航空发动机尾气静电带电机理分析与试验研究

航空发动机工作时燃烧室内发生复杂的物理化学变化,生成大量带电粒子,导致发动机尾气静电带电;理论分析了发动机喷流尾气中带电粒子产生演化过程和带电影响因素,讨论对比了多种测试原理与传感器方案,确立了非接触式静电感应测试方案,研制了共轴喇叭状静电传感器和静电监测系统,开发了自动测试软件并对某型航空发动机进行了机载尾气静电带电试验研究,验证了测试平台的有效性,成功获得了大量喷流尾气静电信号;研究结果表明:航空发动机正常工作时喷流尾气中带电粒子总体显正极性,平均体电荷密度约为0.077 nC/m³,发动机等效充电电流为2.26 nA。     

航空发动机尾气静电带电机理分析与试验研究

航空发动机工作时,其燃烧室内发生的复杂物理化学变化会导致发动机尾气静电带电。为研究这种静电带电的机理及其变化规律,理论分析了发动机喷流尾气中带电粒子的产生演化过程和影响因素。在讨论对比多种测试原理与传感器方案的基础上,确立了非接触式静电感应测试方法,研制了共轴喇叭状静电传感器和静电监测系统以及相应的自动测试软件。试验研究了某型航空发动机的尾气静电带电现象,获得了大量喷流尾气静电信号,同时验证了所开发测试平台的有效性。研究结果表明:航空发动机正常工作时,喷流尾气中带电粒子总体显正极性,平均体电荷密度随发动机转速和燃烧室温度的升高而增大,最大体电荷密度可达0.077 nC/m3;发动机获得的等效电流为2.26 nA,由此产生的电晕放电频次可达14 kHz。     

飞行器静电起电与放电模型及仿真分析

飞行器在空中运动时会因多种起电机理在机体上累积大量的静电荷,对飞行安全带来多方面的威胁。为研究飞行器静电带电量的变化规律及其影响因素,分析了飞行器静电起电的主要机理,建立了飞行器穿云的摩擦起电理论模型,并在明确飞行器静电放电主要形式和放电阈值影响因素的基础上,重点研究了飞行器带电量随时间变化的理论模型,得到了带电量的解析解,获得了飞行器最大带电量和最大电压的表达式,通过数值建模与仿真分析研究了各因素对飞行器带电量和电位的影响。研究结果表明,飞行器带电量随时间快速增加直至达到最大值;典型情况下可在0.5 s内带电量增大至近17μC,电压可达8.5 kV;飞行器最高带电量与飞行器电容成正比,通过增加放电针数目、优化放电针设计、减小起电电流和增大电晕放电因子可以显著减小飞行器最大带电量。     

飞行器表面材料沉积静电成因分析及模拟试验

飞行器在飞行过程中会因空间电荷的感应或与空间粒子的摩擦等原因在其表面形成静电积累,为有效减小其对飞行器的影响,分析了飞行器表面材料沉积静电成因,总结了要实现表面材料沉积起电地面模拟需要解决的问题,提出了飞行器表面材料沉积起电地面模拟试验平台,较好地解决了试样高速摩擦、试验平台对地绝缘、静电电位测试方法、环境控制等问题。...     

某航天硅基复合材料防静电性能测试研究

高速运动的航空器在其飞行过程中会经历复杂的空间环境,使其静电安全性遭受严峻挑战;针对某型航空隔热瓦硅基复合材料讨论分析了多种防静电性能的评估方法,确定了静电衰减时间作为其防静电性能指标,并采用充电法对静电衰减时间进行了测试研究,获得了该材料在烧蚀前后的静电衰减特性,为评价高速飞行器的静电安全性提供了重要依据;研究结果表明,烧蚀前的硅基复合材料静电衰减时间长,残余电量大;烧蚀后的硅基复合材料静电衰减时间大大减小、残余电量显著降低,防静电性能远好于烧蚀前的硅基复合材料。