航空用原位颗粒增强铝基复合材料研制与发展

与外加颗粒法相比,原位自生法制备的颗粒尺寸小、表面干净且与基体界面结合强度高,使得铝基复合材料具有高比强度、高比模量以及良好的强塑性匹配等优势。因此,原位自生铝基复合材料是航空航天结构件轻量化设计的理想材料之一。从原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料制备、组元配比优化设计、性能与强韧化机制等三个方面总结其研究现状,同时梳理了原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料存在问题与未来发展方向,以期望促进原位自生铝基复合材料在民航客机等航空高端领域快速发展。     

水雾灭火技术在民用飞机上的应用现状

由于环境保护的需要,寻找适合民用飞机的哈龙替代灭火剂是急需解决的问题,在可选择的多种灭火剂或灭火系统中,水雾灭火系统由于其环保、清洁、高效、稳定且无毒害等优点而成为目前最有希望的哈龙替代灭火剂。首先介绍了水雾灭火系统的灭火机理及其独特优势,以及国际航空火灾防护工作组(IASFPWG)制定的最低性能标准(minimum performance standard,简称MPS)和测试结果,研究显示水雾灭火系统很好地通过了MPS要求。然后对影响水雾灭火系统性能的因素进行研究分析：提高工作压力和流量系数可有效提高水雾灭火系统灭火能力,通过调节喷雾锥角和雾滴粒径可改善水雾灭火系统灭火性能;添加一定浓度的盐类化合物、表面活性剂也可提高水雾灭火系统的灭火能力,且不同添加剂具有不同的最佳浓度比例。     

星用小型化Ku频段8W固态功率放大器设计

为了满足卫星分系统对于固态功率放大器小型化的要求,提出了一种星用Ku频段8W固态功率放大器的设计方法。首先采用集成化设计技术,将所有射频功能集中在单个模块中,实现固态功率放大器整机的小型化;其次,通过优化整机热设计,使得微波功率单片满足结温降额要求,实现整机高可靠;最后,通过优化电源电路设计,提高电源的抗干扰能力,实现整机的高稳定。利用以上技术,实现了输出功率大于8W、效率高于22%、重量仅为770g的Ku频段星载固态功率放大器研制,相比传统的分立器件单机,体积缩小了近1/2。空间模拟环境试验结果表明,所研制的Ku频段8W固态功率放大器具有较高的可靠性,满足宇航应用要求,目前已实现在轨运行。该单机非常适用于我国“快、智、廉”卫星型号的应用,未来具有广阔的应用前景。     

基于DBF的波束功率控制及优化设计技术

低轨卫星系统近年来得到了广泛的关注和发展,卫星的轨道高度低,具有传输延时短、路径损耗小的特点,可以为小型化用户终端提供服务,但也存在单星覆盖区内路径差异大、卫星业务分配不均和工作动态范围大的问题。针对这些问题提出了一种适用于低轨卫星的波束优化设计方法,采用地球匹配波束设计,来实现更好的链路质量和覆盖效率。在下行波束设计中,通过唯相位加权优化设计方法,在满足波束增益要求及波束间C/I的基础上,实现了单波束功率由0%～100%的调整能力。针对低轨卫星移动通信业务随时间变化,导致发射组件输出功率长时间工作于回退状态的特点,提出了一种通过卫星业务处理器实现业务量变化与功放的最佳效率供电电压匹配调整的星上自适应功放功率随动技术,使得功放平均效率有效提高,减少了天线的平均功耗和热耗。     

前体边界层状态对高超声速进气道流动结构及性能的影响

采用CFD方法研究了前体边界层状态对轴对称高超声速进气道的波系结构、激波/边界层干扰特性以及流量捕获能力、总压恢复系数等的影响,获得了不同马赫数下进气道性能参数随一级锥边界层强制转捩位置的变化规律,并对采用二维粗糙体作为强制转捩措施给流场所带来的干扰进行了分析,研究中还对比了具体进气道设计方案间的差别.      

基于物理规划的高超声速飞行器滑翔式再入轨迹优化

 轨迹优化是新型高超声速滑翔式再入飞行器方案设计的关键技术之一。物理规划方法能够以较低的计算代价获得设计者偏好的多目标优化问题的折中解。基于该方法研究滑翔式再入最优飞行轨迹。首先介绍物理规划方法求解多目标优化问题的数学模型,然后将考虑射程最大、热载最小、热流密度峰值最小和弹道最稳定4个目标的再入最优轨迹问题纳入物理规划的框架求解。以某带翼锥形再入飞行器为例,通过计算并分析单目标优化结果,确定具体的偏好结构,采用遗传算法求解了考虑热流、过载、动压和终端条件约束的多目标最优轨迹。优化计算结果验证了物理规划方法的有效性。分析了沿最优轨迹飞行的物理原因和基本迎角控制规律,可为滑翔式再入飞行器的最优轨迹方案设计提供依据。     

基于SoPC的嵌入式系统设计技术

介绍了Xilinx公司Virtex- 4 FX系列FPGA的特点,分析了该FPGA内嵌的PowerPC405处理器的体系结构及CoreConnect总线的特点.通过多路传输数据总线接口的设计实例,阐述了基于SoPC(System on Programmable Chip)的嵌入式系统设计方法.     

准一维可压缩瞬变管流的有限体积模型(Ⅱ)管壁温度场的有限体积模型

在流场模型的基础上,通过对圆柱坐标系下轴对称管道壁面划分的二维有限体积网格,建立了一种计算管壁瞬变传热的有限体积模型,可处理对流换热和辐射换热两种边界情况,可处理具有包覆层或真空夹层结构的变物性管壁传热.温度场模型是流场建模思想的自然延伸,对二者的组合运用即为所发展的可仿真准一维可压缩流管内瞬变流动的有限体积模型,一方面,在流场仿真的体系内发展了传热计算的部分并最终扩展成为统一的流动/传热仿真体系,另一方面,结合阀芯节流模型,从此模型出发可推导出管路系统常见元件的流场和温度场模型.对某发动机试验台液氧贮箱增压系统的建模与仿真表明,提出的模型体系具有很好的适用范围和良好的仿真精度.      

综合化航电系统中的密钥管理方法研究

综合化航电系统的安全问题将是系统设计者的主要挑战之一,密钥管理是解决安全问题的基础.综合化航电系统的密钥管理不同于联合式航电系统,不存在专用的安全模块和加密总线,因此密钥及保密数据的加载需要新的方式.从综合化航电系统的特点出发,从地面到空中全方位考虑密钥的生成、加载、分配、存储以及擦除的过程,给出了航电系统密钥管理的一个具体方案,并对该方案的优缺点进行了分析,表明该方案具有较好的安全性.     

1553B总线接口SoC验证平台的实现

随着半导体技术的发展,验证已经成为SoC设计的瓶颈.分析了SoC验证面临的困难,结合1553B总线接口SoC芯片的具体实践,重点研究了SoC验证平台的一种构建实现方法.该方法提高了验证效率,缩短了整个设计验证周期.