高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

高超声速风洞试验段环境飞行器颤振的视觉三维测量

测量高超声速风洞试验中模型颤振数据对飞行器安全设计至关重要,接触式传感器测量存在精度低、使用不便等缺点.本文采用非接触式立体视觉三维测量技术,测量试验过程中模型表面关键点的振动变形,为模型颤振分析提供基础数据.为了克服试验过程中试验段内的气压从真空到常压交替变化引起的强烈振动,通过设计视觉测量系统密封装置与气浮减振器,...     

航天高超声速颤振试验填补国内技术空白

正近日,由中国航天科技集团公司十一院1所设计的高超声速颤振试验完成了首次吹风试验。这是我国首次开展的高超声速风洞颤振试验,填补了国内相关技术的空白,结束了国外对此类试验技术长达60多年的垄断。高超声速飞行器受到高超声速流场特性、气动加热、控制等影响,其气动弹性问题比较复杂,国外从上世纪五六十年代开始就进行了大量的气动弹性试验研究,研究了几何外形、结构形式、气动参数、热等因素对舵翼面颤振特性的影响。     

高超声速飞行器助推段纵向姿态控制

针对飞行器的飞行特点和自身的气动结构,建立了其助推段纵向控制的非线性数学模型,给出了静稳定性和模态特性的分析,发现了飞行器纵向快速发散的动态特性。根据飞行任务和运动特点,从稳定性、频率特性、轨迹敏感性等方面对两种控制策略进行对比分析。结果表明,控俯仰角作为高超声速飞行器助推段的控制律是更为有效合理的纵向控制策略。     

高超声速飞行器多学科优化建模方法

为建立高超声速飞行器多学科设计优化软件系统,研究了一种面向多学科设计优化的建模方法.通过分析系统分解带来的学科设计冲突,建立了两种多学科连续性条件.据此连续性条件,结合现有飞行器设计流程,提出了一套建立多学科设计优化模型的方法,包括系统分析模型和系统优化模型.针对高超声速飞行器方案设计,研究了包含弹道/控制、气动、超燃冲压发动机、结构、热保护系统等五个学科的多学科设计优化问题.采用所研究的多学科设计优化建模方法,构造了系统级模型,并在框架软件中按照此模型集成各学科软件,建立了高超声速飞行器多学科设计优化软件系统.     

快速热阀隔防热结构的热分析

为了在快速热阀研制中设计出合理和经济的防热结构,在两种载荷下,对不同热导率材料的隔热层及阀体进行了有限元热分析,数值模拟出热阀工作中的温度场分布。以有限元热分析结果作为防热结构设计的依据,在阀体内设计厚度为100mm的隔热层,解决了快速热阀在627℃的高温和8．0MPa高压下运行过程中的阀体外表面温度不高于100℃的难题。通过实测表明：在设计的工况下运行,其阀体外表面温度低于70℃。     

基于模糊自适应的高超声速机翼颤振的主动控制

基于模糊自适应方法研究了高超声速机翼颤振的主动控制问题。首先,针对具有结构立方非线性和气动非线性的高超声速飞行器的二元机翼模型,分析系统的稳定性,得到系统的Hopf分叉点;然后,基于T-S模糊理论逼近系统非线性动态,设计了参数自适应律和模糊控制律,并应用Lyapunov理论证明系统所有信号一致最终有界;最后,通过仿真验证了所提出的主动控制算法的有效性。     

自密封高压气动快速通断阀密封研究

介绍了高压气动快速通断阀的工作条件及特点，分析原有的阀的工作原理及特点，提出了自密封方案，对自密封方案所进行的理论分析及试验研究表明，该方案运用于高压气动快速通断阀是完全可行的，它的成功可为高压气动技术的密封提供借鉴。     

真实气体效应下高超声速进气道多场耦合仿真

吸气式高超声速飞行器速域的不断拓展,使进气道部件在强烈的气动载荷以及热载荷作用下与外部流场耦合效应明显,同时高温流动中的真实气体效应会进一步加剧进气道内多场耦合关系的复杂性。通过在多场耦合仿真中考虑真实气体效应影响,针对壁面共轭耦合传热下高超声速进气道气动性能以及结构温度场的非定常变化进行数值模拟。研究发现：受壁温升高的影响,300 s时刻进气道出口气流温度相比初始时刻上升13.30%,压力升高13.53%,总压恢复系数下降2%,而流量系数几乎不发生变化。50 s时刻,唇缘和前缘处壁温达到2 350 K,内通道最高壁温为1 200 K,而在300 s时刻内通道最高壁温也接近1 900 K。因此在兼顾内通道防热设计的同时,要着重考量前缘及唇缘热防护设计的可靠性。     

高超声速飞行器模型振动及传力特性研究

提出了一种应用加速度信号研究飞行器试验模型传力特性的方法,采集飞行器试验模型不同位置的振动加速度信号,应用小波包分解方法对采集到的加速度信号进行预处理。对滤波后的信号采用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)方法进行处理,得到信号的本征模态函数(intrinsic mode functions,简称IMFs),并通过相关系数判别并剔除伪分量。对剩余IMF分量进行希尔伯特(Hilbert)变换,得到信号的希尔伯特谱,并计算不同方向上飞行器试验模型壳体与内部结构加速度信号的能量分布差异,判断各方向上飞行器试验模型传力特性的优劣。结果表明:该方法能够用于飞行器模型的传力特性研究,且飞行器模型各向传力误差分别为0.189 1,0.098 1,0.0377,大部分气动载荷能够有效地从飞行器壳体传递到其内部结构,垂直方向上的力学传递性能最佳。     

