检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 253-263页

作者：杨昌昊祁玉峰饶炜孙泽洲罗晓光欧东斌吴国庭北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国航天空气动力技术研究院北京100074

本文采用基于热解层模型的烧蚀热响应计算方法,对轻质防热材料的烧蚀机理进行分析,预测了防热材料在火星气动热环境下的烧蚀、热解及传热特性.开展地面风洞试验设计,获取了多状态下的防热材料烧蚀数据.通过与地面试验数据的比对分析,对... 详细信息

本文采用基于热解层模型的烧蚀热响应计算方法,对轻质防热材料的烧蚀机理进行分析,预测了防热材料在火星气动热环境下的烧蚀、热解及传热特性.开展地面风洞试验设计,获取了多状态下的防热材料烧蚀数据.通过与地面试验数据的比对分析,对烧蚀传热计算模型中的不确定性参数进行了修正,最终确定了气动热防护系统的设计状态.飞行任务表明,天问一号火星探测器气动热防护系统设计正确、裕度合理,有力地保障了我国首次火星探测任务的圆满成功.

关键词：火星探测器热防护系统设计实现

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超声速低频大抖振气动弹性载荷试验

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航空学报 2022年第3期43卷 47-54页

作者：侯英昱李齐季辰刘子强中国航天空气动力技术研究院北京100074 北京空间飞行器总体设计部北京100094

为研究超声速条件下结构在流场中所受振动特性和载荷特征,并且确定飞行器的结构安全,需进行相应模型的载荷试验。但是由于风洞尺寸和相似比等因素的限制,在弹性模型设计、激励、标定、测量等各个方面存在较大困难。论文介绍了该试验弹... 详细信息

为研究超声速条件下结构在流场中所受振动特性和载荷特征,并且确定飞行器的结构安全,需进行相应模型的载荷试验。但是由于风洞尺寸和相似比等因素的限制,在弹性模型设计、激励、标定、测量等各个方面存在较大困难。论文介绍了该试验弹性模型载荷试验过程中涉及的火星进入舱模型动载荷试验技术、小尺度结构载荷测量技术、结构体内部传动激振技术。给出这3项技术的设计需求、传统试验方法的不足、技术改进和技术实施效果,并利用上述3项技术建立了火星进入舱模型的静动态载荷试验平台,完成了风洞试验。试验结果显示所述试验技术可有效完成对飞行器的载荷测量,测量结果真实可信,具有可行性和有效性。此外还证明了在试验工况下,飞行器结构不会发生振动发散的现象,结构不会发生破坏。

关键词：弹性模型超声速风洞试验气动弹性试验配平翼载荷

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火星探测器大气数据测量方法

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航空学报 2022年第3期43卷 8-26页

作者：陈广强豆国辉魏昊功邹昕李齐刘周周伟江中国航天空气动力技术研究院北京100074 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对火星探测器进入飞行弹道的高马赫数、化学非平衡效应和低动压等特点,提出了一种基于火星进入大气数据系统/惯性测量单元(MEADS/IMU)耦合的测量方法,实现海拔60 km以下区域的火星大气数据测量。利用自主研发CACFD软件平台的化学非平... 详细信息

针对火星探测器进入飞行弹道的高马赫数、化学非平衡效应和低动压等特点,提出了一种基于火星进入大气数据系统/惯性测量单元(MEADS/IMU)耦合的测量方法,实现海拔60 km以下区域的火星大气数据测量。利用自主研发CACFD软件平台的化学非平衡模型/完全气体模型计算获得探测器宽速域飞行流场的表面压力点数据,建立了基于BP神经网络的MEADS算法模型。在高马赫数段(Ma>12)利用IMU测量获得的马赫数作为输入条件,结合MEADS算法测量获得总压、动压、静压、攻角和侧滑角等飞行大气参数,成功克服了马赫数无关性对MEADS系统测量的影响。在低马赫数段(Ma≤12),直接应用MEADS算法测量静压、马赫数、攻角和侧滑角。测试结果表明在MEADS系统测压单元误差≤7 Pa的条件:总压测量误差≤14 Pa(1.5%),攻角测量误差≤0.9°,侧滑角测量误差≤0.9°,动压测量误差≤10 Pa(1.5%),静压测量误差≤7 Pa(3%),马赫数测量误差≤0.1。飞行试验数据得出:MEADS测量与IMU测量马赫数、攻角和侧滑角等结果基本一致。

