A numerical optimization of high altitude testing facility for wind tunnel experiments

High altitude test facilities are required to test the high area ratio nozzles operating at the upper stages of rocket in the nozzle full flow conditions.It is typically achieved by creating the ambient pressure equal or less than the nozzle exit pressure.On average,air/GN2is used as active gas for ejector system that is stored in the high pressure cylinders.The wind tunnel facilities are used for conducting aerodynamic simulation experiments at/under various flow velocities and operating conditions.However,constructing both of these facilities require more laboratory space and expensive instruments.Because of this demerit,a novel scheme is implemented for conducting wind tunnel experiments by using the existing infrastructure available in the high altitude testing(HAT)facility.This article presents the details about the methods implemented for suitably modifying the sub-scale HAT facility to conduct wind tunnel experiments.Hence,the design of nozzle for required area ratio A/A*,realization of test section and the optimized configuration are focused in the present analysis.Specific insights into various rocket models including high thrust cryogenic engines and their holding mechanisms to conduct wind tunnel experiments in the HAT facility are analyzed.A detailed CFD analysis is done to propose this conversion without affecting the existing functional requirements of the HAT facility.     

防热试验用高温超声速燃气流场热环境分析

对用于防热系统试验考核的高温超声速燃气流场的流场结构和热环境特性进行了计算和分析.将CFD模拟方法与工程计算方法相结合,对两类锥形喷管形成的燃气流场进行了数值模拟计算和流场结构分析,并与试验过程中高速拍摄的图片进行了比对.利用模拟得到的流场气动参数,计算了沿流场轴向位置球头驻点模型的热流和压力,并与试验测量数据进行了对比,结果吻合较好.锥形喷管形成压缩波和膨胀波交替的流场结构,导致流场气动参数与模型热流和压力形成正弦变化的特点.     

轻质防热材料高焓烧蚀试验

为了得到不同轻质防热材料在高焓条件下的烧蚀数据,评估其在高焓条件下的烧蚀性能,以满足

未来高超声速飞行器再入的高焓高热流低压力的热环境,采用高焓加热器对多种不同密度的轻质防热材料进

行烧蚀考核试验。通过对试验数据和模型内部烧蚀形态的描述,给出轻质防热材料在高焓低压热环境中的烧

蚀特性。最后对比中焓条件下试验数据,详细分析焓值对轻质防热材料烧蚀性能的影响。结果显示,高焓加热

器可以产生稳定均匀的高焓低压流场,轻质防热材料在高焓条件下的隔热性能和烧蚀性能有所提高。

     

高精度A/D转换技术在惯导系统中的应用研究

针对惯导系统对模数转换电路的使用要求,明确了制约A/D转换电路在惯导系统中应用的瓶颈是零位稳定性,分析了A/D转换电路零位的影响因素,提出了解决方法。并设计出一款A/D转换电路,该电路的测试结果表明解决方法有效,可将零位提高2个数量级,与传统V/F转换电路相当。证明采用A/D转换芯片的模数转换电路能够满足惯导系统的精度要求,同时相比V/F、I/F具有高采样率和高分辨率的优势,技术指标可以满足高精度加速度测量系统等实际工程需求。     

二维振动结构的颗粒阻尼实验

采用非接触式激光测振仪对自由端附有空腔的L型悬臂梁进行了颗粒阻尼减振实验,考查了空腔尺寸对颗粒阻尼的影响规律,得到了二维颗粒阻尼的相关特性.结果表明:①非线性的颗粒阻尼能够显著地抑制结构振动,且阻尼值至少比金属材料阻尼大一个数量级;②二维颗粒阻尼在各个方向上具有相似的阻尼特性,随无量纲加速度的增加,颗粒阻尼先增大后减小...     

脉冲爆震火箭发动机高频实验研究

为了研究脉冲爆震发动机的高频工作特性,以航空煤油和压缩氧气为推进剂,采用爆震增强装置,增大推进剂供给压力以及增大电磁阀控制气压力等措施,在脉冲爆震火箭发动机模型上进行了实验,成功获得45Hz时的爆震压力波形。实验结果表明,频率增高,爆震波峰值压力下降,有利于加速缓燃向爆震的转变(Defla-gration to Detonation Transition,DDT)。当爆震充分发展时,爆震波波速基本不变,峰值压力上升时间趋于定值。工作频率为45 Hz时,爆震波峰值的压力为3.2 MPa,爆震波的波速为1 715.5m/s。     

烧蚀材料的多光谱真温测量法

应用棱镜分光式多波长光电高温计对氧乙炔焰烧蚀材料的真实温度进行了测量。精心地选择波段及处理方法使烧蚀材料剥离、水蒸汽及烟雾影响减至最小，采用一点标定技术解决了高温区标定问题。     

对高温低周疲劳寿命预测模型的评价

高温低周劳寿命预测方法对于承受变幅载荷的高温构件的设计具有重要意义。本文系统介绍了迄今这方面所取得的研究成果，特别对目前在国内外影响较大的ＳＲＰ等几个ＨＬＦ寿命预测的经典参数模型和近些年发展起来的预测ＨＬＦ寿命的损伤力学方法作了较为详细的评价，并指出存在问题和研究方向。     

连续分离铝熔体中夹杂物的分析

通过分析高频磁场作用下熔体连续处理时夹杂的去除效率表明，熔体连续处理条件下的夹杂去除效率比熔体静止时的略低，而夹杂与熔体之间的密度差对电磁分离时的去除效率影响不大。提高去除效率的有效途径是增大磁感应强度或降低分离器管径，但减小管径的同时需要提高磁场频率，以保持α/δ的值在2附近才可以取得最佳的分离效果。     

高温合金零厚度光栅制作方法研究

介绍了零厚度光栅制作方法，其中重点是用电化学刻栅法在高温合金材料试件表面直接刻蚀高密度正交零厚度光栅。