航空用燃料电池及混合电推进系统发展综述

随着世界范围内碳减排需求的日益增长及长航时飞机的发展需要,高效率的燃料电池航空电推进系统逐渐受到重视,氢能航空的理念被人们所熟知。可使用碳氢燃料的高温燃料电池还可与燃气涡轮组成混合动力系统,发电效率进一步提高至70%。本文首先回顾了燃料电池及燃料电池涡轮混合系统在航空能源、动力系统方向应用概况;接着,概述了几种突破现有涡轮发动机技术瓶颈的新概念混合电推进系统,如发电与推进一体化燃料电池涡轮混合动力系统和无涡轮燃料电池混合推进系统;基于此,本文分析了限制燃料电池混合系统实际应用的关键技术难题,主要体现在混合动力系统功重比较低、大分子碳氢燃料重整技术未突破两方面。     

主/引定时对船用天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放的影响

为进一步掌握主燃料天然气的喷射定时(主定时)以及引燃柴油的喷射定时(引定时)对缸内直喷船用双燃料发动机燃烧排放特性的影响规律,按推进特性在25%,50%,75%,100%负荷下进行了纯燃油模式试验,获得了发动机运行及排放数据,并通过有限容积法耦合半隐式法分别就不同主/引定时对发动机燃烧过程、缸内湍流强度以及排放产物的影响进行了数值模拟。结果显示,试验测量的压力及排放数据与对应的数值模拟结果较为一致。主定时比引定时对船用双燃料发动机燃烧排放影响程度更大。主/引定时提前都会引起缸内湍流动能峰值降低,缸内最高爆发压力和最大温度增加。NO排放量随主/引定时每提前2°CA分别上升15.4%和3.5%,而CH4排放量随主定时每提前2°CA降低7.6%,随引定时每提前2°CA升高4.6%。     

燃料预混特性对燃烧室燃烧特性的影响

为了获得燃烧室燃料预混特性和燃烧特性之间的变化规律,通过分析不同燃料分级方案对燃料预混特性的影响,对燃烧室在不同燃料预混特征数下的燃烧特性进行了实验研究。研究表明:在不同值班燃料比条件下,燃料预混特性变化对NOx生成量的影响趋势不同;在值班燃料比为30%和20%条件下,主燃料管的燃料喷射速度能够加强燃料预混均匀性;在值班燃料比为10%和5%条件下,主燃料管的燃料量越低,燃料预混均匀性越好;燃料预混特性变化对燃烧室出口平均温度、出口温度分布系数和总压恢复系数没有影响。     

二氧化钛光催化降解偏二甲肼废水的研究

研究了紫外光条件下，二氧化钛作催化剂光催化降解偏二甲肼废水的有关问题以及反应过程中化学耗氧量COD的变化规律，探讨了催化剂煅烧温度、用量、以及初始pH值和添加H2O2对其降解反应的影响。目前实验条件下，最佳反应条件为TiO2在空气条件下300℃煅烧1h，投加量为2．5g／L，调节反应液pH值为7，适量添加H2Q等。400mg/L的UDMH 2h降解率达到90％，COD去除率为75％。     

GEO卫星寿命末期离轨控制策略

根据机构间空间碎片协调委员会(IADC)1997年的建议,提出了一种采用多次两脉冲霍曼变轨对寿命末期地球同步轨道(GEO)卫星实施离轨控制的策略。分析了剩余燃料充足时变轨中燃料消耗的计算,以及剩余燃料不足时应采用一次两脉冲霍曼变轨使卫星尽可能离开GEO的对策。仿真结果表明,该离轨控制策略可行。     

复合固体推进剂整机修复技术

依据复合推进剂界面特性，对实际研制中因种种原因造成的发动机内推进剂缺陷，采用界面化学反应进行整机修复。提出了粘结模型，介绍了几种粘结配方和整机修复的实例，这种复合固体推进剂整机修复技术能使发动机重新恢复到正常的内弹道性能，很有实际意义。     

燃料特性对柴油发动机性能和排气的影响

采用恒转速试验和日本的柴油机１３工况周期试验，研究了十六烷指数、含硫量、芳香族含量等燃油成分以及９０％馏出温度对发动机燃烧特性、气体排放和微粒排放的影响。研究结果表明，燃油成分以上述诸参数有极大的影响。本文还讨论了燃油成分对诸如着火延迟和预混合燃烧峰值时间等燃烧特性的影响。     

氢和烃类燃料发动机的比较

近年来人们对运载火箭下面级动力装置的液体燃料改用烃类燃料产生了极大兴趣.美国NASA兰利研究中心对采用各种液体燃料(H_2 O_2或烃类 O_2)的单级或重复使用运载火箭第一级的特性作了理论分析.一次性使用动力装置的运载火箭示意图如图1所示.     

从生物燃料到燃料电池，航空能源将多样化

替代能源在2009年始终都是热门的话题．其中一条重头消息是，2009年年中，瑞士的“太阳动力”飞机完成了36小时的“昼夜”飞行。这种用太阳能为动力的飞机，预计在2012年将做世界环球飞行。