关键词：火星探测器大气数据测量飞行试验化学非平衡效应计算流体力学

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气体模型对火星进入器边界层特征参数及转捩预测的影响研究

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中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 292-302页

作者：陈智苗文博李齐朱志斌艾邦成中国航天空气动力技术研究院北京100074 中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护重点实验室北京100074 北京空间飞行器总体设计部北京100094

湍流转捩是影响飞行器热环境的重要因素,本文针对火星进入器进入过程中面临的边界层转捩问题,建立了基于转捩准则的光滑/粗糙壁面火星大气边界层转捩预测方法,分析了气体模型以及壁面温度约束对边界层特征参数及进入器转捩特性的影响,... 详细信息

湍流转捩是影响飞行器热环境的重要因素,本文针对火星进入器进入过程中面临的边界层转捩问题,建立了基于转捩准则的光滑/粗糙壁面火星大气边界层转捩预测方法,分析了气体模型以及壁面温度约束对边界层特征参数及进入器转捩特性的影响,给出了一个典型火星进入器外形在光滑壁面及粗糙壁面条件下的转捩特性.研究结果表明,二氧化碳的离解反应及其热力学非平衡效应会导致动量损失厚度雷诺数及基于粗糙高度的雷诺数的增加,辐射平衡壁条件下的相应参数也会大于冷壁条件,导致流动更趋向于转捩,因此在实际分析过程中应该选择热化学非平衡模型和辐射壁面温度约束,才能更准确地分析火星进入器转捩特性.

关键词：火星进入器转捩预测热化学非平衡流

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火星大气高温光谱建模与非平衡辐射热流预测

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航空学报 2022年第3期43卷 27-38页

作者：吕俊明李飞李齐程晓丽中国航天空气动力技术研究院北京100074 中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室北京100074 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 北京空间飞行器总体设计部北京100094

火星科学实验室成功着陆后的热环境重构数据表明,气动辐射加热在火星进入防热设计中具有不同于以往认识的重要影响,未知机制和模型不确定性等问题有待进一步研究。探测器高速进入火星大气产生极高温非平衡气动环境,造成火星气动辐射与常... 详细信息

火星科学实验室成功着陆后的热环境重构数据表明,气动辐射加热在火星进入防热设计中具有不同于以往认识的重要影响,未知机制和模型不确定性等问题有待进一步研究。探测器高速进入火星大气产生极高温非平衡气动环境,造成火星气动辐射与常规CO;红外辐射研究显著不同。针对火星大气高温光谱和辐射热流预测,首先,建立适用于火星大气的高温非平衡光谱辐射模型,获得典型高温条件CO;光谱结构和辐射强度,与NASA和JAXA试验结果对比,结果显示符合较好。其次,依靠激波管和发射光谱测量技术,开展典型进入条件的辐射强度测量试验,数值结果、试验值和NASA试验结果相互符合较好,验证了光谱模型。最后,对探路者号进行气动辐射加热分析,完成典型进入条件下的非平衡流动和辐射特性计算,基于光线法得到光谱辐射强度沿驻点线的变化,表明高速与低速条件的气动辐射机制存在显著差异;基于有限体积法获得进入器表面辐射热流分布,结果显示辐射热流的分布及变化规律与地球再入显著不同,进入速度6 km/s以下时辐射热流随进入速度增加而减小,同时进入器锥身及肩部的辐射热流高于驻点区域。

关键词：火星进入热防护设计气动热力学气动辐射非平衡流动光谱辐射强度辐射加热

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深空再入飞行器烧蚀粗糙表面高超声速转捩预测

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气体物理 2024年第1期9卷 12-20页

作者：李齐赵瑞陈智郭斌王强北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京理工大学北京100081 中国航天空气动力技术研究院北京100074

