空天飞行器再入过程中关键热结构的热分析

可重复使用的空天飞行器再入过程中关键热结构的热分析可为结构设计、选材等提供参考依据。本文针对全C/SiC复合材料襟翼结构,考虑传导与辐射耦合换热,建立了其再入过程热分析的有限元模型。由有限元计算结果的分析发现:辐射换热在整个温度场中起主导作用,并且对于采用防热-结构一体化设计的可重复使用的空天飞行器,C/SiC是比较理想的结构材料。     

彗星的神奇现象

为什么彗星有两条尾巴?阳光辐射和太阳风会将彗星的头部"吹"出一条或者多条的尾巴,所以当彗星接近太阳时,彗尾最长,而远离太阳去时,彗尾开始缩短。事实上,大部分彗星通常有两条尾巴,一条是由尘土组成的,另一条是由气体组的,如图所示。由于彗星在太空中高速运动和行星引力的合成作用,尘土构成的尾巴会稍稍有点弯曲。由于气体比固体更轻,且更易被太阳风吹动,所以气体构成的尾巴通常是笔直的。另外,彗尾看起来都很亮,气体彗星尾巴是由于其中一些粒子本身就可以发光,尘土彗星尾巴是由于尘土颗粒反射光线,而变得闪亮。     

SiC MOSFET器件单粒子烧毁仿真分析

应用于航天器的宽禁带半导体功率器件会受到空间带电粒子的影响而存在单粒子烧毁（SEB）风险。为研究单粒子烧毁的机理及防护措施,文章利用半导体工艺器件仿真（TCAD）对SiC MOSFET器件进行了SEB仿真分析,发现粒子入射最敏感位置时器件发生SEB的阈值电压在500 V。同时,通过仿真获得器件微观电参数分布特性,分析认为器件发生SEB的机理是寄生晶体管的正反馈作用导致缓冲层和基区的电场强度（5.4 MV/cm和4.2 MV/cm）超过SiC材料击穿场强（3 MV/cm）。此外,针对仿真揭示的器件SEB薄弱区域,提出将P+源区的深度向下延伸至Pbase基区底部的工艺加固思路,并通过仿真验证表明该措施使器件发生SEB的阈值电压提高到近550 V。以上模拟结果可为该类器件的抗SEB设计提供技术支持。     

C/SiC复合材料铣削表面完整性研究

采用PCD刀具进行了C/SiC复合材料的铣削加工实验,通过观察加工表面/亚表面损伤,分析了C/SiC复合材料铣削加工表面形成机制,并结合切削力讨论了铣削参数对加工表面形貌和粗糙度的影响。研究结果表明,C/SiC材料以脆性断裂方式实现去除;加工表面存在纤维的层状脆断、拔出和纤维束断裂等现象;碳纤维区域粗糙度随铣削参数的变化规律与表面微观形貌基本一致;提高切削速度能改善表面质量,增大切深会使表面质量严重恶化,每齿进给量对表面质量影响较小。     

超声速等离子喷涂颗粒加热熔化与细化过程分析

针对超声速等离子喷涂过程中颗粒撞击基体前熔化状态未知的问题,利用数值计算方法分析了单个颗粒在超声速气流中的加热熔化过程,并对颗粒的破碎细化行为进行了探究。计算考虑颗粒内部相变后,得到不同时刻颗粒内部的温度分布更加合理,通过分析得到了颗粒熔化界面随加热时间的变化曲线,其在0.35ms时完全熔化,这与实验分析结果相符。熔融颗粒在进入到高温高速等离子体射流中粒径会迅速减小,统计得到100mm处小于5μm的颗粒所占比例最大,超过了50%,与实验收集粒子的粒度分布一致。     

基于Micro-CT的NEPE推进剂装药界面细观结构

NEPE推进剂装药界面粘接问题是制约NEPE推进剂推广应用的技术瓶颈之一,急需有效的细观结构表征技术,以揭示NEPE推进剂装药界面形成机理。采用Micro-CT技术,开展了NEPE推进剂/衬层/绝热层界面细观结构研究,发现Micro-CT图像可明显区分界面各相以及各相的基体与填充物,可识别不同的固体填充物;绝热层/衬层界面存在有锯齿状的镶嵌结构的扩散层,厚度不超过10μm;推进剂与衬层之间有一定的扩散,存在明显的推进剂与衬层基体富集层,在推进剂一侧,还形成40~80μm的HMX颗粒富集层。     

清肺这件大事

经历过一场漫长的雾霾天后,社会上盛传各种清肺食物,比如一条微博写道:持续的雾霾天气损伤肺脏,除了减少出行、戴口罩,适当的饮食也能达到清肺效果。白萝卜治痰多咳嗽;雪梨炖百合、银耳莲子羹润肺抗病毒;罗汉果茶清肺降火;木耳、葡萄、紫甘蓝滋阴润肺。特别推荐鸭血和猪血,清肺效果最棒!听说矿上的工人,每天收工必吃一顿新鲜鸭血。这些食物真的能够清理我们的肺吗?毕竟到春天了,身处北京的小编还要做好迎接沙尘暴的准备,清肺必须当成一件大事。     

不连续增强镁基复合材料的制备与应用

综述了不连续增强镁基复合材料的制备工艺及特点，介绍了其应用情况，展望了其发展前景。     

舰船燃气轮机高压涡轮颗粒沉积特性研究

为了探究典型舰船燃气轮机高压涡轮叶栅通道内部的颗粒沉积分布规律,论文以分析随燃气进入涡轮叶栅通道内的颗粒的动力学及颗粒与壁面相互作用的特性为出发点,探究颗粒与涡轮叶片表面撞击后发生黏附与剥离以及沉积与反弹的相互作用准则,在此基础上构建相应的颗粒壁面沉积模型,采用数值模拟方法,建立气-固两相流无量纲方程组,嵌入UDF用户自定义函数,并比较分析临界速度模型和临界黏度模型对于模拟颗粒沉积分布的异同。结果表明,在本文工况条件下,对于临界速度模型而言,叶片表面和下端壁处的颗粒沉积效率都在动量Stokes数增大到约0.1时开始从100%减小,在动量Stokes数增加到约10后减小到0;上端壁处的颗粒沉积效率在动量Stokes数增加到约1时开始从100%减小,在动量Stokes数增大到约100后减小到0。而对于临界黏度模型而言,叶片表面和下端壁处的颗粒沉积效率随着动量Stokes数的增大而不断增大,二者都在动量Stokes数约为1时达到100%,而上端壁处的沉积效率却先增大后减小,最后再增大,在动量Stokes数约为0.1颗粒沉积效率降低到最小值约为80%,后开始增加到100%。