多序列激光阴影成像技术研究及应用

为获取超高速碰撞过程中弹丸的飞行姿态及碰撞所产生的碎片云特性,开展了多序列激光阴影成像技术研究。利用多光源空间分离、偏振分光、光束角放大和补偿滤光等技术解决了单色光带来的衍射和干涉噪声以及碰撞瞬间强烈的自发光干扰问题,并先后在碰撞靶上建立了2序列、4序列和8序列激光阴影成像系统。该系统可以获得最小间隔1μs、曝光时间10ns、像素1000万的多个不同时刻的超高速瞬态变化过程图像,并在超高速碰撞靶试验中得到应用,获得了2～7km/s 撞击速度时碎片云的多序列阴影图像,该序列图像清晰地描述了碎片云的轮廓发展变化过程。该技术以低成本的方式实现了超高速摄影机的功能,满足目前碰撞试验粒子的飞行姿态及碎片云显示需要,并可以应用于其它超高速瞬态过程测量及流场结构显示。     

圆柱体弹丸超高速斜撞击薄板的碎片云特征仿真分析

为研究圆柱体弹丸超高速撞击薄板的碎片云特征,基于仿真软件AUTODYN-3D的光滑粒子流体动力学（SPH）方法,模拟圆柱体弹丸不同长径比、不同攻角条件下超高速撞击薄板的过程。设圆柱体弹丸撞击速度为5 km/s,长径比分别为0.5、1.0、2.0、4.0,攻角为15°～75°,数值模拟结果分析表明:圆柱体弹丸超高速斜撞击薄板形成的碎片云中,大部分是小质量碎片;大碎片的质量和动能占比较大,是造成后墙损伤的主要原因。同时,当弹丸长径比为0.5和1.0时,15°攻角下的碎片云侵彻能力最弱;长径比为2.0和4.0时,75°攻角下的碎片云侵彻能力最弱。研究结果可为航天器防护结构设计优化提供参考。     

解开三叠纪灭绝的谜团

在2亿余年前的三叠纪末期,大量物种灭绝,造成恐龙主宰地球的时代。这个巨变的原因至今未明,研究者仍在努力拼凑出历史的全貌。保罗·欧尔森与丹尼斯·肯特来到英国韦尔斯南部一处荒芜的海岸。两人在一旁的泥地停车,雨滴开始落下,远     

载人探月任务中月基抛射探测概念研究

提出了一种利用月基抛射装置抛射无人探测器的任务概念构想。此抛射装置可采用电磁抛射、高压气体抛射或化学助推的方式。无人探测器的选取可根据任务特点的不同,采用球形探测器或弹丸形探测器。文章针对月基抛射这一探测形式开展了概念研究,对3种抛射方式进行了初步方案设计和对比分析,提出了球形探测器和弹丸形探测器的方案设想,以及针对上述两种探测器的初步着陆撞击防护方案。月基抛射探测的概念或可在未来载人探月任务中得到应用,对于未来载人探月任务的实施具有一定的参考意义。     

民航客机火灾风险浅析

新型客机在航程、载客量、舒适度上都有显著的提高。空中交通作为世界上最安全的运输方式之一,有着很高的安全保障,以及较低的事故风险率,但由于客机失事时幸存者极少,所以造成的社会影响极端恶劣,而火灾作为民用客机的主要事故因素之一受到人们极大的关注,本文主要分析可能导致客机火灾的风险和因素,并对飞机在受到撞击后能导致的火灾风险和后果进行分析。     

加筋板中超高速撞击声发射源定位方法

加筋板是航天器上的常用结构。为研制基于声发射技术的在轨感知系统,需要研究加筋板中声发射波传播规律及撞击源定位方法。文章测定了断铅信号在加筋板中的传播速度,对沿不同方向传播的波速进行了比较;通过有限元仿真,研究了筋体几何尺寸对板中声发射信号传播规律的影响。试验与仿真的结果表明:筋体对信号压缩波波速影响较小,但会造成信号第一幅值的衰减,在传感器布局设计时需要考虑到该因素。将加筋板中声发射信号传播速度取为沿不同方向传播波速的平均值,可将源定位问题转化成求取函数最小值的优化问题,在加筋板上对断铅波源和超高速撞击波源进行定位效果较好。     

彗星会撞上地球吗?

1994年7月,科学家们亲眼目睹了一颗行星与另一个天体之间最剧烈的碰撞。木星连续6天遭到一颗名叫苏梅克·利维9号的彗星接连不断地轰炸,一颗接一颗,总共20几颗彗星碎片,以每秒60千米左右的速度疯狂地砸入木星稠密的大气层。这场狂轰滥炸产生了大量的火球,在地球上用望远镜很容易看到。     

如何应对近地小行星撞地的威胁

2012年1月27日,一颗公共汽车大小的小行星与地球擦肩而过,距离地球最近时只有6万千米。这颗名为“2012BX34”的小行星位列20颗最接近地球的小行星之首。尽管它没有对地球造成威胁,但再次向地球人敲响了警钟,要加速研究如何防止近地小行星撞击地球的方法和技术了,     

激光驱动微小碎片对石英玻璃撞击损伤效应试验研究

空间碎片撞击对航天器表面材料性能具有很重要的影响。文章从碎片对材料撞击作用角度出发,使用激光驱动飞片技术对光学玻璃进行了撞击试验研究。为了便于对撞击损伤机理的研究和效应评价,开展了单次撞击试验和多次撞击试验,并对这些试验进行了测试分析。试验表明:高速飞片与撞击靶损伤处有很好的对应关系,且高速飞片撞击对石英玻璃表面造成了损伤结构,进而导致光透过率下降。     

光滑粒子流体动力学的一种并行数值计算方案

在三维超高速碰撞数值计算方面,针对三维光滑粒子动力学（SPH）方法计算量大和耗时长的缺点,文章提出了一种简单直接、易于编程实现的SPH并行计算方案,并简述了该方案的基本思想、任务划分、变量存储、信息传递以及主要计算步骤。最后利用自编并行程序计算了两个超高速碰撞实例,结果表明:针对几百万个粒子,在运算速度为每秒5万亿次的“银河”计算机上申请23个核并行计算,每步约需要8 s,加速比约为10,并行效率约为50%,计算时间显著减少。