液体火箭液氧贮箱增压与结构耦合分析

一部分增压气体带入的能量通过与壁面热交换传递给贮箱壁面,传热过程快慢与增压气体流场和贮箱结构密切相关,而贮箱增压计算与结构设计分开进行,造成设计过程繁琐且周期较长,因此贮箱增压与结构耦合分析对于贮箱的设计具有重要意义。从现有文献来看,研究人员主要采用零维整体模型与一维分层模型分析增压过程,但以上两种模型仍存在不能展示箱内物理量的径向及局部分布等缺点,造成增压计算与结构耦合分析难以开展,计算流体力学技术将弥补这方面的不足。本文基于VOF（Volume of Fluid）方法建立了液氧贮箱的二维轴对称非稳态模型,对贮箱增压过程进行了数值模拟,固壁区的传热采用热阻试算法计算,通过与贮箱遥测数据进行比对,验证了模型的正确性。模型计算得到了气枕压力、和贮箱壁面温度的变化规律,并对壁面厚度和温度、增压气体温度和流量及其之间的作用规律进行了优化分析,结果显示增压气体温度、流量、壁面温度与厚度有强烈的耦合关系,结论可为贮箱结构设计提供理论依据。     

液体火箭贮箱增压过程数值模拟研究

基于流体体积函数方法建立了N2O4贮箱的二维轴对称非稳态模型,对贮箱增压过程进行了数值模拟。通过模拟结果与火箭遥测数据的对比分析证明了模型建立的合理性。模拟结果显示,贮箱内外壁面温度接近,气枕顶部温度较高。将增压消能器等效处理为I、II两种结构。对于结构I,在飞行末期整个气枕存在明显的轴向温度分层,而结构II与I相比,贮箱顶部壁面附近的温度明显低于结构I的温度,且增压气体对液面没有明显冲击作用,在设计增压消能器时宜选结构II。     

低温贮箱热力学排气系统建模及仿真分析

针对低温推进剂在轨贮箱蒸发量控制问题,建立低温贮箱热力学排气系统自增压和压力控制仿真模型,综合考虑贮箱封头气枕壁面模型、贮箱柱段气枕壁面模型、贮箱液体壁面模型、液相模型、环境模型、气液界面模型、气枕模型以及贮箱壁面液相-气枕壁面液膜模型等仿真模型,模型包含固体节点、气枕节点以及液体推进剂节点,通过对热力学排气系统J-T排气阀、换热器以及排气系统的耦合计算可得到相应的仿真数据。通过对NASA MHTB试验平台50%充灌率的试验进行仿真计算,结果表明,整个热力学排气系统运行过程的仿真数据与美国MHTB试验平台数据相吻合,可为低温推进剂在轨贮存仿真计算提供支撑。     

运载火箭贮箱增压气体出流形式分析

对运载火箭预增压阶段贮箱的增压过程多种状态的增压气体出流形式进行物理建模和仿真。结果表明,不同贮箱增压气体出流形式对气枕空间的温度及压力分布有较大影响,在设计出流形式时,需要对出流的管路或扩散器进行结构优化。     

复合材料低温贮箱的开发与应用

讨论了运载器用复合材料低温贮箱工作要求,详细描述了液氢、液氧贮箱、双叶贮箱、半保角贮箱等复合材料贮箱及推进系统其它部件（如燃料供给管、盖板、二次增压贮箱）等的开发与试验。     

新型复合材料液氧贮箱试验成功

NASA和洛克希德 -马丁公司共同研制了一种新型的、与液氧相容的复合材料制成的缩比尺寸低温贮箱 ,并成功地对其进行了首次试验。洛克希德 -马丁公司负责设计和制造复合材料液氧贮箱 ,NASA在阿拉巴马 Huntsville马歇尔航天飞行中心对其进行了试验。复合材料液氧贮箱在液氧中成功地完成了初阶段的防漏试验。试验时 ,复合材料液氧贮箱承受了相当于运载火箭上的液氧贮箱所经受的温度和压力环境。该贮箱还将在马歇尔飞行中心经受寿命周期试验来验证其执行飞行任务的能力。NASA复合材料性能研制中心的计划经理 MichaelPhipps说 :这标志着航…     

