“贝皮-科伦布”——人类即将派往水星的使者

"贝皮-科伦布"(BepiColombo)水星探测器(以下简称"贝皮-科伦布")是欧洲和日本的合作项目,是继美国信使号之后的第2个水星探测器。该项目包括2个探测器,一个是由欧洲航天局(ESA)研制的"水星行星轨道器"(MPO),用于对水星进行测绘;另一个是由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研制的"水星磁层轨道器"(MMO),用于研究水星的磁层。ESA认为,它将是迄今为止欧洲最复杂的科学任务之一,将对水星展开最全面细致的探测,以揭示这颗行星的构成以及太阳对它的影响等。该探测器准备在2015年发射,总耗资约6.65亿欧元。"贝皮-科伦布"的主要研究任务包括:水星的起源与演变;水星的形成、内部构成、结构、地质形态与成份,以及水星表面的坑;水星大气层的构成与动力学;水星磁场的形成与演变,包括结构与动力学的演变;水星两极沉积物的构成与起源;验证爱因斯坦的广义相对论。     

空间涡轮发电系统设计及性能特性仿真分析

为解决空间飞行器应急发电问题,利用空间飞行器携带的推进剂为能量源,设计了一套空间涡轮发电系统,建立了稳态及启动过程的数学模型,对系统的稳态和启动特性进行了仿真分析。结果表明：空间涡轮系统可以利用推进剂实现高功率发电,系统可以启动和稳定运行;系统在设计点稳定运行时,推进剂流量为2.1 g/s,燃气发生器室压为1.3 MPa,燃气发生器出口温度为1200 K,输出电功率达到1500 W;当系统运行参数发生扰动偏离设计点时,系统性能会相应变化,混合比不变且氧化剂贮箱增压压力大于设计点0.5 MPa时,涡轮输出功率变为设计值的1.64倍;系统启动过程仿真得到的性能参数和稳态设计值相对误差小于2%,验证了系统设计的合理性。     

空间发电系统热管式吸热器热性能分析

为了提高吸热器的热性能、降低吸热器的质量,将热管用于空间太阳能热动力发电系统的吸热蓄热器,建立了相应的物理和数学模型,给出了数值求解方法,计算了蓄热容器最高温度、热管最高壁温、工质出口温度、相变材料(PCM)熔化率等参数,并与基本形吸热器进行了对比,验证了PCM的储热能力,减小了工质气体出口温度的波动。计算结果可用于吸热器的设计。      

太阳能固体吸收式制冷系统的动态模型

发展了以CaC12、NH3为工质对的太阳能固体吸收式制冷系统的动态模型。该模型采用了反应前锋假设计算反应器内的传热过程。比较计算与实验结果,两者吻合较好,从而证明了该模型的可靠性。     

航空新闻

中航腾锦洁净能源公司燃气发电项目奠基 7月25日,中国一航示范性节能减排燃机发电项目——山西中航腾锦洁净能源公司60兆瓦燃气轮机发电项目在山西省交城经济开发区举行奠基仪式。中国—航正在充分利用航空优势,助推山西省"节能减排循环经济"建设大发展。该项目是一航世新利用航空技术开发的高效燃气轮机燃烧焦炉煤气发电,并将排出的高温尾气引入排气全燃型锅炉后助燃高炉煤气,锅炉产生蒸汽带动蒸汽轮机     

发电用燃气轮机使用寿命的影响因素分析

随着西气东输工程的实施、大型油气田的开发和中低热值燃料应用的发展,发电用燃气轮机在中国的应用越来越广泛。根据燃气轮机运行平稳、可靠性高等特点,基于燃气轮机电站的实际工作经验,对发电用燃气轮机寿命的影响因素进行了分析。     

航空起动/发电系统的发展趋势与研究现状

探讨了航空电源系统的发展趋势。概括总结了"多电与全电飞机"中的大功率发电机制造、绝缘材料与有源器件以及耐高压大功率载流开关器件等关键技术的现状和发展。并就各起动/发电系统的特点、国内外研究现状和存在的问题进行了较为全面地分析与比较。最后,对航空起动/发电系统的趋势及技术进行了简要的总结。     

多太阳能无人机覆盖路径优化方法

为解决传统电动无人机在覆盖作业时存在的续航时间短的问题,提出应用多架太阳能无人机进行覆盖作业。首先,在建立了应用于覆盖作业的太阳能无人机的能量模型的基础上,提出了能量流动效率这一指标来评价太阳能无人机在作业过程中对能量的利用率。其次,针对边界存在障碍物的凹多边形区域和内部含障碍物的多边形区域,以总作业完成时间最短为优化目标,提出基于无向图搜索方法的覆盖路径优化模型,定义约束方程限制无人机按照一定规则访问无向图中的节点,通过混合整数线性规划的方法求解每架无人机的最优飞行路径。再次,考虑无人机转弯时的姿态变化对能量流动效率的影响,将总作业完成时间最短和总能量流动效率最高同时作为优化目标,建立双目标优化方程,在首先以作业时间最短为优化目标进行求解的基础上,通过有限遍历的方式选择使能流效率和作业时间相对最优的覆盖飞行方向及飞行路径。大量仿真实验表明,所提的优化模型选取不同的优化目标,应用于不同形状的待覆盖区域,适用性广,在工程上应用范围广、可行性强。     

中低空太阳能无人机高效螺旋桨设计方法

目前对于常规螺旋桨和高空螺旋桨的设计较多,而对中低空太阳能无人机螺旋桨的研究很少,因此提出一种针对中低空太阳能无人机的高效率螺旋桨设计方法。根据太阳能无人机的飞行跨度曲线,选取爬升和主要巡航高度为设计点,首先基于Betz 最小能量损失的设计准则和片条理论及其逆向推导,计算各设计点下的弦长与桨距角分布;然后根据飞行跨度曲线对各设计点的计算结果进行权值分配,得到最终的设计弦长与桨距角分布;最后基于CFD 数值模拟技术,在验证算法的基础上对设计的螺旋桨进行仿真计算。结果表明：与使用常规螺旋桨相比较,在允许功率范围下,本文设计的螺旋桨效率在整个任务周期的飞行包线内均有明显提升,满足设计要求。