磁感应透明光谱实现电磁波信号测量。实验研究了66S_1/2、66D_5/2、76D_3/2里德堡态的宽频电磁波响应特性,研究发现近共振条件下,原子与电磁场通过电偶极共振跃迁耦合,光谱信号较强,系统的测量灵敏度为-110dBm/Hz±2dBm/Hz,线性动态范围为40dB;失谐条件下,原子与电磁场的相互作用主要是AC Stark频移,光谱信号较弱。对于铯原子,66S_1/2与66D_5/2里德堡态在30GHz附近存在测量不敏感区;76D_3/2量子态在30MHz～40GHz范围的偶极共振跃迁分布均匀,实验没有测量到明显的不敏感区。     

用3mm准光腔测试介质片复介电常数

为了准确检测介质片在3 mm频段的复介电特性,采用固定腔长法,研制了工作在101.80 GHz的测试介质片复介电常数准光学谐振腔测试系统。结果表明:腔体的品质因数达8×104,高斯波束的束腰半径为2.36 mm。复介电常数的测试范围ε′为2~8;tanδ为3×10-4~5×10-3,最可几误差为│Δε′/ε′│小于等于10%;│Δtanδ│小于等于20%tanδ+1×10-4。此方法能检测大面积介质片复介电常数的均匀性。     

GH2909 合金锻件缺口持久敏感性试验与分析

针对低膨胀高温合金GH2909锻造及热处理后锻件持久性能不合格问题,确定合适的热加工工艺参数及合理的工艺方 法,改善其锻件缺口持久敏感性,对该合金采用不同的锻造工艺和热处理制度进行试验,观察显微组织和检测室温及高温性能。 结果表明：控制锻件热料回炉不低于900 ℃,模具预热;锻件预热时间系数控制在0.6～0.8 min/mm 范围,加热时间系数控制在 0.4～0.6 min/mm范围;当第一步锻造和最后一步锻造的加热温度分别为1050 ℃和1000 ℃时,变形量增加可使GH2909 合金的显 微组织细小且分布均匀;2次固溶+2段式时效热处理制度对GH2909 合金组织析出物有明显影响,并使室温和高温拉伸强度提高。 锻件合格率由6.25%提高到90%以上。     

基于偏最小二乘回归同时测定阿莫西林和多四环素含量

阿莫西林和多四环素在紫外光谱区间吸收峰附近有多重共线现象,紫外分光光度法难以准确测出2种物质各自含量.本文通过L_(16)(4~5)正交实验设计,采集200～250 nm波长混合样品吸收光谱,数据经标准化处理,建立偏最小二乘回归预报数学模型.结果显示,该法计算阿莫西林和多四环素的预测相对误差(RPE)分别为3.13%和6.42%,平均加标回收率分别为100.34%和100.71%.该法简便快捷,准确可靠,样品无需预先分离.     

用温度修正的k-ε模型研究排气系统红外辐射特性

为研究温度修正的k-ε湍流模型对排气系统红外辐射特性计算精度的改善程度,计算了某轴对称收敛喷管在3~5μm波段的空腔-喷流组合红外辐射特性,并与试验结果对比.喷管流场及温度场采用有限体积法(FVM)求解Navier-Stokes(N-S)方程得到,湍流模型分别采用标准k-ε模型和温度修正的k-ε模型.红外辐射特性的计算采用有限体积法求解吸收-发射性介质条件下的三维辐射传输方程,并考虑大气衰减作用.计算结果表明:温度修正的k-ε模型可有效预测排气系统热喷流的核心区长度,从而获得与试验结果一致的红外辐射强度.与标准k-ε模型相比,采用温度修正的k-ε模型计算得到的红外辐射强度的最大相对误差由64%降至了4.3%,说明温度修正的k-ε模型适用于精确模拟排气系统的红外辐射特性.      

考虑自然对流的厚交换层液滴蒸发模型及其检验

两相模型对航空发动机燃烧室数值模拟的准确性至关重要,液体燃料的蒸发特性是两相模型的一个关键因素,为了得到准确合理的两相模型从而为燃烧室的设计提供依据,采用悬滴法实验研究了甲醇、煤油及航空煤油液滴在静止环境下的高温蒸发现象,并得到了液滴蒸发速率随环境温度的变化规律。比较实验数据与已有液滴蒸发模型计算结果,发现二者具有较大差距,分析认为已有模型应该考虑静止环境中自然对流对液滴蒸发的影响。在前人工作基础上,用考虑自然对流浮升力因素的厚交换层理论对静止环境下液滴的高温蒸发进行理论推导,得到新的蒸发模型。采用本文实验结果及文献液滴蒸发实验数据对新模型进行了检验。对于甲醇和煤油,在本文的实验工况下,新模型计算结果与实验结果具有较好的一致性,与实验的相对偏差不超过20%;对于煤油,新模型计算结果与文献实验结果的相对偏差不超过10%。     