深空再入飞行器为提高气动减速效率,一般采用大钝度迎风外形以及烧蚀降热型防热结构。而扁平的前体外形与气动加热烧蚀导致表面粗糙度急剧增加等因素,极易造成飞行器迎风面流动失稳,流动出现转捩甚至演化为湍流,使表面热流分布发生巨大... 详细信息

深空再入飞行器为提高气动减速效率,一般采用大钝度迎风外形以及烧蚀降热型防热结构。而扁平的前体外形与气动加热烧蚀导致表面粗糙度急剧增加等因素,极易造成飞行器迎风面流动失稳,流动出现转捩甚至演化为湍流,使表面热流分布发生巨大变化,给飞行器安全带来极大挑战。国内以往对大钝头再入器微观形貌变化下高超声速边界层失稳机制和转捩模拟的研究开展很少。以大钝头防热罩与沙粒式分布粗糙元为研究对象,分别利用基于高超声速与粗糙元修正的γ-Reθ转捩模式和k-ω-γ转捩模式,分析了高超声速来流条件下分布粗糙元等效粗糙高度、来流Reynolds数、攻角以及化学非平衡基本流对大钝头迎风表面的间歇因子分布和边界层转捩位置以及热流分布的影响,研究了深空再入飞行器烧蚀粗糙表面的高超声速边界层转捩发展规律与气动热影响规律。

关键词：深空再入飞行器大钝头防热罩分布式粗糙元转捩模式化学非平衡

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法拉第型磁流体发电机试验和数值仿真

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航空学报 2020年第11期41卷 297-306页

作者：刘飞标王铸彭燕欧东斌朱安文北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国科学院电工研究所北京100190 中国航天空气动力技术研究院北京100074

针对未来航空航天任务对大功率空间电源的迫切需求,开展了国内首次高温惰性气体法拉第型磁流体发电机试验研究。试验采用电弧加热器作为模拟热源,以氩气作为工质,添加铯作为电离种子以提高工质电导率,成功实现了对法拉第型磁流体发电机... 详细信息

针对未来航空航天任务对大功率空间电源的迫切需求,开展了国内首次高温惰性气体法拉第型磁流体发电机试验研究。试验采用电弧加热器作为模拟热源,以氩气作为工质,添加铯作为电离种子以提高工质电导率,成功实现了对法拉第型磁流体发电机的原理性验证,在1T磁场环境的试验条件下取得了最高194 W的发电功率,功率密度为866kW/m^3。根据试验条件对发电过程进行了三维数值模拟,分析结果表明:发电机输出性能受电极压降和工质速度的影响较大,需要在后续研究中改进发电机工艺以降低电极压降,并对加速喷管重新进行设计。

关键词：法拉第型磁流体发电电弧加热器发电功率惰性气体

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数字试验测试验证标准体系

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 1-19页

作者：陶飞马昕张辰源易航刘蔚然魏宇鹏邹孝付王子同任羿陶岚葛军丁露卓兰韩丽弓志强谭永华郄永军周文李建双杨春霞许鸿杰蔺文杰刘广孙波李海旭阎德劲李少伟罗谦王敬贤罗英尚政国刘志新易贤张文丰北京航空航天大学国际前沿交叉科学研究院数字孪生国际研究中心北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航天万源科技有限公司北京100176 北京航空航天大学人工智能学院北京100191 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 中国航空综合技术研究所北京100028 北京无线电计量测试研究所北京100854 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所北京100055 中国电子技术标准化研究院北京100007 北京瑞风协同科技股份有限公司北京100098 航天推进技术研究院陕西西安710100 三一重工股份有限公司北京102206 中国航空油料集团有限公司北京100088 中国计量科学研究院北京100029 中国商飞民用飞机试飞中心上海201323 航空工业信息技术中心北京100028 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国电子科技集团公司第十研究所四川成都610036 中国航天科工集团磁悬浮与电磁推进技术总体部北京100082 中国民用航空局第二研究所四川成都610041 中国航天标准化与产品保证研究院北京100166 中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室四川成都610213 北京遥感设备研究所北京100854 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 上海宇航系统工程研究所上海201109

