冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(二)

冗余容错技术是提高运载火箭飞行控制系统可靠性的重要手段。本文针对飞行控制系统的应用特点 ,对冗余技术在工程应用中需要解决的四个方面的内容 :冗余结构 ,判别准则 ,检测方法和无共因失效设计进行了论述。     

火箭控制系统闭环模飞测试中惯性器件激励的实现方法

根据火箭控制系统闭环模飞的方案, 讨论了平台系统中惯性器件激励电流的计算方法, 其中考虑了地球自转对陀螺的影响。根据工程需要对公式进行了简化     

超宽带Vivaldi天线的设计及分析

针对机载、弹载等平台的空间有限,设计了一种双指数渐变结构的超宽带Vivaldi天线。天线由微带渐变线馈电,通过矩形共面带线阻抗变换器将小型的超宽带巴伦与天线集成,从而获得2~18GHz的带宽。仿真结果表明:在2~18GHz的工作频段内,天线的回波损耗小于-10dB,天线增益最高可达到10.5dB以上,实测结果与仿真结果基本吻合。将所设计的Vivaldi天线放置于一金属腔体内,对金属腔体对天线性能的影响进行了研究与分析。仿真结果表明:将天线单元放置于金属腔体后,辐射方向相对于原来的辐射方向发生了一定程度的偏转,但随着频率增高,偏转角度逐渐减小。     

民机机身段和舱内设施坠撞试验及结构适坠性评估

为研究典型民机机身段和内部设施的适坠性,设计并制造了7个框距的全尺寸机身段结构,安装了典型的舱内设施,包括3排航空座椅和2套行李架,建立了机身段结构和舱内设施的撞击有限元模型,通过预试验分析,确定乘员可生存的垂直坠撞速度为7 m/s.坠撞试验中,撞击平台材料为木质,撞击平台下方放置了12个载荷传感器,乘员由15个假人模拟,其中4个假人安装了传感器,行李用配重替代.撞击载荷、结构和假人的加速响应由动态数据采集设备(DAS)测量,并与图像测量同步,给出了数据处理方法和典型的结构、假人响应曲线.通过对撞击过程中机身段结构的能量吸收过程和机理进行分析,提出了3条提高机身结构适坠性的设计思路.根据适航条例对结构适坠性的要求和人体伤害指标,提出了综合适坠性评估指数(ICI)的概念,可对民机结构适坠性进行量化评估,并根据该评估方法和试验结果,对典型机身段的结构适坠性进行了评估.评估结果表明,在给定的坠撞环境下,机身段结构的适坠性满足适航规章的要求.     

高背压进气道中内外流耦合作用的大涡模拟

采用大涡模拟研究了出口堵塞比为50.8%的轴对称进气道流动,重点考察了内外流耦合作用下流动的非定常特性。采用国家数值风洞（NNW）工程仿真软件进行数值模拟,得到的壁面平均压力、瞬时压力分布与试验数据符合良好。分析表明：为匹配出口背压,进气道在喉道区域形成激波串结构,使内流道流场分为上游超声速区、中部激波串区以及下游亚声速区;在激波串区,剧烈的逆压梯度产生了分离激波、激波串、分离区及分离剪切层等复杂结构;伴随着激波串运动和边界层大尺度分离,进气道壁面压力出现宽频脉动特征。脉动压力的时空分布表明：内流道脉动压力以扰动波的形式传播,为此建立的声反馈模型能较好地预测亚声速区的主导频率。相关性分析表明：激波串运动受上下游流动耦合作用,其中,频率为St=0.7的运动主要受上游流动影响,频率为St=0.9的运动主要受下游压力扰动波影响。     

尺寸检测设备的通讯标准DMIS及其实现技术

讨论了机械工业自动化测试与控制领域的一个重要问题尺寸检测设备的通讯标准及其实现技术。介绍了尺寸测量接口标准（DMIS）的产生背景、用途、语法结构及其功能的扩展完善。文章最后简要介绍了最近几年出现的DMIS对象技术（DOT）和虚拟DMIS（Virtual-DMIS）。这对我国未来尺寸测试设备的发展和系统集成具有重要意义。     

超大功率霍尔推力器放电参数影响仿真及试验

针对超大功率霍尔推力器放电参数特性评估,开展放电电压和流量等参数变化对性能影响的仿真及试验研究,以确定推力器设计最优匹配的放电电压及放电电流工况。建立了Particle-in-Cell(PIC)数值仿真模型,并搭建了HET-450大功率霍尔推力器试验平台;针对变放电电压、变流量下推力器放电特性,仿真计算给出了放电通道内原子密度、电势以及电子温度等分布,探究了推力器电离和加速运行机理,进一步,结合试验,开展了放电电流、推力等比对分析。结果表明：放电电压从300V增加至500V过程中,电离效率逐渐提升,因而放电电流、推力以及阳极效率均递增,而继续增加放电电压则会导致过热场的产生,离子与壁面作用增强导致电离出的离子再次复合,工质利用率下降的同时壁面损失增加,宏观表现为阳极效率的下降。此外,仿真与试验所获得放电电流、推力等结果符合良好,说明建模合适;在500V,80mg/s条件下,推力达2.1N、阳极效率60%,达到设计要求,表明设计合理有效。     

采用氢化钛保护的高温钎焊

根据氢化钛用于粉末冶金烧结能防止氧化的原理,我厂将氢化钛用于高温钎焊,简化了氢气保护的高温钎焊工艺,质量稳定,效果良好。氢化钛是具有吸附气体能力的一种金属钛的吸附物。一般来说,一克钛在室温时可吸附407毫升氢,温度上升时,其吸附程度下降,在1000℃时,只能吸附66毫升氢。钛除了吸附氢以外,还和氧、氮等化合,生成稳定的化合物。吸附了氢的氢化钛,在900℃以上时大量释放原子态氢[H],这种氢[H]不但具有理想的保护作用,而且具有强烈的还原能力。钛的氧化物和氮化物,在此温度下仍然很稳定。这     

新型精密进近航道指示系统（MPAPI）构想

在目视飞行中驾驶飞机最困难的工作是在向跑道进近时要做出的判断和随后的着陆机动。由于飞机速度越来越高，在没有目视进近坡度指示系统帮助的情况下飞机要保持准确的进近坡度变得更加困难；靠塔台指挥员指挥飞行员和仪表显示调整进近航道的方法已不能很好适应飞行安全要求；特别是当机载设备或地面通信导航设备遭受损坏时，飞行员将会因失去指挥引导和地面参照物而难以正确、安全地进行进近和着陆，就有可能造成飞行安全事故。由此，作为一种目视助航主要设备的目视进近坡度指示系统便应运而生。     

可熔体加工热塑性聚酰亚胺研究进展

从发展航空航天、微电子、汽车及电器等高技术领域先进材料的角度，阐述了可熔体加工热塑性聚酰亚胺的发展现状和最新进展；报告了热塑性聚酰亚胺的挤出成型、注射成型、纺丝、涂覆等工艺；讨论了热塑性聚酰亚胺的分子结构对聚酰亚胺热性能的影响；介绍了几种最新热塑性聚酰亚胺的特点和典型应用实例；指出开发新型热塑性聚酰亚胺应综合考虑可加工性、耐热性、成本以及原料来源。