2.4m跨声速风洞虚拟飞行试验支撑装置研制

风洞虚拟飞行试验是开展气动/飞行力学一体化研究的有效手段,也是连接地面模拟与飞行试验的桥梁和纽带,为了实现风洞虚拟飞行试验真实模拟飞行器机动运动的要求,需要研制一种模型支撑机构研究风洞虚拟飞行试验技术。文中以2.4 m跨声速风洞虚拟飞行试验为背景,设计了风洞虚拟飞行试验支撑装置,并对其进行了力学建模,根据得到的数学模型对结构静力学特性和动力学特性进行了仿真分析,同时也利用CFD技术对其进行了支撑干扰分析。仿真分析结果和试验结果均表明风洞虚拟飞行试验支撑装置设计合理,具有较好的强度特性、刚度特性和较小的支撑干扰,满足风洞虚拟飞行试验研究要求,为该类试验的风洞支撑问题提供了一个可行的技术方案。     

高超声速飞行器的反步滑模神经网络控制系统

针对高超声速飞行器一体化气动布局导致弹性机体与推进系统间的强耦合性,以及跨大空域及高速飞行过程中导致气动特性存在强非线性、不确定性和明显的时变特性,提出一种基于小脑神经网络的高超声速飞行器反步滑模控制策略。首先建立高超声速飞行器纵向非线性数学模型,并采用输入-输出反馈线性化方法,解除多变量之间的耦合关系;然后设计基于反步法的滑模变结构控制器解决系统非匹配不确定性难题;同时为弥补反步滑模控制器鲁棒性不足缺点,利用自回归小脑神经网络(RCMAC)的在线非线性逼近、自学习能力和相应控制结构,设计基于RCMAC的反步滑模控制器。仿真试验结果表明,该方法下高超声速飞行器纵向的高度控制精度可达到0.5m,速度控制精度为0.1m/s,可以保证闭环系统全局稳定,且拥有良好的跟踪性能和鲁棒性能。     

快速锁紧阀的动态响应分析

介绍了一种新型的快速锁紧阀,该机构由先导阀和主阀两部分构成,具有响应速度快、高压大流量、无泄漏的特点.首先,建立了快速锁紧阀的数学模型,并进行了线性化分析.其次,基于该模型,通过计算机仿真工具Matlab对其阶跃响应过程进行了分析.仿真结果显示,该新型快速锁紧阀具有非常好的动态特性,响应时间仅为9 ms.通过实验获得的阶跃响应特性曲线与仿真结果几乎完全一致,证明了锁紧阀的快速响应特性.     

高可靠性快速开启主蒸汽释放隔离阀

介绍了主蒸汽释放隔离阀的功能、性能参数和产品结构,对阀门主要分析计算项目进行介绍,同时列举相关的鉴定和试验项目对产品的功能和性能进行验证,从而确定主蒸汽释放隔离阀各项性能指标满足技术规格书和标准要求,可以在工程上应用。     

基于快速阀的连铸机动态轻压下升级改造与应用浅析

泰山钢铁板坯连铸机动态轻压下液压辊缝调节装置原设计采用进口伺服阀控制,存在故障率高、使用寿命短、能耗大及维护困难等问题。经技术分析与使用情况调研,采用由中国重型机械研究院股份公司自主研制的快速阀装置进行升级改造,完美解决了上述存在的问题,并且具有改造成本低、设备免维护等显著特点,取得了良好的经济与社会效益。     

风洞轴流压缩机安全特性研究与运行保护

为了确保0.6m连续式风洞轴流压缩机的运行安全,分析了轴流压缩机的安全运行特性及其与风洞的安全相关性,同时介绍了压缩机现场安装、调试与运行中采取的安全保护措施,获得了安全运行经验。     

超高温液动热阀冷却结构的设计

介绍了超高温液动热阀用的阀杆导向的作用及阀瓣冷却结构的设计,产品已获得了国家发明专利(专利证书号:ZL 201410744971.7).     

高温油浆专用阀的选型与设计

介绍了高温油浆带催化剂颗粒及含有硫化氢等介质的恶劣工况,讨论了高温油浆专用阀的选型原理,分析了高温油浆专用阀的选材原则及零件材质组合,重点给出了高温油浆专用阀的特殊衬里耐磨结构设计、衬里使用与保养、试验规定。解决了炼油厂重催装置高温油浆管路用普通闸阀密封性差、使用寿命短,容易引起安全事故的难题。     

快速开关阀研究中的若干问题探讨

本文就目前快速开关阀研究中所遇到的阀芯位移速度的准确测量、脉宽调制、提高闭合速度等问题，进行了分析和探讨，并就如何进一步提高快速开关问关闭过程的快速性提出了一些新的设想．     

热风阀法兰水圈在线快速更换的方案探讨

热风阀的位置处于高温区域,在休风检修时热风阀法兰两侧区域的温度为750℃左右,法兰水圈更换是检修工作的难题,通过对两种热风阀法兰水圈在线更换的方案进行分析探讨,提出一种在线安全稳定、高效简捷的更换方案。