H-Ⅱ运载火箭第一级推进系统的现状

日本宇宙开发事业团正在研制的H-Ⅱ运载火箭能将2.2吨的卫星送入地球静止轨道。H-Ⅱ的第一级推进系统主要包括分级燃烧循环式LE-7发动机和贮箱系统,贮箱可装载85吨可用的液氧/液氢推进剂。在进行重要的研制试验之前,评审了推进系统设计方案,进行了大量的比较研究,选定了基本系统。由于液氧输送管路是重要的研制项目之一,所以对它做了一些基本试验。贮箱出口的设计是根据缩比模型贮箱的流动试验的结果选定的。通过用实际输送管和液氧进行液氧输送管低温流动试验,研究了包括蒸发现象在内的力学和热力学特性。本文还介绍了今后的研制计划。     

常温及低温容器充放气模型研究

为了寻求一种可准确、高效计算容器充、放气过程的方法,进而满足液体火箭动力系统工作时序设计的要求,基于开口系能量方程、理想气体状态方程以及不同流动状态下的质量流量方程,利用集总参数法编制了计算程序.利用该程序分别对一个常温氮气瓶的充、放气过程以及一个以氮气为增压介质的液氧贮箱放气过程进行了计算模拟.计算结果表明:该模型对...     

导弹发射箱传热研究

针对导弹箱式发射过程中燃气流对箱壁温度的影响,对导弹运动过程中燃气流场进行数值仿真,获取箱体内侧壁面附近燃气流的热物性参数,并根据燃气流场计算结果展开发射箱箱壁的传热研究。利用诺谟图法得到导弹发射过程中箱壁结构的温度变化情况,从而确定燃气流对发射箱箱体是否造成结构性的破坏,为发射箱的设计工作提供参考依据。     

可重复使用的轻重量低温推进剂贮箱设计的分析研究

可完全重复使用的运载火箭及在大气层中超高音速飞行的决定性技术是研制可重复使用的轻飞行重量的低温推进剂贮箱。本文介绍了对三种低温贮箱结构方案的研究分析结果(每种结构都悬挂在一个碳-碳航空壳结构中)。第一种贮箱方案是蜂窝夹芯结构,夹芯中间保持真空进行绝热。第二种贮箱方案是整体加强蒙皮结构,采用低密度的、密封槽式低温泡沫进行绝热。第三种贮箱方案是非加强蒙皮结构,采用和第二种方案相同的泡沫绝热。评估了各种设计参数对贮箱重量的影响。贮箱结构主要根据气垫压力、液体静压力和空气惯性载荷的要求来确定。但也要考虑与推进剂的兼容性、断裂力学、热应力、最小蒙皮厚度约束条件及极限温度。本文还介绍了一些设计曲线,这些设计曲线反映了几种不同的设计参数对贮箱壁厚度的影响。利用这些设计曲线作为基本运载火箭可重复使用的轻飞行重量低温贮箱结构的分析工具。分析结果表明,压力稳定的、非加强蒙皮的、极限温度为400℉低温绝热铝贮箱,对于大多数的设计条件来说其重量是最小的。     

装配过盈量对某枪弹底火感度的影响

研究了某枪弹底火以不同过盈量压入药筒后的撞击感度变化情况，基本明确了装配过盈量对底火感度的影响趋势。     

导爆管雷管延期体结构改进

本文主要介绍了索式延期体的纺织方法，其秒量与铅结构延期体秒量的精度对比，并探讨改进的目的和意义。     

弹上线束电磁兼容仿真研究

导弹电磁兼容已经成为导弹现代设计中必须考虑的问题,尤其是弹上复杂线束在导弹电磁兼容问题中占有重要地位。文中以某型号导弹为背景,基于CableMod软件平台,采用仿真预测试的方法研究导弹电磁兼容问题,讨论了如何建立适用于仿真的导弹结构模型与电气模型,并对导弹内复杂线束间的串扰,以及弹体对线束产生辐射的影响进行了仿真和分析。仿真结果表明,线束内电源线与信号线分开敷设,且双绞屏蔽后相互串扰明显降低,并提出使用弹壁电缆套管代替U型电缆罩,能避免因缝隙产生的电磁泄露,抑制电磁辐射,有助于通过电磁兼容测试。     

