航天器姿控发动机真空羽流场计算及其扰动分析

航天器姿态控制发动机工作期间,产生的羽流扰动力矩会影响控制精度,对流和辐射产生的热效应会影响热控系统工作,羽流沉积物会影响光学敏感器的精度。文章以某航天器的20 N姿控发动机为例,首先采用工程的MOC方法计算其真空羽流场;然后利用建立的航天器羽流三维冲击模型分析了羽流对太阳电池阵的冲击载荷;最后对发动机羽流脉冲激励下太阳电池阵的响应和姿态控制系统受到的扰动力矩进行了仿真分析。结果表明姿控发动机羽流脉冲激励将对控制精度和稳定度产生不可忽视的影响。     

对转压气机最先失速级的小扰动理论分析

 对转压气机(CRC)由于其独特的气动和结构优势而被认为是进一步提高航空发动机推重比的重要技术途径之一。在小扰动理论的基础上发展了对转压气机旋转失速的小扰动分析方法,并以实验室对转压气机为研究对象,采用小扰动理论和计算流体力学(CFD)数值模拟两种方法对不同转速匹配工况下的最先失速级位置进行了相应的研究,为对转压气机失速边界的预估探索一种快速有效的方法。研究结果表明:①旋转失速的小扰动分析方法可以较好地预估对转压气机失速边界和最先失速级位置;②小扰动分析方法和CFD计算结果均显示:转速匹配方案对对转压气机最先失速级位置存在明显的影响。当转速比大于或等于0.9时,转子2为最先失速级;当转速比小于0.9时,转子1为最先失速级;③由于小扰动分析方法进行了大量的简化,因而使得预估值同实际值之间存在相应的误差。同时,由于对转压气机级间存在较强的非定常性,进而使得相对误差进一步增大。     

一种用于分析旋转对称天线的扩展矩量法

为提高旋转对称天线的计算精度,在等效矩量法(MOM)的基础上,对旋转对称天线表面电流作离散处理,根据伽列金法给出了天线表面的电场积分方程(EFIE),用朱兰成公式求得天线远场。对某旋转对称天线不同频率处的方向图计算结果表明,与等效MOM相比,该法的精度更高。     

温度扰动激发的重力波波包非线性传播过程的数值研究

采用谱配置方法建立了一个中层大气扰动传播的全非线性动力学数值模型,利用该模型对具有高斯分布的波状温度扰动在可压大气中的演变和传播过程进行数值模拟.模拟结果表明:温度扰动很快就会激发出两支重力波波包,其中一支向上传播,而另一支则向下传播;这两支重力波波包的传播路径与线性理论给出的射线路径有些差异.进一步的数值分析则表明,给定的温度扰动在经过了约3h的演变后,完全转化为波动,在这个转化过程中,79%的扰动能量转化为波动能量.     

飞轮扰动原因与测量技术现状

飞轮是高精度航天器姿态控制的主要干扰源之一. 分析了引起飞轮产生扰动的主要因素, 详细介绍了美国航空航天局哥达德空间飞行中心、日本宇宙航空开发机构筑波空间中心、美国麻省理工学院空间系统实验室以及中国科研单位在研究中采用的飞轮扰动测量技术, 为进一步开展飞轮扰动测量技术研究奠定了基础.     

轴流压气机静子叶片非定常表面压力试验

对一台单级轴流压气机静子叶片非定常表面压力进行了测量.叶片非定常表面压力分析表明:失速前,叶片非定常表面压力的主要影响因素为相邻叶排叶片的尾迹和势扰动,叶片非定常表面压力及气动力波动的幅值大小取决于压气机的总压升,主导频率为叶片通过频率及其倍频(主要为2倍频和3倍频),其频率是转子转动频率的整数倍;失速后,叶片非定常表面压力的主要影响因素转变为旋转失速团,主导频率为失速团频率,其频率小于转子转动频率.      

横流不稳定性条件下初始扰动增长实验研究

在具有近似等顺压梯度的45°后掠平板上,人工激励非定常扰动的条件下,进行了三维边界层承受横流不稳定性实验研究.在扰动增长的初始阶段,信号的信噪比非常低,本文首次成功测量了初始扰动的增长,将有用的信号有效地提取出来.对于不同的来流速度与不同的人工扰动频率与波数,一系列的实验研究提供了一组初始扰动的增长曲线.     

基于混沌蚁群算法的应急物流路径优化算法

以医疗器械应急物流配送为研究对象,以配送时间最短为研究目标,建立了医疗器械应急物流配送路径优化的数学模型,并将混沌蚁群算法用于模型求解,给出了求解步骤。经计算机仿真表明,与基本蚁群算法相比,混沌蚁群算法优化质量明显改善,有效缩短了应急配送时间,提高了医疗器械应急物流的配送效率。     

轻质化高可靠焊接飞轮轮体研制技术

本文开展了轻质化高可靠焊接飞轮轮体技术研究,首次设计了H型钢截面飞轮轮体.通过仿真分析,飞轮轮体整体结构强度满足设计要求,对飞轮轮体实现了最优化设计,质量降低12.9％,质惯比下降了15.6％.开展了飞轮真空钎焊技术研究,焊接接头最低剪切强度达到了136MPa,远优于激光焊接强度80MPa.振动试验后,飞轮扰动电流稳定...     

对转压气机变转速比失速类型试验

对转压气机具有独特的气动布局,其失速形式相比常规布局压气机更加复杂且多变。本文在试验中通过进出口壁面静压孔和叶顶高频动态压力传感器阵列成功得到了不同转速比下的特性曲线及其失速起始-发展-恢复过程。结果表明：不同转速比下的特性曲线具有相似的变化规律,在失速起始-发展-恢复过程中均存在明显的迟滞环。当转速比≤1时,在失速起始阶段,失速扰动首先出现在后转子,随后在前后转子周向占据一定范围并旋转,方向与后转子一致。在退出失速时,失速扰动旋转速度提升且尺寸迅速减小。当转速比等于1.333时,失速扰动固定在周向某一位置并占据大概225°周向范围且几乎同时贯穿前后转子,失速恢复时失速扰动在1 s内迅速衰减直至完全消失。