面向\"CE-3号\"软着陆过程的深空网干涉测量技术

针对\"CE-3号\"探测器软着陆过程中弹道位置测定的问题,利用中国深空网干涉测量测轨数据,论述并验证了应用深空网干涉测量技术支持探月卫星软着陆过程中弹道位置测定的可行性。针对提取同一时刻观测量的两个核心技术,论述了自适应模型重构算法以及干涉相位解模糊算法,克服了软着陆过程航天器机动不确定性恶化轨道预报精度,进而引起相关引导模型失效的问题;利用跟踪过程中目标干涉相位连续特性递推实现干涉相位解模糊。实测数据的处理分析表明,深空网干涉测量数据处理分析精度在0.3ns量级,对应于约30nrad的角位置精度。     

Spaceborne GPS receiver antenna phase center offset and variation estimation for the Shiyan 3 satellite

In determining the orbits of low Earth orbit (LEO) satellites using spaceborne GPS, the errors caused by receiver antenna phase center offset (PCO) and phase center variations (PCVs) are gradually becoming a major limiting factor for continued improvements to accuracy. Shiyan 3, a small satellite mission for space technology experimentation and climate exploration, was developed by China and launched on November 5, 2008. The dual-frequency GPS receiver payload delivers 1 Hz data and provides the basis for precise orbit determination within the range of a few centime-ters. The antenna PCO and PCV error characteristics and the principles influencing orbit determi-nation are analyzed. The feasibility of PCO and PCV estimation and compensation in different directions is demonstrated through simulation and in-flight tests. The values of receiver antenna PCO and PCVs for Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and Shiyan 3 satellites are estimated from one month of data. A large and stable antenna PCO error, reaching up to 10.34 cm in the z-direction, is found with the Shiyan 3 satellite. The PCVs on the Shiyan 3 satellite are estimated and reach up to 3.0 cm, which is slightly larger than that of GRACE satellites. Orbit validation clearly improved with independent k-band ranging (KBR) and satellite laser ranging (SLR) measurements. For GRACE satellites, the average root mean square (RMS) of KBR resid-uals improved from 1.01 cm to 0.88 cm. For the Shiyan 3 satellite, the average RMS of SLR resid-uals improved from 4.95 cm to 4.06 cm.     

斜流扩压器任意中弧线造型3 维弯扭叶片设计

为了改善扩压器与叶轮之间的气动匹配,针对斜流/离心叶轮出口复杂的3维流动,以及扩压器叶片不同展向位置气动负荷分布特征,提出基于任意中弧线造型的扩压器3维弯扭叶片设计方法。该方法在根据叶轮出口流场优化扩压器叶片攻角的同时,通过对造型截面中弧线任意调整实现扩压器叶片载荷分布和局部流场细节的优化。以某高压比斜流压气机为平台,采用上述方法完成了对其斜流扩压器的改进设计。3维数值模拟结果表明：与原方案相比,扩压器改进后斜流压气机设计点至近喘点范围内效率提升约0.3个百分点,设计点流量基本不变,设计转速喘振裕度增大1.0个百分点,在设计点及近喘点状态下扩压器通道流场均得到了改善,同时改进后扩压器的叶片数由21片减少至19片。     

考虑气穴影响的2D压力伺服阀稳定性

为研究双自由度(2D)压力伺服阀工作时的气穴现象对阀芯稳定性的影响,利用AMESim中的基本库和HCD库建立2D压力伺服阀各组件仿真模型。理论分析得出气穴现象会降低阀体中含气油液的有效体积弹性模量,得出考虑气穴影响的阀芯稳定性条件。仿真结果表明气穴现象会导致主阀芯到达稳定位置后出现振荡现象,影响主阀芯的穿越频率从21Hz降低至6Hz,限制主阀芯的频宽,适当增加主阀芯阻尼比能提高主阀芯工作稳定性。提出一种新型阻尼活塞结构,建立模型分析得出其能在不影响伺服阀频响、阀芯位移和抗污染能力情况下提高主阀芯阻尼比以提高阀芯工作稳定性,并且设计实验进行验证。实验结果表明,应用阻尼活塞将2D压力伺服阀压力输出波动从9%降低至2%,能够提高飞行器制动时刹车阀工作稳定性。     

