涡扇发动机最小红外特征模式性能寻优控制研究

为抑制涡扇发动机排气系统的红外特征,提出一种基于红外预测模型的最小红外特征模式性能寻优控制。首先,建立一种排气系统正后向红外辐射强度简化预测模型,该预测方法考虑了排气系统内高温部件和尾喷流的红外辐射,以及尾喷流对高温部件红外辐射的吸收作用,具有可信的仿真精度;其次,基于涡扇发动机部件级实时仿真模型,增加了从外涵引气冷却中心锥和尾喷管扩张段内壁的冷却结构和红外预测模块;最后,基于该模型探索了最小红外特征模式的优化原理,并选用可行序列二次规划(FSQP)算法,通过控制高温壁面冷却气的流量,主燃烧室的燃油量以及尾喷管喉道面积,对两个亚声速巡航状态的工作点进行实时优化。仿真结果表明:在满足发动机推力恒定以及其他约束条件的前提下,发动机通过最小红外特征模式性能寻优控制,其排气系统后向红外辐射下降了30%以上,红外抑制效果显著。     

红外隐身涂层及对雷达吸波性能的影响

研究了红外雷达兼容隐身涂层红外发射率及雷达波隐身兼容性的影响因素,包括填料的类型、质量分数及涂层厚度。研究表明,以填充30wt%的HW-3型铝粉为填料,制备的涂层厚度为20μm时,涂层红外发射率达到0.25,能大幅降低材料表明红外辐射温度,且对微波隐身兼容性良好。     

空间特定目标表面的双波段红外辐射特性调控方法

红外诱饵等空间特定目标是对抗红外探测的主要手段之一。随着双色制导技术的发展,红外探测灵敏度不断提升,目标识别能力不断增强,这对空间特定目标表面的双波段红外辐射的逼真性提出了要求。通过改变空间特定目标表面发射率控制其红外辐射强度的大小,使用数值仿真的方法进行计算,从而提出了对空间特定目标表面红外辐射特性的调控方法。此外根据所确定的表面发射率、可见光吸收及红外发射比例以及内热源功率,选择合适的表面材料以及热功率施加方法,在保证空间特定目标表面机械性能的同时,使空间特定目标满足光照及阴影区的双波段红外辐射特性要求,并进行模型的制作以及热真空实验,证明了理论计算的准确性。     

Black hole accretion and X-ray spectra of QSOS

Changes in Eddington accretion ratios are thought to result in X-ray spectral index changes in Galactic binary black hole systems. Objects with higher Eddington ratios have softer X-ray spectra. Can we apply this result to much more massive black hole systems such as QSOs? If so, X-ray observations will give us valuable insight into the physics of QSOs. Among QSOs, X-ray spectral index is part of a large set of correlated optical and UV observational properties, especially optical Fe II and [O III] strengths in the Hβ region. To investigate whether this set of correlations is related to Eddington ratio, we use as probes, BALQSOs that have been suggested to be youthful super-accretors. We conducted infrared spectroscopy of the Hβ rest wavelength region for a sample of BALQSOs and compared line measurements with those for high and low redshift non-BAL QSOs. Hβ line widths and bolometric luminosity are used to calculate QSO black hole masses and Eddington ratios. Our results support the hypothesis that optical Fe II and [O III] line strengths are Eddington ratio indicators in QSO central engines. A possible explanation is that strong Fe II and weak [O III] indicate abundant cold gas that could fuel near Eddington accretion.     

Late stages of stellar evolution – Herschel’s contributions

Cool objects glow in the infrared. The gas and solid-state species that escape the stellar gravitational attraction of evolved late-type stars in the form of a stellar wind are cool, with temperatures typically ?1500 K, and can be ideally studied in the infrared. These stellar winds create huge extended circumstellar envelopes with extents approaching 10¹⁹${10}^{19}$ cm. In these envelopes, a complex kinematical, thermodynamical and chemical interplay determines the global and local structural parameters. Unraveling the wind acceleration mechanisms and deriving the complicated structure of the envelopes is important to understand the late stages of evolution of ∼97% of stars in galaxies as our own Milky Way. That way, we can also assess the significant chemical enrichment of the interstellar medium by the mass loss of these evolved stars. The Herschel Space Observatory is uniquely placed to study evolved stars thanks to the excellent capabilities of the three infrared and sub-millimeter instruments on board: PACS, SPIRE and HIFI. In this review, I give an overview of a few important results obtained during the first two years of Herschel observations in the field of evolved low and intermediate mass stars, and I will show how the Herschel observations can solve some historical questions on these late stages of stellar evolution, but also add some new ones.     

一种红外焦平面阵列相对光谱响应自动测试系统

目前测试红外焦平面阵列相对光谱响应参数时,需要人工测量波段中每个波长点的光谱响应,针对测试过程繁琐和测试时间长的问题,在基于现有的不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,利用动态链接库技术,研制了一种红外焦平面阵列相对光谱响应自动测试系统,该系统测试过程简化,自动化程度提高。经过对比分析,自动测试与人工测试结果具有较好的一致性,自动测试比人工测试更加可靠。     

红外地球敏感器光电组件测试技术研究

在圆锥扫描式红外地球敏感器设计过程中,基于嵌入式SoC技术,提出了一种小体积专用光电组件地面测试系统实现方法,可实现地球敏感器中光栅信号、基准信号的幅度、频率、动态频率等参数的精密测量。介绍了系统的组成及工作原理,着重对非稳定性光栅信号幅度及频率精确测量方法进行了讨论。     

浅谈陶瓷基复合材料无损检测方法及其进展

陶瓷基复合材料由于其具有耐高温、密度低、抗氧化性好等多种优良特性目前已广泛地应用于航空航天领域。采用无损检测方法对陶瓷基复合材料进行相关检测对保证材料产品质量以及提高产品使用的可靠性等都具有重要意义。综述了陶瓷基复合材料无损检测发展现状,阐述了太赫兹、X射线、工业CT、红外热成像、超声波及声发射技术等常用陶瓷基复合材料检测手段的原理并介绍了其在陶瓷基复合材料无损检测方面的应用实例。     

利用奉献观测器诊断红外地球敏感器故障的新方法

卫星闭环控制系统中不同敏感器的故障定位是自主故障诊断的难点。基于双观测器的方法能够分离光学敏感器和惯性敏感器的故障,却仍不能确定红外地球敏感器是否发生故障。奉献观测器适用于敏感器系统的故障定位,但由于该方法要求的能观性条件在实际工程中有时难以满足,使其应用受到限制。本文提出了一种利用奉献观测器诊断敏感器故障的新方法,先对不完全能观系统进行能观性分解,再对能观子系统设计奉献观测器,克服能观性条件的限制,实现敏感器故障诊断。最后,将该方法用于卫星红外地球敏感器的故障定位,仿真结果表明,该方法可有效诊断地球敏感器的故障。