电容式微机械陀螺温度特性研究及温度补偿

电容式MEMS角速率传感器零位的全温稳定性是其实用化的最重要的技术指标之一。分析了陀螺工作原理,从传感器敏感表头的空气阻尼、谐振频率等方面分析了机械结构的温度特性,得出了在全温区内驱动力与传感器零位输出的相关性。根据对陀螺表头和接口电路的温度特性分析,设计了恒定跨导高线性度的运算放大器,实现了全温低相位偏移、低幅值偏移的接口ASIC,并在高压N阱COMS工艺下流片。通过驱动力信号对零位进行温度补偿,包含了机械结构刚度和空气热阻尼等因素的影响,理论上比单独的谐振频率补偿更准确,而且驱动力信号可直接由接口电路给出,避免复杂的采样。在-40℃60℃的温度范围内进行零位温度循环测试,驱动力幅值对零位输出进行三阶拟合补偿,补偿后全温零位温度漂移小于26.7(°)/h(1σ)。     

基于叶尖定时的航空发动机涡轮叶片振动测量

介绍了基于叶尖定时的非接触振动测试系统应用于涡轮转子叶片的技术瓶颈,突破高温传感器结构设计、安装以及冷却等技术难点,通过设置系统触发信号保持时间,解决H型涡轮转子叶片对叶尖定时信号的二次触发问题,并给出核心机状态下转速基准实现方法。将非接触振动测量技术成功应用在某型涡扇发动机高压涡轮转子叶片振动监测中,有效获取涡轮转子叶片共振时的振动频率和幅值,并与应变计测量叶根动应变结果进行比对。结果显示:基于叶尖定时的非接触振动测试系统和接触式动应力测试系统均可监测涡轮转子叶片振动,成功辨识转子叶片8 200 r/min时的12阶激励阶次激发的一弯振动模态,两种分析方法识别共振频率相对误差在4%以内。     

收集处理方法对含铝固体推进剂凝相燃烧产物特性影响

含铝固体推进剂凝相燃烧产物特性对固体火箭发动机的燃烧效率、燃烧稳定性和绝热安全性等影响重大。为获得准确可靠的凝相燃烧产物的理化特性,利用定压燃烧装置来收集凝相燃烧产物,采用马尔文激光粒度分析仪、扫描电镜及X射线衍射仪对产物进行表征,研究收集介质、干燥处理和超声分散对凝相燃烧产物性质的影响。结果表明,使用水收集获得的凝相燃烧产物平均粒度与氮气收集条件下相比大60%,水收集法适用于研究推进剂近燃面凝相燃烧产物。干燥处理能保证凝相燃烧产物样品中大尺寸颗粒的有效取样,在粒度测试之前需要对样品进行干燥处理来获取准确的凝相燃烧产物粒度分布数据。超声分散会导致大颗粒团聚物含量降低,小颗粒团聚物含量升高,最终显著降低凝相燃烧产物平均粒径。粒度测试时,在80kHz条件下,超声分散参数设定为40 W,5 min较为合适。基于研究结果,提出了一套科学合理的凝相燃烧产物收集处理方法。     

High Voltage/High Power for Airborne Applications

The Air Force has requirements for large amounts of electrical power at high voltage (up to hundreds of kilovolts) for certain airborne applications. Because of the severe weight and volume constraints, these systems cannot be realized using conventional technology. The Air Force, therefore, has been heavily involved in the development of lightweight power generation and conditioning equipment. Programs have been undertaken to reduce the weight of rotating machines, transformers, switches, inverters, and capacitors. The advances made in these areas are described, and some aspects of the use of these components in the design of lightweight systems are discussed.     

超高强度高合金耐蚀钢深孔加工工艺

伴随着工业革命的不断进步,各行各业尤其是航空工业的快速发展,各种现代飞机、航天飞行器的性能不断提高.一方面,飞机结构件尺寸越来越大,结构越来越复杂,加工精度越来越高;另一方面,飞机及各类飞行器中难加工材料所占比例越来越高,切削余量大,加工难度高,加工周期长,使得加工效率成为制约现代航空工业发展的关键因素之一.     

