层压囊体材料在FK4飞艇上的应用

本文给出了层压囊体材料在FK4飞艇制造和应用中产生的效果,特别是对其中出现的主要问题进行了分析,提出了克服这些问题以求改进的途径并从中引出了飞艇囊体材料值得注意的研究内容。     

飞艇囊体薄膜材料的双向拉伸试验及结构仿真

飞艇囊体膜材的弹性常数是飞艇外形设计、结构分析、动力学分析的基础。本文根据正交异性平面应力模型假设,应用双向拉伸试验方法获得了飞艇囊体膜材HV130在不同载荷比条件下的经纬向弹性模量和泊松比。对飞艇囊体进行应力分析,得到囊体应力的理论解及环向应力和轴向应力的载荷比。根据飞艇囊体受力情况,选取对应的弹性常数,对飞艇进行不同压差条件下的静力学仿真分析。利用非接触应变测量系统测试不同压差条件下飞艇囊体的变形情况,验证了双向拉伸试验所得的弹性常数的准确性和仿真分析的可靠性。本文能为飞艇的外形设计和结构分析提供参考。      

飞艇浮升力随高度变化规律的研究

针对软式飞艇，在确定压力高度和囊体体积的条件下，对其所受的浮升力随高度变化规律进行了理论分析和仿真计算，给出了飞艇囊体体积设计、压力高度的确定与总浮升力和静浮升力各参数之间的数值变化关系，为飞艇的总体设计提供了理论基础。     

临近空间飞艇蒙皮材料研究进展和需求分析

临近空间飞艇具有大范围不间断的高效信息获取与传输能力, 是近期国际上竞相发展的未来信息平台。蒙皮材料是临近空间飞艇的主要材料, 其质量和性能决定了飞艇的大小、 寿命和成本, 是发展临近空间飞艇的基础。本文中针对临近空间飞艇蒙皮材料选取和应用存在的若干困难, 从蒙皮材料工程需求出发, 对蒙皮材料的强度、 耐候性、 阻隔性和试验评价方法等方面的研究现状进行总结和分析, 讨论未来高性能临近空间飞艇蒙皮材料的研究发展方向。     

浮空飞行器压力调节控制系统工程研究

 压力调节控制系统是浮空型飞行器最基本、最重要的组成部分之一,其工程设计直接关系到浮空平台的安全和性能.根据囊体材料应力分析和浮空平台保持形状的要求,推导了以飞艇为代表的浮空型飞行器压力控制的基本控制要求;探讨了浮空型飞行器压力控制系统的构成和主要参数的工程设计方法;从调节速度和调节范围两方面分析了压力控制系统的调节能力及其对飞艇平台性能的影响,并给出设计飞行高度和空气囊占比的关系曲线,从而明确了设计飞行高度对浮空平台体积的要求;介绍了典型的压力系统控制方法,并经中空实验飞艇自主飞行验证,压力控制效果明显.压力控制系统的工程设计研究侧重于实际应用,具有工程实用价值.     

刚度构型对飞艇定常流固耦合特性的影响研究

飞艇作为临近空间高分辨率观测的重要平台,力学性能研究非常重要。飞艇的主体材料一般由柔性蒙皮构成,容易在气动作用下产生较大的变形,存在较强的流固耦合效应,是其力学性能研究的关键。该文采用松耦合方法形成了定常流固耦合计算方法,并且针对流场与结构的模型展开了详细的计算,和实验结果进行了验证。针对不同刚度构型飞艇模型的计算结果显示:硬式飞艇不需考虑流场和结构的耦合效应,半硬式和软式飞艇的耦合效应较明显。其中半硬式飞艇,耦合效应主要影响区域为柔性最大的橡胶部分,考虑耦合效应后,飞艇位移变形量增加约5%。软式飞艇,变形最为明显的是飞艇的尾部和头部,在来流作用下会出现明显的抬头位移,最大位移增量为225%。此外还采用量纲分析方法,得到了艇体变形与膜材料弹性模量、内压、来流的变化规律。当模型与实物满足几何相似、材料相似和动力学相似的条件下,变形将满足几何相似律。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素EI北大核心CSCD

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

飞艇及系留气球电气系统设计中的干扰及对策

飞艇和系留气球都属于软式浮空飞行器,因其具有留空时间长、使用成本低等特点受到广泛的关注和应用。由于飞艇和系留气球属于软囊体飞行器,其电气系统没有类似飞机机体金属壳体提供的电磁屏蔽和大面积的地电位,在使用过程中易受干扰,甚至影响飞行安全。基于此,该文通过分析干扰来源——内部干扰和外部干扰,作用途径——共模干扰电流和差模干扰电流,针对系统设计中常用的电机、线缆、舵机和测控装置等具体设备提出了应对措施。可以有效解决飞艇及系留气球电气系统的干扰问题,保障飞行安全。     

平流层验证飞艇纵向动力学建模及其状态观测器设计

在满足几点假设的基础上,建立了以体积中心为原点的坐标系,对平流层飞艇进行了受力分析,在对纵向力和力矩逐项阐述的基础上,导出了平衡状态下平流层飞艇纵向动力学模型的状态方程。根据12 m验证艇的实验飞行数据及外形尺寸特征,对能控性与能观测性进行了分析,在此基础上设计了全维状态观测器,解决了模型的状态反馈在性能和物理上的矛盾,为平流层飞艇的稳定飞行和自动控制提供了设计依据。     

