带有钝体的弹用固体燃料冲压发动机工作性能

为发展一种弹用高性能冲压发动机,提出了在补燃室带有钝体的发动机设计方案,并数值计算对比分析了补燃室有无钝体方案下的内流场、燃烧效率、推力、比冲与总压损失。结果表明：钝体后部孔隙外侧有两个漩涡,孔隙内的高速气流与下部漩涡在一定程度维持了尾迹的稳定性,能够保证冲压发动机工作的平稳性;与参考固体燃料冲压发动机（不带钝体结构方案）相比,在补燃室中增加钝体能提高补燃室下游燃料与空气的掺混效果与温度,当进气质量流率为0.3 kg/s时,可使发动机推力和比冲提高约16.21%、燃烧效率提高约20.50%,但此增益效果会随着空燃比的增大而减小;当燃烧效率相同时,在补燃室中增设钝体,可以有效地缩减冲压发动机长度,为其他部件提供安装空间。     

The metallurgy,mechanics, modelling and assessment of dissimilar material brazed joints

At the heart of any procedure for modelling and assessing the design or failure of dissimilar material brazed joints there must be a basic understanding of the metallurgy and mechanics of the joint. This paper is about developing this understanding and addressing the issues faced with modelling and predicting failure in real dissimilar material brazed joints and the challenges still to be overcome in many cases. An understanding of the key metallurgical features of such joints in relation to finite element modelling is presented in addition to a study of the mechanics and stress state at an abrupt interface between two materials. A discussion is also presented on why elastic singularities do not exist based on a consideration of the assumption of an abrupt change in material properties and plasticity in the vicinity of the joint. In terms of modelling real dissimilar material brazed joints; there are several barriers to accurately capturing the stress state in the region of the joint and across the brazed layer and these are discussed in relation to a metallurgical study of a real dissimilar material brazed joint. However, this does not preclude using a simplified modelling approach with a representative braze layer in design and failure assessment away from the interface. In addition modelling strategies and techniques for assessing the various failure mechanisms of dissimilar material brazed joints are discussed. The findings from this paper are applicable to dissimilar material brazed joints found in a range of applications; however the references listed are primarily focussed on work in fusion research and development.     

低压下蒸发式稳定器结构对燃烧效率的影响

在低压条件,对蒸发式稳定器结构进行了优化,对不同方案开展了冷、热态流场三维数值研究,分析了稳定器后方冷态流场、燃油浓度场和热态流场、温度场特点。分析认为,在原蒸发式稳定器基础上,通过增大稳定器一次风进气量和U型蒸发管的长度,可以促进油气的掺混,增大回流区范围,同时采用断续进气,并将蒸发管出气孔与二次风夹角由90°减小到37.5°,可以进一步强化回流效果。最终得到的稳定器模型可以在0.08 MPa的压力条件下,将原稳定器燃烧效率由0.820提高到0.977。     

1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷盐的合成、晶体结构及性能

以1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(BTO)为起始原料合成新型含能材料——1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷(BTORb)。用X-射线单晶衍射仪测定其晶体结构,结果表明Rb~+与BTO形成8配位结构,不同片层的BTO与Rb~+交替排列相互连接,构成三维网状结构。用差示扫描量热分析技术(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)研究其热分解行为,其热分解温度起始于292℃,表明其热稳定性良好。用Kissinger法和Ozawa法计算其非等温反应动力学参数,得到其热分解Arrhenius方程为lnk=13.51-186.3×10~3/RT。计算得到其标准生成焓Δ_fH_(298)~θ为274.91 k J·mol~(-1)。计算其热爆炸临界温度T_b为356.7℃,表明其热安定性较好。800 g落锤下,BTORb的撞击感度H_(50)为34.8 cm,70°摆角、1.23 MPa条件下,其摩擦感度爆炸百分数为36%,静电火花感度50%发火能量为0.34 J。     

JO-9C小尺寸传爆药驱动飞片影响因素模拟仿真研究

为优化传爆序列中传爆药驱动飞片性能,建立小尺寸传爆药驱动飞片作动的仿真模型,提出了一种获取传爆药爆轰产物JWL状态方程参数的计算方法。设计了典型传爆药JO-9C驱动飞片试验,验证了仿真模型和计算方法的准确性。提出了采用飞片速度和动能共同作为其效能评价的参量,研究装药结构、加速膛直径和飞片厚度等因素对飞片效能的影响规律。结果表明：装药长径比为1.5时可兼顾飞片速度与装药量;加速膛直径应不大于装药直径,可获得良好飞片形貌及较高飞行速度;飞片厚度过薄可能会出现断裂。以5 mm直径JO-9C装药结构为例,最优设计为：装药长径比为1.5,即装药高度为7.5 mm,加速膛直径为5 mm,飞片厚度为0.3 mm,此时飞片速度为1 663 m/s,动能为51.79 J.     

