不同高度通道内热薄燃料火焰传播特性的研究

为探究通道高度对逆风火焰传播特性的影响,采用实验、数值模拟、理论分析方法对微重力条件下不同高度通道内热薄燃料火焰传播特性进行了研究。通道高度分别为10mm, 14mm和60mm的短时落塔微重力实验结果表明,相同逆风气流速度时,随通道高度增加,火焰传播速度逐渐增大,且10mm, 14mm和16mm高度通道下的火焰长度比约为通道半高度比的二次方关系。数值模拟与理论分析表明,微重力条件下,随通道高度增加,火焰传播速度、火焰长度先增大再减小,呈非单调的变化趋势。燃烧热释放速率随高度变化呈非单调变化趋势,同火焰传播速度变化规律基本一致。     

微重力下超导材料的试验研究

利用我国返回式卫星进行超导材料的空间加工实验,自1987年我们首次在世界上完成到现在已进行了五次,先后进行了 YBCO;BPSCCO;YICO Ag_2O;YBCO 薄膜等材料的空间热处理实验和重熔再结晶实验。文章总结报道了前四次搭载实验情况,(’93年搭载实验因卫星故障未能完成回收)。YBCO 和 BPSCCO 超导材料在空间微重力条件下加工试验表明:空间处理样品在超导电性上变化不大,零电阻温度和超导起始转变温度基本相同;但空间处理条件对样品的微观形貌,晶体内部结构,组份和相结构有较大影响,具体说空间微重力条件下处理的超导材料样品组份较地面样品分布均匀;晶粒生长较大且呈有序性;XRD 谱图分析表明空间样品具有较纯的超导相;空间真空环境对超导材料加工处理的主要影响表现为 YBCO 材料的失氧效应,所有这些特点对研究超导形成的机制和改善超导材料的地面处理工艺具有很大意义。     

微重力条件下摩擦副摩擦学特性数值模拟研究

与一般机械设备中的摩擦副不同,航天器摩擦副往往处于微重力下的独特工作环境.现对航天器摩擦副进行微重力条件下的摩擦学理论分析,建立了一个二维模型并求解了雷诺方程,以研究微重力状态对摩擦副摩擦学特性的影响.研究结果显示,由于微重力的影响,摩擦副的油膜压力分布有较大幅度的变化,并严重影响了油膜承载能力.     

微重力条件下两相流动沸腾换热地面等效模拟试验研究的必要性

介绍了航天器的热控制模式、对在微重力下的单相流与两相流的换热系统、微重力下与重力场下的两相流沸腾换热进行了比较。最后论述了在微重力条件下进行两相流沸腾换热地面等效试验研究的必要性。     

微重力条件下固液相变过程空穴移动特性研究

为了解微重力条件下固液相变传热过程中空穴的移动特性,建立了一种基于温度排序算法的空穴模型,研究了空穴在不同初始位置的移动过程。结果表明,不同初始位置的空穴均沿着热流的反方向移动,在相同热边界条件下空穴的最终位置与初始位置无关。     

燃烧供热热光伏系统实验研究

针对未来深空探测供电需求,设计了一套热光伏发电系统,采用丙烷燃烧器模拟同位素热源,并利用低禁带GaSb电池实现了系统的热电转换。研究了气体流量、过量空气系数、回热器性能、滤波器等对辐射器温度及电池输出功率、系统转换效率的影响。结果表明：电池输出功率随燃气量单调增加,而在一定燃气量下,存在一最优过量空气系数使其达到最大值;同时,回热器和滤波器对辐射器温度和电池输出特性有很大影响;本实验系统可以实现最大输出功率密度0.45W/cm 2,系统转换效率2.8%。     

航天热防护材料的烧蚀特性研究

介绍了运用 CO_2激光加热装置,对聚四氟乙烯(Teflon)和热防护烧蚀材料 AT2的烧蚀特性研究.研究发现聚四氟乙烯的烧蚀率随热流的上升而增加;随氮气压强和流量的上升而下降;烧蚀过程产生的凝胶区和激光支持气相火焰区,与热流、环境气体种类及压强有关,凝胶区厚度随热流上升而下降,当热流很高时,却趋于一个常数;烧蚀表面温度随热流上升而升高,在本研究条件下,在600～700℃之间.AT2材料的温度和碳化层厚度,随加热时间而增大,随氮气压强的增加而减小.对入射激光束反射强的表面,碳化时的最大温度较低,碳化层的厚度较小.     

俄罗斯大型热真空设备的使用经验

介绍俄罗斯为全尺寸航天器或其大尺寸部件的研制而制造的欧洲最大的热真空设备 KVI 及其技术指标。提及分系统制造、运行以及航天器试验等方面的经验。     

航天器热控分系统对材料的需求分析

航天器热控分系统所使用的材料对于完成其任务具有重要的作用。文章介绍了航天器热控分系统对材料的要求以及应用情况,重点讨论了空间环境对热控材料的各种影响,并根据航天器总体和热控技术的发展需求,指出未来热控材料应重点发展高性能的导热和隔热材料、智能型热控涂层和新型功能型热控材料。     

微重力条件下上面级贮箱液体推进剂自由界面变形数值模拟研究

上面级在滑行期间经历微重力环境,其贮箱内的液体推进剂若管理失当,将影响主发动机的再次启动。文章采用流体体积法对微重力条件下某上面级液氧贮箱内自由界面变形问题进行数值模拟,并与理论分析值进行对比。研究结果表明,数值模拟计算得到的液体爬升高度和表面张力波传播速度与流体力学理论符合较好,证明该方法能够预示微重力条件下上面级液氧贮箱内的流体运动特性,可为后续上面级推进剂管理技术方案的制定及相关试验验证提供参考。     

An Experimental Study of the Effect of Vibrations on Supercritical Fluid Transfer Processes under Microgravity Conditions

On the basis of the data obtained in experiments onboard the Mirorbital complex (OC) in March and April 1999 with the ALICE-2 instrument, the influence of vibrations on heat propagation from a point-like source in the hexafluoride sulfur (SF₆) under supercritical parameters is analyzed. The appearance of two different heat propagation regimes is found: along and across the direction of vibrations. Upon the occurrence of the second-type regime, the heating region first stretches in the direction perpendicular to the direction of vibrations and then propagates at a rate typical for the undisturbed case. The temperature relaxation process is analyzed, which takes place near the heater after its turn-off. The relaxation rate grows as the intensity of vibrations increases and the initial temperature tends to the critical one. The determining dimensionless parameters of the problem are suggested.     

跨介质航行器波浪环境入水流场演变和运动特性研究

跨介质航行器是一种既可以在空中飞行又可以在水下潜航的新概念航行器,基于仿生学原理,提出一种通过改变外形实现水空介质跨越的航行器模型,通过入水试验装置和计算流体动力学方法,对航行器带攻角从空气到水的介质跨越过程进行了试验和数值仿真研究,得到了跨介质入水过程航行器的运动姿态和入水空泡形态,并通过数值仿真得到了航行器的升力、阻力、速度和加速度演化规律。同时基于数值模拟方法对有波浪情况和静水情况下航行器入水过程空泡演变以及运动特性进行对比。结果表明:提出的航行器构型在水中具有较好的姿态调整能力,波浪的有无和波高的不同都会对航行体入水运动特性造成影响。