Al2 O3 掺杂对SiO2 纳米透波/ 隔热材料性能的影响

在溶胶-凝胶过程中加入纳米Al2O3 颗粒制备Al2O3 掺杂的SiO2 纳米透波/ 隔热材料,研究了

Al2O3 掺杂对材料高温热稳定性、介电性能及隔热性能的影响。结果表明,Al2O3 掺杂阻碍了SiO2 颗粒之间的

烧结,提高了材料的使用温度;材料介电常数符合Lichtenecker 对数法则;室温热导率略有提高,通过组合结构

改善了材料的隔热性能。

     

叶片掠对跨声转子进口流动的影响

选择NASA Rotor 37跨声转子作为原型叶片,在叶片90%展高以上通过移动叶型基元的弦向位置构造叶尖掠特征,共有包括原型转子、2个前掠转子和2个后掠转子等5种不同叶型几何的算例.利用数值模拟软件计算得到5种转子的总体特性并获得三维流场.结果表明:叶尖前掠减小了叶片尖部进口的平均攻角,而后掠则使攻角增大.引入周向平均无黏动量方程,计算出由周向平均所产生的周向不均匀源项及径向平衡方程的各项数值,并对比其在5个转子进口的分布规律及其与攻角变化之间的关联.通过改变进口的流动平衡,叶尖前掠使轴向速度增大、周向速度减小,进而使得攻角减小;后掠则在叶尖起到了相反的效应.采用这种准三维方法研究了叶片掠对叶片进口流场的影响.      

高精度碳纤维复合材料副反射面天线制备工艺

文摘分析了模具选材、装配工艺过程及机加工工艺对高精度CFC副反射面天线制备的影响,研究了高精度CFC副反射面制备工艺的关键技术,进行了模具材料比较、装配工艺优化及机加工验证试验。结果表明,殷钢是制备高精度CFC副反射面天线的较理想模具材料;在夹层结构装配时采用外蒙皮原位装配技术并单独适配过渡区的蜂窝可有效避免天线型面精度超差;机加工辅助工装与三维摄影测量系统相结合的措施可有效确保装配基准点的高形位精度并大幅缩短天线加工周期。     

IGMP V3协议研究与实现

针对IPV4下Windows 2000系统不支持指定源组播模型的问题,通过对3个版本IGMP(互联网组管理协议)的分析研究,采用原始套接字截获IGMP V3查询包,模拟生成组成员关系上报电文的方法,达到了欺骗交换机/路由器、维持其组成员关系的目的,解决了Windows 2000终端设备无法实现指定源组播通信的难题.仿真测试以及实际应用表明,这种方法完全可以应用于不支持IGMP V3协议的其他系统.     

光滑流道涡轮一维优化设计方法研究

为保证涡轮流道型线设计结果的光滑性,发展了一种先反设计初始流道,再进行光滑流道优化的轴流涡轮一维优化设计方法。设计方法针对涡轮中径处气动参数计算,求解一维流动控制方程,采用能量损失和速度损失系数模型,考虑冷气掺混和变比热影响;并结合了遗传算法,以提升等熵效率为目标,对流道几何、级功率分配和速度三角形参数进行优化。利用设计方法对两台文献涡轮进行了验证设计,对一台四级涡轮进行了优化设计。通过分析结果可知,设计方法可以有效设计光滑涡轮流道并提升等熵效率;流量、膨胀比和等熵效率计算较为准确,级载荷系数和流量系数分布计算较为可靠;叶排出口气流角误差绝对值的平均值在3.2°以内,马赫数误差绝对值的平均值在0.054以内;叶排损失随级数变化趋势基本准确。     

带辅助支承的传动杆动态特性试验和仿真

为了研究大型客机发动机中带辅助支承的径向传动杆动态特性,搭建了测试位移和加速度响应的传动杆部件试验台,在最大转速分别为26000、29000 r/min条件下进行了轴承座轴向共振试验、内传动杆弯曲共振和传动杆进入共振区间后的动态特性试验;采用3维有限元方法建立了传动杆系统的动态特性模型,对传动杆系统的动态特性进行了仿真,并将试验结果与仿真结果进行了对比分析。结果表明：传动杆位移响应先于轴承座加速度响应进入共振,并且在进入共振后的很长区间内,振动仍然持续快速增大;结合试车经验和故障形式提出了“试车临界转速”的概念,利用3维有限元法综合考虑多部件结构特征、轴承支承刚度和花键连接刚度,全面分析了传动杆组件的各阶固有频率,其中传动杆仿真临界转速和试车临界转速误差为2.1%。