氮化硅陶瓷材料高温抗热震性能及其衰减规律研究

氮化硅陶瓷作为先进陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀等优异性能,因此被广泛应用于航空航天领域的强热冲击环境。热压烧结制备的Si3N4复合材料的抗弯强度较高,但抗热震性能随温度升高显著降低,热压烧结工艺在提升抗热震性能方面尚有不足。本文提出了使用二次热处理烧结方式来提高Si3N4陶瓷的抗热震性能,通过热压烧结-气压烧结二次热处理的烧结方式获得更致密、抗热震性能更好的Si3N4陶瓷材料。测试结果显示,常规热压方式制备的氮化硅陶瓷,随着热震温度的升高、次数的增加,材料内部产生微裂纹的概率增大,热震后试样抗弯强度逐渐降低,1200℃时平均强度下降率达23.48%。而经过二次热处理后氮化硅陶瓷抗弯强度略有降低,但抗热震性能得到明显改善,随着热处理时间增加,二次热处理后氮化硅陶瓷显微结构更加致密,抗热震性能将明显提高,热震后强度下降率明显减小,1200℃热震10次后强度下降率为12.25%。本文提出了提高Si3N4陶瓷的抗热震性的方法,探讨了氮化硅陶瓷在1200℃高温下的抗热震性能及其衰减规律,为改善氮化硅陶瓷器件高温性能提供了参考。     

液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定

为解决液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定信息不全面的问题,对影响液体火箭发动机地面试验测量系统评定的因素进行分析。首先,将性能可靠性指标和功能可靠性指标作为测量系统可靠性的衡量标准,给出了液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性的定义。然后,将测量系统不确定度作为性能可靠性指标纳入测量系统可靠度评定体系,建立测量不确定度与经典可靠性之间的联系;将分系统单元失效次数作为功能可靠性的评价指标,制定融合多源可靠性信息的系统可靠性评定策略。之后,阐述了可靠性数据收集、可靠性信息转换、可靠性信息综合、金字塔式系统可靠性评定和基于专家线性加权的可靠性评定的原理及实现方法。最后,以某型号液体火箭发动机地面试验测量系统为例,评定测量系统的可靠性,结果显示融合多源可靠性信息的金字塔式综合评定法能够准确分析液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性,基于专家线性加权信息融合评定方法能够定位系统中的重点关注对象,查找薄弱环节。研究成果为行业内技术人员研究、评定测量系统可靠性提供了新的思路和方法,对于提高型号产品质量、测量数据质量和系统可靠性具有重要意义。     

超燃模型发动机中引入催化重整燃气的试验研究

催化重整燃烧室能够产生氢体积分数高达16%的高温富油可燃燃气,所产生的可燃燃气从后支板供入到超燃模型发动机中,进行了直连式联调试验.在相同超音速来流状态下,与不通入可燃燃气的两种工况进行了压力、出口火焰形貌和壁面温度的对比,发现可燃燃气的加入能够在几乎不加入高压气堵情况下迅速着火,并能维持住稳定的超音速燃烧,在富油恶劣状态下,燃烧良好.结果表明,催化重整可燃成分在超燃模型发动机中起到了助燃和稳定燃烧的作用.     

某镁铝贫氧推进剂吸湿与点火失效分析

为分析某航天型号镁铝贫氧推进剂失效机理,利用显微形貌分析、X射线衍射(XRD)、热分析和高速摄影等测试了贫氧推进剂的成分、热分解规律以及常压点火性能。结果表明,吸湿后推进剂中的高氯酸铵(AP)发生结块,Mg被氧化后与水作用生成Mg(OH)_2。未吸湿的推进剂在420℃前仅有AP的晶型转变及热分解失重,而吸湿后推进剂热稳定性变差,90℃下即开始失重,420℃前有四个分解步骤:水分挥发、Mg(ClO_4)_2热分解及AP与Mg(OH)_2分解。采用电点火头在常压下点燃后,未吸湿推进剂可以稳定燃烧,而吸湿后的推进剂无法被引燃。分析认为,导致推进剂点火失效的原因是AP结块和活性镁含量降低,因此镁铝贫氧推进剂在潮湿环境下的贮存应给予重点关注和定期抽样监测。     

试车台传感器及引压系统动态特性研究

为了得到压力测试系统的动态特性规律,对试车台现用压力传感器的动态特性进行了测试,使用标准动态压力激波管,对动态压力传感器进行激励,得到试车台几种典型压力传感器的动态特性,证明目前用于静态测量的典型传感器在500 Hz以内的动态测量是可用的,为目前通用压力传感器用于动态测量的可用范围提供了依据。同时,得到了测压管道的幅频特性图,对测得的数据进行了归一化处理,得到了管路系统固有频率、响应时间与管长、管径等各种因素的关系,为实现引管方法的高温动态压力测量提供了技术支撑。