无阀式煤油脉冲爆震火箭发动机工作循环特性研究

为了探索脉冲爆震火箭发动机(Pulse Detonation Rocket Engine,PDRE)在无阀自适应工作方式下的工作特性,采用煤油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展了验证性实验,并分析了单个工作循环中不同过程的特征时间。实验实现了PDRE在工作频率为60Hz下稳定工作。结果表明,在PDRE稳定工作的前提下,从点火到排气之间的时间相对固定;推进剂的填充时间占用了单个周期内的大部分时间,是限制发动机工作频率提高的主要因素;适当提高填充压力有助于提高PDRE工作频率;实验测得60Hz工作频率下,推进剂比冲为122±11s。     

国产民机起飞场长限重不平衡起飞优化方法

为了充分利用机场跑道富余长度,提高国产民机商载能力,在满足民航适航和运行规章要求的前提下,就起飞重量、起飞速度比与平衡起飞决断速度对起飞距离的影响分别进行了单参数敏感性分析。通过仿真计算建立了实施组合参数敏感性分析的ARJ21-700飞机网格工具图,并进一步建立了不平衡起飞场长限重增量速查表,最后结合ARJ21-700飞机的实际运行环境对典型高原机场进行实例分析,比较了不同可用距离差异下使用不平衡起飞方法对场长限重和起飞速度比的影响。结果表明:实施不平衡起飞能够在满足规章要求的前提下有效利用跑道富余长度,增加商载能力,提升航空公司经济效益。     

点火方式对空桶型旋转爆震燃烧室起爆特性的影响

为了揭示空桶型旋转爆震燃烧室内爆震波的建立过程及工作特性，分别采用火花塞点火、垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火，实验研究了不同点火方式下的爆震波起爆和稳定传播特性。喷注器采用环缝-喷孔对撞式设计，燃料和氧化剂分别为乙烯和富氧空气。结果表明，在空桶型旋转爆震燃烧室中，3种点火方式均可成功起爆并获得稳定传播的爆震波，点火方式对旋转爆震波的传播方向影响较小；与火花塞点火相比，垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火均能拓宽旋转爆震燃烧室的稳定工作范围；在氧化剂供给流量和当量比相同的条件下，点火方式的改变并未影响旋转爆震波的传播速度大小；使用预爆震管点火时，旋转爆震波的建立时间较火花塞点火短，且呈现出更小的离散性。     

燃烧室构型对旋转爆震波传播特性的影响

为了揭示燃烧室构型对旋转爆震波传播特性的影响，设计了不同结构参数的5个燃烧室，包括环形、空桶形和凹腔形3种燃烧室形式。喷注器采用喷孔-环缝设计，燃料和氧化剂分别为乙烯和富氧空气。在相同的供给条件下，实验研究了燃烧室构型对旋转爆震波传播特性和推进性能的影响。结果表明：空桶形燃烧室稳定爆震模态的工作范围最宽且爆震波最为稳定，但推进性能较差；两个凹腔形燃烧室的工作范围介于燃烧室宽度为19 mm和15 mm的两个环形燃烧室之间，但推进性能略高于宽度为19 mm的环形燃烧室；此外，凹腔形燃烧室的工作范围随凹腔长度的增加而增加。     

双因素优选法优化ARJ21飞机最大起飞重量研究

为了提升ARJ21飞机的商载能力，在满足安全起飞的前提下增加航空公司的经济效益，将速度全程优化简化为一个隐式函数的极值问题。利用双因素优选法对该函数寻优，并与遍历法相比较，证实了双因素优选法在保证结果准确度的同时计算效率高；还讨论了不同收敛精度对优化结果的影响并给出建议的收敛精度值；最后给出FUN函数计算单张起飞分析表的时间以及采用双因素优选法相较遍历法实行速度全程优化可节约的时间。     

飞行性能课程“弱”混合式教学改革

对于飞行技术专业本科学生来说，飞行性能是一门与工程应用结合紧密的专业核心课程，在课程计划教学时长内帮助其掌握和运用相关工程知识既非常重要也具有相当难度。多年教学实践证明仅依靠传统教学模式向学生传授相关工程知识所达到的效果十分有限。基于此，本文围绕飞行性能教学课程改革，采用线上线下相结合的“弱”混合式教学方式来弥补传统教学方式的不足，并基于6年12期次的开展情况对其应用效果进行分析。结果表明，该课程浏览量与在线互动次数十分可观，覆盖范围也很广泛，除了本校学生学习此课程外，还有许多其他高校与航空爱好者。因此，“弱”混合式教学模式对于飞行性能教学工作开展具有重要作用，的确能提高学生学习效果和学习能力。     

基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型

针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对象,建立了一维电化学与三维热双向耦合模型,获取了电池在绝热环境下不同倍率放电的电压、温度和发热功率变化,仿真结果与实验值吻合度高,分析得到单体电池大倍率放电的本征热安全区间为0～75%放电深度(DOD)。同时,计算发现随着放电倍率的增加,放电结束时电池温度最高区域由电芯内部中心位置逐渐变成正极极柱,最大温差逐渐增大,3 C时达到0.82℃。假设增加底面恒温散热,3 C放电结束的最大温差高达11.18℃。本文建立的模型不仅适用于空间锂离子蓄电池单体的研发,还适用于电池组的热仿真设计。