质子交换膜燃料电池技术

阐述了质子交换膜燃料电池的工作原理、关键技术及国内外应用研究动态,最后认为质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最适合用于水下远程机器人和潜艇等武器装备的AIP系统,应快速向实用化方向发展。     

质子交換膜燃料电池在军事中的应用前景

对比分析了在未来战争中，军队现有电源装备存在的不足和质子交换膜燃料电池( PEMFC)所具有的优势，详细概述了PEMFC在潜艇、通讯指挥系统、备用电源、航空航天领域以及应急照明电源方面的国内外应用研究状况。指出质子交换膜燃料电池因具有隐蔽性强、移动性好和应用范围广等优点，能很好地满足高科技战争对军用电源装备提出的新要求，在军事领域具有广阔的应用前景。     

交指型流场结构的质子交换膜燃料电池温度分布特性模拟

质子交换膜燃料电池的温度分布对燃料电池性能特别是输出电流密度有重要的影响,交指型结构流场有效地提高了输出电流密度。本文对交指型流场结构的质子交换膜燃料电池的温度分布进行了研究,对交指型流场结构的质子交换膜燃料电池在电池横贯方向、阳极催化层、膜中心和阴极催化层进行了计算分析,得出了温度分布规律。研究了输出电压分别为0.4、0.6、0.8 V时电流密度变化对流场温度的影响、进出气通道和岸下对应膜的温差,得出了工作电压变化时膜的温度分布规律。     

燃料电池电动客车动力系统结构及控制系统研究

以现有的纯电动中型客车为基础,通过重新定型设计,改装成质子交换膜燃料电池客车·首先对燃料电池混合动力系统结构形式进行了分析,确定了一种适合目前动力系统关键部件特性的结构形式·然后讨论了燃料电池电动客车的控制系统,提出了分级控制的方案·最后建立整车模型,进行了仿真实验·结果显示,该燃料电池电动客车的混合动力系统结构及控制系统能够满足车辆行驶的要求,动力性能比原车有了提高·     

氢能与质子交换膜燃料电池

氢能燃料电池由阳极、阴极、电解质组成,属水电解的逆装置.氢燃料电池在催化剂作用下,氢分子解离为氢质子并释放出电子,电子在外电路形成直流电输出电能.氢燃料电池种类较多,其氢能与质子交换膜燃料电池采用了模块式结构,可组装成各种移动式、固定式电源,在军事应用中前景广泛.     

直接甲醇燃料电池用Nafion膜的研究进展

讨论了用于直接甲醇燃料电池(DMFCs)的质子交换膜(PEMs)的工作原理与性能要求,介绍了Nafion膜的主要结构与性能特点以及用于DMFCs时存在的主要问题,以及目前国内外对直接甲醇燃料电池用Nafion膜改性的最新进展。围绕等离子体改性、有机/无机复合、共混技术对Nafion的改性问题,评述了其改性效果和存在的主要问题和Nafion膜和改性Nafion膜在直接甲醇燃料电池中的应用和可能的发展方向。     

移动电站散热系统三维流动的数值模拟与优化

应用PRO/E软件建立移动电站散热系统三维模型,运用Fluent对系统内冷却空气流场进行仿真研究.利用散热器、风扇试验数据建立了验证散热系统阻力特性、散热风扇压阻特性以及散热器传热特性等主要特性的模型.结果表明,原散热系统的设计方案存在空气回流等问题,文中对原散热系统的设计进行了优化,结果表明:优化后散热器散热量增大8 kW,散热系统冷却空气出口温度降低约3℃,设计方案能够达到预期的效果.     

软测量方法在车牌自动生产线烘干系统中的应用

软测量方法在车牌自动生产线烘干系统中的应用,其控制计算机根据检测到的外界环境变量湿度和温度计算出最优的状态工作点和输入设定值,以内部状态变量的反馈控制实现控制的稳定和能量的最优.系统采用蒸发、湿度及温度三种模型,前者使用水面蒸发公式建模、后两种则通过机理建模法实现.     

直驱容积控制系统响应特性仿真分析

为研究应用于车辆制动的直驱式容积控制系统响应特性,搭建了基于AMEsim和Simulink联合仿真的直驱式容积模糊PID控制压力模型.探究了电机转矩系数、液压泵死区体积、液压缸库伦摩擦力、系统泄漏量对系统超调、响应时间和系统稳态误差的影响.为了更直观地判断系统超调、响应时间和系统稳态误差对系统品质的影响,设计了系统响应品质因素和敏感因子.当系统响应品质因素越小时,该系统响应特性就越好,制动性能也会更好;而敏感因子越小,说明该系统对变化参数越不敏感.仿真结果表明,电机转矩系数、系统泄漏量对该控制系统影响更大,当电机转矩系数在2.0～2.4 V·s/rad范围之内、系统泄漏量小于0.005 L/min/MPa时,系统的响应特性变得更好.     