脉冲推力器用烟火型装药燃烧性能研究

采用光纤测速方法,研究了脉冲推力器用烟火型装药药剂配比和装药密度对燃速的影响。通过密闭爆发器,测试了药剂的燃速压强指数。结果表明,不同配比的药剂虽然初期燃速不同,但后期燃速趋于相同;随着装药密度增大,燃速先增加、后减少;在装药密度1.45 g/cm³时燃速最高,可达到800 m/s. 在所测试压强范围内,烟火型药剂的压强指数为0.736 4,说明该烟火型装药药剂在一定压强范围内可稳定工作,能够实现脉冲推力要求。     

尾翼稳定脱壳穿甲弹全弹道多目标优化设计

本文应用最优化理论和方法对尾翼稳定脱壳穿甲弹的装药结构和弹形结构进行了全弹道多目标优化设计.首先从装药结构和弹形结构计算出发,建立了尾翼稳定脱壳穿甲弹的内弹道、外弹道(含空气动力)、终点弹道计算模型,然后应用三种不同类型的优化方法对火药弧厚、装药质量、弹头长径比、弹芯直径、弹体圆柱部长径比五个设计变量进行了多目标优化设计,得到了比较满意的结果.     

一种便携式红外目标模拟器

设计了一种头罩式便携红外目标模拟器,采用微型黑体作为红外辐射源,采用卡赛格林平行光管作为光学系统,在可调光阑和电机的配合下,能够快速模拟出不同辐射强度、不同大小的红外目标。     

MATLAB在数字控制系统设计中的两个问题

分析了MATLAB把模拟控制器转化为数字控制器时的问题。叙述了采用双线性变换的技巧．     

迎角对导弹初始弹射弹道的影响

针对导弹发射的机弹分离过程存在较大不稳定性问题,通过求解流体动力学方程组和刚体六自由度运动方程,仿真分析了迎角对空空导弹初始弹射弹道的影响。参照美国阿诺德工程发展中心开展的一项使用标准机翼/挂架/带舵外挂物模型的捕获轨迹法试验,建立了相似的几何仿真模型并进行了数值计算。通过数值计算结果与文献［29］中风洞试验结果进行对比分析,验证了数值计算方法的可行性;采用该方法计算和分析了四代战机在不同迎角下内埋弹射空空导弹的初始弹道。结果表明：在超声速条件下,迎角变化对导弹初始弹射阶段的六自由度运动有明显的影响;随着迎角的增大,导弹俯仰运动更剧烈、横滚角度更大、偏航角度更小,机弹分离的速度明显下降、分离的安全性逐渐降低。     

水下激光引信探测环境特性分析

激光引信具有定距精度高，抗电磁和声波干扰能力强的特点，若鱼雷配有激光引信则可以提高其毁伤概率，使鱼雷在现代海战中发挥更大作用。在简要分析海水的组成及其光学特性基础上，确定了水下透光窗口，讨论了激光束在水中的传输特性，得出了一些有意义的结论，为科学设计水下激光引信提供了理论依据。     

机器人压电陶瓷微操作手的设计

机器人微操作手设计采用压电伸缩陶瓷微位移器.操作手手指由两面各粘1片压电陶瓷的金属片构成压电陶瓷梁.两片压电陶瓷的逆压电效应相反,外加电压时,一片收缩另一片伸长,自由端发生弯曲变形.改变加电压方向控制悬臂梁夹持物体,电压为零时释放物体.微操作手的移动、夹持和释放等操作由摄像头反馈给计算机控制处理.