A Novel Magnetic Configuration for Space Radiation Active Shielding

Space radiation has been identified as the main health hazard to crews involved in manned Mars missions. Active shielding is more effective than passive shielding to the very energetic particles from cosmic rays. Particle motion in a magnetic field is studied based on the single-particle theory and Monte Carlo method. By comparing the shielding efficiency of different magnetic field configurations, a novel active magnetic shielding configuration with lower mass cost and power consumption is proposed for manned Mars missions. The new magnetic configuration can shield 92.8% of protons and 84.4% of alpha particles with E < 4 GeV·n-1, when considering the passive shielding contribution of 10.0 g·cm-2 Al Shielding, the required magnetic stiffness can be reduced from 27 Tm to 16 Tm. The detailed analysis of mass cost and power consumption shows that active shielding will be a promising means to protect crews from space radiation exposure in manned Mars missions.      

等离子体彗尾动力学的数值研究

本文基于可压缩磁流体动力学模型,数值研究了尾瓣巾具有超Alfven速流动的等离子体彗尾的动力学特征。结果表明,等离子体片和尾瓣之间的剪切等离子体流动将会激发流动撕裂模不稳定性,引起彗尾等离子体片中发生磁场重联,形成磁岛和高密度的等离子体团。进而模拟了太阳风引起的局部驱动力对等离子体彗尾中磁场重联的影响,其特征时间远大于流动撕裂模。我们认为一些观测到的等离子体彗尾中的四块和彗尾截断事件可能主要与彗尾中剪切等离子体流动所引起的流动撕裂模不稳定性有关。      

Charged particle dynamics in the combined field of two rotating magnetic dipoles: A numerical investigation of the parametric effect on the equatorial motions

In this contribution we study some aspects of the dynamics of a charged particle in the field produced by two magnetic dipoles that rotate in circular orbits around their common center of mass under their mutual Newtonian attraction. More precisely, we numerically investigate the evolution of the regions of the particle motion on the equatorial plane of each dipole and we explore their parametric variation. We focus our investigation on those problem parameters that are related with the magnetic fields and the masses of the primaries. The obtained preliminary results show that for each particular set of the above parameters and for certain values of energy these regions are bounded, and therefore the motion of the particle is confined inside them.     

准谐振反激变换器问题的解析解及其几何特征

本文从直接分析磁能储送的观点[1,2 ] 出发 ,将准谐振反激变换器[3] 和自激反激变换器各自的状态变量B(t) ,以同一导通起点放在一起 ,将它作为一个几何问题讨论 ,发现其中存在一重要的几何特征 ,很易获得这两种变换器磁路状态特征参量 (磁通密度、运行周期和占空比 )之间的解析关系。利用这些关系 ,一个准谐振反激变换器的设计问题就可以转化为一个自激反激变换器的设计问题 ;再引用文 [1]的解析结果即可确定磁能储送器的基本物理参量     

利用交变旋转磁场去除叶片气膜孔毛刺的试验研究

对航空发动机叶片采用电火花打出气膜冷却孔后产生的毛刺,用传统的加工方法难以去除,利用交变旋转电磁场带动微细磁针旋转与气膜冷却孔发生碰撞可有效去除叶片气膜冷却孔的毛刺。从理论上分析了磁力研磨法的工作原理、磁力研磨过程中磁针的运动方式以及影响磁力研磨加工效率的因素,并对气膜冷却孔进行磁力研磨抛光试验;采用3D超景深显微镜观察叶片气膜冷却孔研磨前后表面微观形貌的变化。试验结果表明:利用磁力研磨法可以有效去除叶片气膜冷却孔的毛刺,使表面形貌得到改善,满足工件的使用要求。     

光纤环瞬态温度梯度对Shupe误差的影响

光纤陀螺的承环结构不同,会影响光纤环的温度及温度梯度分布,进而影响陀螺的精度.对四种不同承环结构的光纤陀螺进行有限元瞬态热仿真,得到光纤环的温度分布.基于四极对称绕法绕制光纤环的截面数字离散化模型,绘制了四个光纤环沿展开光纤上的温度分布,计算了四个陀螺的轴向和径向温度梯度及其引起的Shupe误差.对比分析结果表明:承环结构形式不同,光纤环的轴向和径向温度梯度不同,轴向温度梯度对光纤环的Shupe误差影响更大.     

同步感应线圈发射器电磁场研究

同步感应线圈发射器(Synchronous Induction Coil launcher,SICL)具有驱动线圈与发射载荷无机械接触、推力大,适合发射大质量物体等特点,具有良好的军事应用前景。在电磁发射过程中,SICL的驱动线圈将产生脉冲强电磁场,当磁场强度超过某一阈值时,会干扰发射载荷及周围的电子设备的正常工作,甚至使其损坏。文章分析了 SICL的工作原理,建立了其电磁场的数学模型;编制仿真程序分析了 SICL的电磁发射过程,得到了放电回路的电流波形、SICL电磁场的强度及分布规律;利用搭建的电磁发射系统,进行了电磁发射实验,测量了 SICL的磁场分布,对比仿真结果与实验数据,结果表明:仿真结果正确可信,研究结论对 SICL的结构设计和工程发展具有一定的理论指导意义和参考使用价值。     

干涉式光纤陀螺光纤环互易性温变漂移补偿方法

分析了干涉式光纤陀螺光纤环受温度影响产生零漂误差的机理,对于温变环境下的光纤陀螺输出,在传统线性分析手段的基础上,以互易性为主,把光纤环径向内外温度差以及温度变化率的差作为研究对象,建立了新的多项式零漂评估方法.通过对模型不同幂级次的探寻,寻找到变温情况下的最佳拟合系数并进行仿真补偿,实现了陀螺精度的大幅提高,使得最佳零漂降低为原始输出的20.6%.最后,对拟合系数进行陀螺变温实验验证,证实了该新型温度补偿方法的合理性.     

导弹电磁弹射器电磁兼容性研究

在导弹电磁弹射器发射过程中会产生强电磁场辐射,不仅会造成电磁能量的损耗,也会对系统中的电子设备产生干扰。因此,在电磁发射中需要采取一定的防护措施。文章分析了导弹电磁弹射系统的组成和工作原理,从发射线圈电磁屏蔽和电路中的抗干扰2个方面对电磁线圈的电磁兼容性设计进行研究,并进行了仿真分析,通过比对屏蔽前后的效果,给出了一种磁线圈弹射器电磁兼容性设计的解决方案。     

可芯片化的激光抽运Mz型原子磁强计参数研究

激光抽运Mz型原子磁强计具有体积小、功耗低和灵敏度高的优点。介绍了激光抽运Mz型原子磁强计的工作原理，研究了该类型原子磁强计中激光功率和射频场强度对磁共振信号的影响，并对当前实现的原子磁强计样机中射频线圈的磁场强度均匀性对磁共振信号的影响进行了仿真分析。最后，给出了当前实现的原子磁强计样机的性能参数，并讨论了实现芯片级原子磁强计的可行性。