航空复合材料智能制造新模式的探索与实践

以航空复合材料数字化工厂的建设为研究对象,深入剖析复合材料专业在智能化转型过程中的解决难点。航空复合材料制造是典型的离散型制造模式,涉及特种工艺多,冷热工艺混合,工序流程复杂,很难通过单一的流程来驱动数字化、智能化体系的构建。详细阐述了航空复合材料数字化工厂建设过程中的工序自动化作业、物联网终端建设、设备设施集成管控、自动化仓储、物流管控、制造过程无纸化等方面建设内容。工厂智能化制造在全要素、大专业、体系化管理方面有很大的创新,实现了一个比较完整的工厂智能制造模式,而非单一局部的数字化、智能化,形成了一个航空复合材料智能制造模式的较好示范,提升了航空复合材料制造效率、质量,降低了制造成本。     

火箭阀门动作量化检测方案设计及试验验证

阀门是运载火箭动力系统关键单机,用于推进剂的加注泄出、贮箱排气、承压安全、贮箱增测压等,实现阀门动作检测对确保阀门正常工作具有重要意义。宇航技术的发展对阀门动作检测提出了更高要求,目前,在飞火箭不能定量判断阀门的关闭程度及密封情况,为此,设计了一种动作可量化检测的阀门结构,并进行了工艺件试验和验证试验,结果表明提出的方案可实现阀门动作量化检测。     

一种空间燃料电池电源系统设计与实现

面向空间应用,依据某航天器任务期间的功耗需求,采用燃料电池和蓄电池的架构,对1kW燃料电池电源系统的设计与实现进行研究。构建了1kW燃料电池电源系统仿真模型,对系统设计原理进行了仿真验证,并研制了1kW燃料电池电源系统样机,对系统典型的负载阶跃工况进行了试验测试。试验测试结果表明,1kW燃料电池电源系统在半载阶跃变化时,母线电压波动小于5V,调节时间小于25μs;整个运行过程系统工作正常稳定,能够满足航天器空间应用需求。     

基于先进拉挤工艺的C型梁预成形变形分析

以预浸料为原料的先进拉挤( Advanced Pultrusion)采用预浸料预变形折弯定型-热固化成形,是制造高性能低成本复合材料型材的一种先进自动化工艺.基于预浸料变形特征分析,以C型梁为对象建立了预成形分析的理论模型,通过实验验证了模型和方法的正确性;为进一步开展其他复合材料型材的先进拉挤研究与应用奠定了基础.     

万耐特新品刀具

第11届中国国际数控机床展(CIMT2009)期间,万耐特推出了一系列极具市场竞争力的新产品.包括可取代CBN的亚微米颗粒技术的超硬新硬质合金材料,适合更高速度和更大进给的新型钢件车削牌号,SideLok<'TM>侧固式刀片锁紧技术,"Clicker"精调机构的高精度镗刀以及用于加工中心的多齿高效自动补偿气动气缸孔镗刀.     

无人机滑橇着陆装置的动力分析

无人机滑橇着陆装置由滑橇、运动机构及油气减震器构成。Jindivik 无人机的滑橇着陆装置结构紧凑、简洁,在同类系统中具有一定的代表性及其独特之处。文中对该装置运动机构进行运动及动力学分析。通过构造该装置的动力学模型,对其着陆缓冲过程进行数学模拟,得出该装置运动关系及着陆缓冲过程的动态特性。分析计算的方法及结果,可供设计同类装置或方案选型时参考     

气体燃料气动火焰稳定器混合特性的初步研究

为了克服航空发动机加力燃烧室传统钝体火焰稳定器存在的流阻较大、燃烧效率较低和红外辐射偏大的缺点,设计了一种气体燃料气动火焰稳定器,通过喷射气体燃料射流形成气动屏障来产生回流区从而稳定火焰,并采用数值模拟计算和实验测试的方法研究了气体燃料火焰稳定器的混合特性。数值模拟计算表明气动火焰稳定器掺混速度快,可在回流区内形成余气系数比较均匀的混合物,且回流区内余气系数分布随来流和射流的参数变化基本保持恒定不变,实验结果证实了数值模拟的结果,并表明采用气动火焰稳定器的燃烧效率较高,部分工况可达98%以上,可为加力燃烧室火焰稳定器的研究和设计提供参考和依据。     

具有微小W型肋的结构化表面冲击冷却实验

将冲击冷却技术与肋化表面相结合,研究了一种具有微小W型肋的表面射流冲击冷却结构。通过稳态实验和瞬态热色液晶测试技术来探究光滑靶板和微小W型肋靶板的传热特性。测试时的冲击间距比为1.5,3和5,基于水利直径的雷诺数为15000~40000。结果表明:两种靶板的平均努塞尔数和压力损失均随雷诺数的增加而增加,随冲击间距比的增加而减小。当冲击间距比为1.5时,与光滑靶板相比,微小W型肋靶板的平均努塞尔数提高了5.1%~7.3%,压力损失却几乎不变。但当冲击间距比大于3时,由微小W型肋带来的强化传热效果并不显著。      

基于支持向量机的飞机颠簸预测方法研究

为提高航空飞行安全,精确预测多变地形的飞机颠簸极为重要。以风向稳定的多变地形为例,选取影响飞机颠簸的参数并对其重新组合来分析多变地形对飞机颠簸的影响。将栅格化的5种地形参数代入四种不同核函数的支持向量机模型对飞机颠簸进行预测,并与实际结果进行对比,结果表明多项式核函数针对此训练集可达到最优。使用多项式核函数的支持向量机进一步分析,发现使用地形起伏度、最高高度、风的水平速度与垂直速度四种参数的预测结果最佳,准确率高达94.44%,证明这四种地形相关参数与飞机颠簸相关性最高。     

星载大功率复杂微波部件微放电效应数值模拟

随着航天器有效载荷技术向高功率、小型化持续发展,复杂结构微波部件微放电数值模拟与阈值分析成为影响微放电分析的基础瓶颈问题。基于电磁时域有限差分计算方法与粒子模拟技术,结合二次电子发射模拟,提出了微放电电磁粒子联合仿真方法,数值模型中考虑了真实电子间的库仑力以及电子运动产生的电荷和电流变化对电磁场的影响,解决了复杂结构微波部件微放电三维数值模拟技术难题。实现了在统一的三维空间网格与时间步进行电磁场值演变计算、电子运动状态变化推进计算与二次电子产额与能量分布计算,基于得到的二次电子数目随时间变化趋势实现了微放电阈值预判,通过微放电电子随时间演化获得了微放电过程具体物理图像及放电位置,并与实际器件微放电实验进行了对比验证。结果表明,所提出的三维电磁粒子数值模拟方法可对大功率微波部件微放电效应的物理过程与具体放电位置进行三维描述,预测的阈值与微放电实验测量值吻合良好,误差小于1.2dB,验证了该方法的有效性与准确性,对于深入研究微放电效应微观物理机制、提高大功率微波部件微放电设计与分析水平具有重要意义。