一种设计高强韧性钢材的新方法

在实验数据的基础上,利用人工神经网络建立高Co-Ni二次硬化钢的力学性能与合金成分及热处理温度对应关系的模型。提出将五个材料力学性能指标及部分合金成分作为网络的输入,其它合金成分和热处理温度作为网络的输出,根据要求的力学性能设计性能设计材料的合金成分含量及热处理条件,获得了满意的结果,为高性能材料设计提供了一定的理论辅助手段。     

离子推力器高效高可靠性屏栅电源设计

为了进一步提高离子推力器的可靠性和使用寿命,采用6个电源模块串联输出的方法设计了高效高可靠性的屏栅电源试验样机,每个模块采用全桥LLC谐振变换器,并对屏栅电源模块的性能、打火时开关管的瞬态电流应力分别进行了测试研究。结果表明：屏栅电源模块采用全桥LLC谐振变换器,可以实现零电压开通零电流关断（ZVSZCS）,整个电源的转换效率提高到96.9%;单个电源模块输出电压为210V,电源模块内部没有大于250V 的交流电压峰值,简化了高压绝缘设计的难度;变换器初级较大谐振电感的限流作用使得推力器出现打火时,开关器件瞬态电流仅为40A。该设计可以有效提高屏栅电源的效率和可靠性,可以应用于小行星探测等深空探测航天器的电推进系统。     

滑轨高速铣削加工

针对国产某型号座椅中滑轨零件的加工变形难以控制及提高加工效率的问题,研究了滑轨高速铣削工艺.用高速铣削加工代替龙门刨可确保达到设计要求,并为加工长薄壁零件积累了经验.     

The High Energy Telescope for STEREO

The IMPACT investigation for the STEREO Mission includes a complement of Solar Energetic Particle instruments on each of the two STEREO spacecraft. Of these instruments, the High Energy Telescopes (HETs) provide the highest energy measurements. This paper describes the HETs in detail, including the scientific objectives, the sensors, the overall mechanical and electrical design, and the on-board software. The HETs are designed to measure the abundances and energy spectra of electrons, protons, He, and heavier nuclei up to Fe in interplanetary space. For protons and He that stop in the HET, the kinetic energy range corresponds to ～13 to 40 MeV/n. Protons that do not stop in the telescope (referred to as penetrating protons) are measured up to ～100 MeV/n, as are penetrating He. For stopping He, the individual isotopes ³He and ⁴He can be distinguished. Stopping electrons are measured in the energy range ～0.7–6 MeV.     

高质量的复合材料钻孔

复合材料不是金属,所以在上面钻孔理应有别于金属.若用钻金属的刀具在复合材料上钻孔,那么就会使钻孔质量很差,同时也会使刀具磨损过快.     

High Power Needs for Commercial Satellites

This overview paper presents estimates of the photovoltaic power systems needed on commercial communications spacecraft in the year 2000. These are developed in the form of power requirements based on extrapolation of the historical growth in communications traffic and are about 5 to 15 kW. The paper also addresses the key technology drivers in these photovoltaic systems. The importance of reducing mass in the power system is described in terms of the tradeoff with communications systems mass to maximize communications revenue. It surveys solar array components and subsystems to meet these future requirements and attempts to identify the development candidates with a large payoff potential and a high probability of successful development.     

高空长航时无人机高精度自主定位方法

针对传统基于轨道动力学模型及非线性滤波进行间接敏感地平天文导航定位方法在实际应用中的局限性,提出了一种适用于高空长航时无人机自主导航定位的快速间接敏感地平天文解析定位新方法。分析了星光折射视高度天文量测的机理,导出天文三维定位的解析表达式,详细阐述了利用最小二乘微分校正法代替非线性滤波的天文定位方法,通过直接求解非线性量测方程组即可得到飞行器的精确位置信息,并对这种定位方法的定位精度进行了理论分析。该天文定位方法利用了星光折射间接敏感地平精度高的特点,又不需要飞行器动力学模型也不需要任何先验知识,算法简单可靠,计算量小,而定位精度与传统方法相当。最后,通过计算机仿真,验证了这种天文定位方法的有效性。     

High reliability lithium rechargeable batteries for specialties

Since their development in the late 1980s, lithium rechargeable batteries have enjoyed rapid growth and wide use as a commodity battery known for its higher energy density storage and lightweight convenience. These same attributes are emerging as a strong platform in power source development for the medical and aerospace sectors with highly customized applications and narrowly defined criteria. Accordingly, this new generation of lithium rechargeables must be hermetically sealed, have long-term storage capability, and zero-fault tolerances for common causes of field failures such as electrolyte leakage or short circuits from mechanical deformation. Quallion has been developing and manufacturing highly reliable lithium rechargeable cells for medical, aerospace, and specialty applications. Summarized in this paper are some key technologies developed at Quallion for designing and manufacturing of this new class of lithium rechargeable batteries. They include: 1) leakage reliability; 2) self-extinguishing electrolyte system; 3) mechanical impact resistance; 4) deep discharge storage; and 5) high reliability manufacturing.