考夫曼离子推力器放电室数值模拟研究综述及展望

首先分析了影响考夫曼离子推力器放电性能的关键因素,然后按照仿真模型的维度对考夫曼离子推力器放电室数值模拟方法进行了分类综述和优缺点分析,并针对以流体方法为基础的各向异性界面问题进行了分析。在此基础上,概述了零维模型、二维模型和三维模型下针对放电室所取得的数值模拟研究结果。最后对考夫曼离子推力器放电室数值模拟研究进行了总结及展望。     

基于数字孪生的航天电推进器优化设计方法

针对以引力波探测为代表的空间科学任务和以“国网星座计划”为代表的商用卫星网络任务对推进器的特殊需求,本文提出了一种基于数字孪生的推进器优化设计方法。该方法首先建立由机理模型模块和测试数据集模块组成的数字孪生体。机理模型模块依据推进器的物理过程建立模型,对难以测量的数据进行仿真模拟;测试数据集模块通过实验对推进器进行测试,依靠测试数据建立可测参数的数学模型。将数字孪生体与实验进行对比,通过对比结果反馈调节机理模块从而不断提高孪生体的准确性,最终为优化设计提供依据。结果表明：(1)该方法能够构建微波离子推进器的数字孪生体;(2)该数字孪生体的预测结果存在一定差异,通过分析发现该差异与机理模型的精细度以及测试数据集的数据量有关。     

电动车跷跷板系统的设计与实现

系统采用一块单片机AT89S52作为跷跷板检测和电动车控制的核心,实现了电动车在不同状态下的往返行驶、起始和停止位置的判断,以及行驶时间的显示以及跷跷板平衡点的寻找等功能。     

大功率空间核电推进技术研究进展

大功率空间核电推进系统是空间核电源技术和大功率电推进技术的高度融合,具有高能量密度、超高比冲、较大推力的优势,可适用于超大型航天器轨道转移任务、远距离无人深空探测任务、载人火星等大型深空探测任务,能够极大地拓展人类深空探测的能力。本文针对大功率空间核电推进技术,对其工作原理和系统组成进行了介绍,同时开展了关键技术梳理,重点归纳了国内外在技术领域的研究历程和最新进展。     

Electromagnetic ion cyclotron resonance heating in the VASIMR

Plasma physics has found an increasing range of practical industrial applications, including the development of electric spacecraft propulsion systems. One of these systems, the Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR) engine, both applies several important physical processes occurring in the magnetosphere. These processes include the mechanisms involved in the ion acceleration and heating that occur in the Birkeland currents of an auroral arc system. Auroral current region processes that are simulated in VASIMR include lower hybrid heating, parallel electric field acceleration and ion cyclotron acceleration. This paper will focus on using a physics demonstration model VASIMR to study ion cyclotron resonance heating (ICRH). The major purpose is to provide a VASIMR status report to the COSPAR community. The VASIMR uses a helicon antenna with up to 20 kW of power to generate plasma. This plasma is energized by an RF booster stage that uses left hand polarized slow mode waves launched from the high field side of the ion cyclotron resonance. The present setup for the booster uses 2–4 MHz waves with up to 20 kW of power. This process is similar to the ion cyclotron heating in tokamaks, but in the VASIMR the ions only pass through the resonance region once. The rapid absorption of ion cyclotron waves has been predicted in recent theoretical studies. These theoretical predictions have been supported with several independent measurements in this paper. The ICRH produced a substantial increase in ion velocity. Pitch angle distribution studies show that this increase takes place in the resonance region where the ion cyclotron frequency is equal to the frequency on the injected RF waves. Downstream of the resonance region the perpendicular velocity boost should be converted to axial flow velocity through the conservation of the first adiabatic invariant as the magnetic field decreases in the exhaust region of the VASIMR. In deuterium plasma, 80% efficient absorption of 20 kW of ICRH input power has been achieved. No evidence for power limiting instabilities in the exhaust beam has been observed.     

火工品电参数测试技术研究

介绍了火工品电参数测试方法,搭建了火工品电参数测试系统。设计了火工品电容放电式点火电路,阐述了电容充放电原理和充放电电路的参数计算方法,实现了点火回路电流的测试。采用“四线”制测试方法实现对火工品桥路直流阻值瞬态变化特性的测试,通过点火回路电压值的变化进行了火工品桥丝熔断时间的测试,证明了采用本测试系统进行火工品电参数测试的可靠性和正确性,为火工品电参数测试的研究提供了有效的测试方法。     

电推进羽流诊断中阻滞势分析器的快速处理算法

介绍了一种基于统计方法分析阻滞势分析器响应曲线的数据处理算法. 该算法可以在电推进诊断中快速提取待测粒子的环境参数. 通过对阻滞势分析器测量得到的U-I响应曲线物理性质的分析, 推导出以曲线中所有测量值为基础提取粒子温度和密度的统计处理算法. 以具体卫星电推进诊断中对阻滞势分析器的测量要求以及工程参数为例, 设计并进行了仿真模拟实验. 在设计要求的测量范围内, 利用本文算法得到的离子密度的平均误差为6.62 %, 粒子温度的平均误差为7.45 %. 通过分析算法运算量, 在实际工程中采用12 MHz主频的8031处理器可以在0.5 s内完成本算法全部处理过程.     

电阻率可调的含钛碳化硅纤维的制备与性能研究

以Ｔｉ（ＯＢｕ）４与低分子量聚硅烷（ＬＰＳ）为原料合成不同含钛量的聚钛碳硅烷,经熔融纺丝、空气不熔化、高温烧结制备出力学性能良好、电阻率为１０３～１０Ω·ｃｍ的Ｓｉ—Ｔｉ—Ｃ—Ｏ纤维。通过ＩＲ、ＧＰＣ、ＶＰＯ、ＸＰＳ等分析手段系统研究了钛含量对纤维的制备、结构及其电性能的影响。     

运载火箭电动伺服机构前馈自抗扰控制方法的设计

运载火箭伺服机构是火箭的执行机构,在工作过程中不仅要求伺服机构具有较好的阶跃响应和力矩抗扰性能,还要求伺服机构能够较好地跟踪箭载计算机发送的位置随动指令。常规的自抗扰控制(ADRC)建模时,将输入的微分量近似为0,使得输入时变信号时会产生建模误差,该误差无法通过扩张状态观测器(ESO)进行观测并补偿,导致系统的跟踪误差较大。针对常规自抗扰控制对时变信号跟踪误差较大的问题,提出了一种将位置输入微分前馈(PIDF)引入自抗扰控制的前馈自抗扰控制方法。通过理论推导和建模仿真得知,该方法可降低系统对正弦输入信号的跟踪误差并提高系统的动态特性,同时仍具有较强的抗干扰性能。最后通过试验验证了该方法的有效性。     

电流变阻尼器用于转子振动控制的实验研究

实验研究了电流变阻尼器在转子振动控制中的应用。实验发现,电流变阻尼器的刚度及阻尼随外加电场强度的增加而增大,支承在电流变阻尼器上的转子系统的振幅在亚临界区及临界转速处随施加的电场强度的增加而减小,而在超临界处则随电场强度的增加而增大;系统的临界转速随电场强度的增加而升高。电流变阻尼器提供的阻尼具有库仑阻尼和粘性阻尼的特点。实验表明电流变阻尼器具有控振效果明显、瞬时可控、耗能小、频带宽及结构简单的特点。