无人飞艇气囊体积监测系统设计

三维激光扫描作为一种快速获取立体空间信息的技术手段,通过扫描测量可得到连续、完整、关联的全景点三维坐标,具有点位测量准确度高、空间点采集密度大、速度快、不需建立控制点等特点。由于大型无人飞艇气囊为柔性囊体,形态变化较快,体积难以保持固定不变,因此引入三维激光扫描对无人飞艇气囊体积进行测量。本文主要研究了基于三维激光扫描的无人飞艇气囊体积监测系统,通过激光测距、坐标转换、数据处理、三维重构最终构建气囊的三维几何模型,从而定量计算出气囊的体积。     

高空浮空器发展现状及趋势

高空浮空器是指由充满轻质气体的囊体产生浮力、任务高度处于距离地球表面20～100Km、能执行长期驻留任务的飞行器。高空浮空器包括飞艇和系留气球[1],部分非系留并长期在固定高度工作的气球也被认为是     

新型浮升一体化飞艇的总体性能和应用研究

开发具有高气动效率的浮升一体化飞艇对高空信息平台的发展具有重要的科学研究价值。基于NACA系列翼型的新型排翼式浮升一体化飞艇不仅具有相当可观的体积效率,而且还有较好的气动性能。为了综合考察排翼式浮升一体化飞艇的实用价值和经济收益,以更具有工程应用前景的平流层为设计平台,在一定的总设计载荷条件下,研究了排翼式布局的浮升特性,并对其总体性能和技术参数进行了详细的分析和评估。研究表明:在一定的速度范围内,排翼式浮升一体化飞艇具有优良的总体性能和实用价值。浮升一体化布局可以以更小的代价使飞艇的自重降低,有效载荷和单位生产率提高,因此在飞艇的的设计中不应一味追求阻力的最小化,而需要在低阻力与小尺寸之间进行权衡和折衷。     

浮空器囊体材料的气密性研究

浮空器产品的一个重要技术指标是囊体气密性。为了对产品实际加工后的囊体材料气密性进行研究,模拟实际加工工况,对Vectran、尼龙、聚酰亚胺三种不同织物为承力层的囊体材料本体揉搓前后及片幅之间连接处的透氦率进行测试,分析了透氦率变化情况。结果表明：囊体材料透氦率随着揉搓次数及热合缝隙面积增加而增大,含外热合条的缝隙处透氦率与本体材料相当。该结果可用于指导囊体材料的选择、产品的加工及整体泄漏量的评估。     

超材料吸波体及其3D打印制造研究进展

超材料吸波体由于其独特的电磁特性和较强的结构设计性等优点,成为电磁吸波领域的研究热点。而3D打印技术能够突破传统制造方式的缺陷,极大地提高设计自由度,因此利用其制备超材料能够实现结构与功能的一体化,逐渐成为超材料吸波体领域的重要发展方向。本文阐述了基于等效介质理论的超材料吸波体吸波机理,介绍了超材料吸波体在宽频吸波、极化和角度不敏感、动态可调性等方面的研究现状,进而归纳了3D打印超材料吸波体的研究进展以及现阶段3D打印超材料吸波体研究中存在的问题,并从吸波性能、结构设计、应用发展三个角度对3D打印超材料吸波体的未来发展进行了展望。     

陶瓷闪烁体的研究现状与进展

概述了闪烁体材料研究现状和一些重要性质，阐述了掺杂激活离子Ce^3＋的闪烁体材料的重要参数、性质以及发展状况，重点介绍了几种典型的陶瓷闪烁体及其性能并总结了闪烁体材料的制备方法。展望了稀土多晶陶瓷闪烁体代替单晶闪烁体在医学成像设备探测器领域的巨大推动作用。     

基于双轴拉伸试验的飞艇蒙皮材料非线性分析

飞艇蒙皮为多功能层压织物材料,力学行为呈现复杂的非线性,合理表征其非线性的力学模型对飞艇结构设计与分析至关重要。本文对飞艇蒙皮材料试件进行了7个应力比双轴拉伸试验,基于正交异性材料模型,采用应变残差平方和最小方法计算弹性常数,建立线性力学模型;根据试验数据建立应力弹性常数响应面,建立以应力为变量的完整三次式非线性力学模型。并根据此力学模型建立飞艇蒙皮材料有限元分析模型,通过数值模拟七种应力比下的双轴拉伸试验,分析结果的应力分布和分缝位移与试验现象一致。将分析得到的应力-应变曲线与试验结果进行对比,两者能很好的吻合,表明非线性力学模型及分析方法适用于飞艇结构分析。     

酞菁氧钛／氯丹蓝偶氮单层复合半导体的制备与光导性能

本论文报道了酞菁氧钛／氯丹蓝偶氮单层复合光导体的制备方法，探讨了溶剂、光生材料与传输材料的配比等条件对光导性能的影响。光导性能测试结果表明，复合单层光导体比单一材料的单层光导体光导性能有明显提高，在可见光区和近红外区都表现出很高的光敏性，具有光导性能互补效应。     

囊式空气弹簧载荷建模与实验研究

以囊式空气弹簧为研究对象,在深入分析囊体受力及材料特性的基础上,建立了空气弹簧载荷模型。采用几何图解的方法对该模型进行了仿真计算,并设计实验系统对空气弹簧的特性进行测试。实验和仿真结果有较高的吻合度,验证了模型正确性。研究表明,囊体材料特性对空气弹簧的载荷力尤其是拉伸状态下的输出力有较大影响;模型中通过引入囊体材料特性系数,能够更准确的描述空气弹簧载荷特性。该模型为空气弹簧载荷计算提供一种简单准确的方法。     

预警飞艇发展现状及应用分析

介绍了预警飞艇在预警平台中的优势,列举了近些年典型的预警飞艇的发展状况,阐述了预警飞艇的凡大特点,并根据预警飞艇的特点,分析了预警飞艇可能的主要军事应用方向。最后对我国开展预警飞艇研制工作提出了一些建议。