数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,T... 详细信息

数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,Testing,and Validation,P-ETV)向D-ETV演化的过程中,因缺乏基础共性标准参考,导致不同人员对D-ETV的理解与认识存在差异;因缺乏关键技术标准参考,导致D-ETV实现难;因缺乏通用支撑、安全、行业应用等标准参考,导致D-ETV实施难。针对上述问题,首先从D-ETV有何用、如何用、何处用3个角度对D-ETV标准需求进行分析。在作者团队前期提出的D-ETV通用流程“D”模型及关键技术基础上,进一步建立并完善“析-定-建-测-评-融”D-ETV理论体系。面向航空航天、工程机械、船舶、电子信息、汽车等领域的国家重大需求,与相关研究院所和企业共同尝试探索建立一套D-ETV标准体系,包括基础共性、关键技术、通用支撑、安全和行业应用5类标准。期望相关工作为D-ETV理论研究、标准研制、行业应用提供参考,助力我国试验测试验证向数字化、智能化、服务化方向发展,进而为我国装备高质量发展提供支撑。

关键词：数字试验测试验证标准体系数字试验数字测试数字验证数字鉴定

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亚声速条件下总压探针临壁效应的数值研究

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航空工程进展 2020年第2期11卷 256-263页

作者：郑光华王肖郭林惠呈程吕文召西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航天空气动力技术研究院特种飞行器总体技术设计部北京100074

航空发动机在试验过程中要用到各种传感器,而探针作为一种接触式测量工具,势必改变流场内部的流动状态,影响测量准确性。为了研究壁面对总压探针的影响,基于数值模拟方法,研究四种不同结构(A型、B型、C型、D型)的总压探针在不同近壁距... 详细信息

航空发动机在试验过程中要用到各种传感器,而探针作为一种接触式测量工具,势必改变流场内部的流动状态,影响测量准确性。为了研究壁面对总压探针的影响,基于数值模拟方法,研究四种不同结构(A型、B型、C型、D型)的总压探针在不同近壁距离条件下对流场及自身总压测量值造成的影响,并将数值模拟结果与文献实验结果进行对比。结果表明:相对近壁距离c/d越小,总压探针头部气流偏转越大,总压探针的测量误差越大,最大值小于1%;当c/d>3,总压测量误差趋近于0,说明近壁距离大于3倍探针外径时临壁效应消失;在同一工况下,四种结构的总压探针测量值受临壁效应的影响依次增大;被测流场流动均匀性减小,靠近总压探针支杆后方速度均匀度最小。

关键词：总压探针临壁效应相对近壁距离测量误差总压损失系数

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电弧加热高温磁流体发电地面试验研究

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实验流体力学 2019年第5期33卷 42-48页

作者：欧东斌曾徽杨国铭朱安文刘飞标王铸彭燕刘保林中国航天空气动力技术研究院电弧等离子应用装备北京市重点实验室北京100074 北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国科学院电工研究所北京100190

针对航天器未来空间飞行任务对大功率电源的迫切需求,开展了基于电弧加热的高温气体磁流体(MHD)发电地面试验研究。利用长分段电弧加热器加热氩气试验工质,模拟MHD发电所需的温度和压力条件,通过注入铯种子的方式提高试验工质的电导率,... 详细信息

针对航天器未来空间飞行任务对大功率电源的迫切需求,开展了基于电弧加热的高温气体磁流体(MHD)发电地面试验研究。利用长分段电弧加热器加热氩气试验工质,模拟MHD发电所需的温度和压力条件,通过注入铯种子的方式提高试验工质的电导率,成功进行了直通式和盘式MHD发电地面试验:在磁场强度1T试验条件下,直通式发电机最大输出发电功率达到196W;在磁场强度7T试验条件下,盘式发电机最大输出发电功率达到10.5kW。本研究工作验证了磁流体发电技术的前景,为更高功率的磁流体发电机研究及空间应用奠定了基础。

关键词：磁流体发电直通式MHD发电机盘式MHD发电机长分段电弧加热器发射光谱

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