横向补给高架索系统非平面振动数值研究

考虑高架索倾角、集中质量等因素的影响,建立了横向补给高架索系统的非平面运动的动力学模型。利用Galerkin方法对动力学方程进行3阶模态离散,得到了常微分形式的动力学控制方程。借助Mathematica软件,对系统的非平面振动进行了动力学响应分析,分析了高架索倾角、张力波动等因素对高架索动力学特性的影响。研究结果表明,张力波动对高架索动力学特性影响很大,它可以改变高架索的周期运动行为以及导致高架索振幅值的大范围波动。     

高超声速飞行器再入段RCS 姿态控制

为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系统的稳定性,并通过Matlab仿真验证了所设计的RCS姿态控制系统性能。仿真结果表明:该PWPF脉冲调制可以满足RCS姿态控制的需要,同时与传统的PWM脉冲调制相比,可以较大地降低RCS消耗的流量与开启次数,可为高超声速飞行器再入段RCS姿态控制系统设计提供参考。     

基于旋流分离器结构的冷壁燃烧室流动特性仿真

旋流分离器产生的内外双层旋流具有稳定火焰以及冷却壁面的潜能,为此文中应用雷诺应力模型（ RSM）对某种结构的旋流冷壁燃烧室的流动特性进行了数值仿真。结果表明：旋流冷壁燃烧室能够实现内外双层旋流流动,具有较好的壁面冷却效果。冷热态条件下,总压损失系数为0.9％和1％,表现出低阻特性;内外旋流分界面平均约占半径的70％。燃烧区域分界随燃料喷入速度的增大而增大,燃料喷射速度为12 m／s时,燃烧区域最大,平均约占半径的56％。     

油箱惰化流量需求计算方法研究

根据燃油箱气相空间中各气体组分混合特性,采用数值积分方法,在综合考虑油箱载油率、环境温度、燃油中气体溶解度、燃油蒸汽及富氮气体浓度等因素的条件下,建立油箱惰化数学模型,并通过相关文献中的实验数据验证了该模型的正确性。在此基础上,分别对飞机滑行－爬升和俯冲－下降阶段的惰化流量需求开展研究,并分析了载油率、富氮气体浓度、温度等因素对惰化流量需求的影响。本文的研究成果可为飞机油箱惰化系统设计提供理论支持。     

神经网络预测控制的航空相机前向像移补偿方法研究

为了对某全景式航空相机所产生的前向像移进行补偿,对前向像移产生的原理进行分析,并对像移补偿的方法进行研究。根据该型相机的工作原理,找到前向像移产生的机理。用神经网络模型（NNM）对系统时域响应的非线性特性进行辨识。根据NNM给出的扫描反射镜补偿角速度的预测值,通过最优算法调整控制信号,使被控对象跟踪理想补偿角速度的性能达到最优。该方法在该型相机前向像移补偿上克服了传统PID控制方法中所存在的不足,即精度低、响应慢、适应性差。实验结果表明：采用神经网络预测控制,扫描反射镜的实际补偿角速度输出跟踪理想补偿角速度的性能良好,优于传统方法。该方法可以应用于该型航空相机的像移补偿中。     

高压油管结构对电控单体泵燃油系统性能的影响

利用复杂系统建模与仿真AMESIM软件建立电控单体泵燃油系统一维液力仿真模型,并进行了试验验证。通过对不同高压油管结构参数的燃油系统进行仿真研究,分析高压油管长度、内径及内壁粗糙度对单体泵供油压力、喷油压力及循环喷油量等燃油系统性能参数的影响。结果表明,高压油管结构变化引起系统高压容积、流通阻力、节流损失、流动损耗的综合作用是影响系统性能的主要原因,油管长度过长或内径过小会引起系统性能不规律变化。     

飞机着舰轨迹稳定性及飞行员操纵策略研究

针对舰载机着舰时操纵性下降等问题,通过对飞机受力分析及动态仿真,得到着舰条件下保持飞机轨迹稳定性的方法,并对飞行员控制飞机着舰的操纵策略进行了探索。以 F/A-18舰载机为例,结合小扰动方程,分析了飞机在下滑时仅操纵升降舵无法跟踪航迹的原因,分析飞机各参数对升降舵及油门杆的跟踪响应情况,给出了着舰时飞行员消除高度误差操纵策略,并运用 Matlab/Simink 软件仿真了飞机在低动压下的纵向响应特性。仿真结果表明,利用操纵油门杆来消除下滑时的高度误差的操纵策略是可行有效的。     

柴油机电控燃油喷射装置的现状与发展趋势

未来柴油机的燃油喷射装置需不断提高喷油压力、优化喷油定时和喷油规律, 机械控制式喷油系统已很难完成这种复杂的调节和控制, 采用电子控制技术是燃油喷射装置发展的必然趋势． 本文阐述了直喷式柴油机电子控制燃油喷射装置的现状和产品发展．目前世界上各大公司都在开发喷油压力高于１００ ＭＰａ 的高压电控喷油系统． 电子控制泵喷嘴系统由于具有很高的喷射压力, 可实现喷油正时、喷油量和喷射速率的最优控制, 尤为各国青睐     

发射场加注系统可靠性分析和评定方法

航天发射场的加注系统是提供燃料的重要设备,需要进行可靠性分析和评定,分析影响系统可靠性的因素,确定其可靠度.针对航天发射场加注系统特点,提出了可靠性分析和可靠性评定方法,解决了航天发射场可靠性分析和评定的建模问题.所提出的分析和评定方法,可方便地推广应用于其它管道系统的可靠性分析和评定.     

被动式半捷联平台的动力学模型及其稳定性分析

在某些高速滚转的制导炮弹中,捷联式惯性测量系统无法同时满足测试精度与量程的要求。被动式半捷联平台可以通过隔离弹体滚转运动有效解决这一问题。通过对弹体及被动式半捷联平台进行力学分析建立了半捷联平台内筒的动力学模型,通过4阶龙格-库塔法对动力学模型进行了数值求解,得出不同弹体俯仰角下平台内筒的滚动角度和角速率值。在三轴高速转台上进行了地面半实物仿真实验,转台实验结果与数值计算结果相符。计算及实验结果表明弹体飞行俯仰角越小,平台内筒的滚动角度和角速率就越小,被动式半捷联平台就越稳定。本研究适用于常规弹药的制导化改造,具有一定的工程应用价值。