摘要：为揭示点阵材料在航空航天工程中的应用潜力,对承受面内压缩载荷点阵夹芯板的力学行为进行了研究。基于夹芯板整体欧拉失稳、剪切失稳、格间局部失稳、跨格局部失稳和应力破坏多种理论失效模式,引入面板厚度、厚度方向的点阵层数、点阵杆件长度、截面尺寸、倾斜度、胞元长细比等优化变量,推导了点阵夹芯板的最小质量优化设计方法。同时利用激光选取熔融(SLM)增材制造工艺生产了点阵夹芯板试验件。随后,采用有限元方法对试验结果进行了仿真分析,两者误差在10%以内,证实了数值方法的准确性。最终对初始设计和优化设计方案进行了数值分析,发现优化方案在保持相同承载力的条件下,实现结构减重16.6%,验证了优化设计方法的有效性。同时,试验与仿真的一致性有力地证明了增材制造工艺在点阵夹芯结构制造方面的可行性。

摘要：针对火箭增压系统设计过程中关键换热参数难以确定的问题,提出1种基于混沌自适应粒子群算法(ACPSO)的增压系统换热参数辨识方法。建立了考虑换热模型的液体火箭增压系统非线性数学模型,通过灵敏度分析筛选出待识别参数,采用含有早熟抑制和惯性权重自适应调节策略的粒子群方法对选定参量进行辨识,对引入了权重衰减机制的方均根目标函数进行优化。结果表明:辨识后的仿真曲线与实测曲线具有良好的一致性,氧箱增压电磁阀打开时间仿真值与实测值偏差低于3%,气瓶1次飞行结束温度仿真值与实测值仅相差2.4 K。将辨识结果应用于某相似的新研型号,气瓶设计容积和质量相比绝热假设的设计方案降低了32 L和11.6 kg,有效减少了由设计过度冗余造成的额外试验和设计迭代成本。

摘要：针对液体火箭发动机测量参数选择这一难题,提出一种基于模型的、提高故障分辨能力和系统可靠性的液体火箭发动机测点选取方法。基于发动机系统非线性静态特性数学模型,建立常见发动机故障下的故障特征库,并采用飞行数据验证其准确性;分别基于凝聚层次聚类算法、蒙特卡洛方法和失效模式影响分析(FMEA)构建了发动机测量特征子集的故障分辨种类数、鲁棒性和系统可靠性3种评价指标,并基于改进的多目标二进制粒子群算法(MOBPSO)开展优化设计。优化后的测点排布,可分辨故障从9种提高到13种,鲁棒性与原排布相当,风险指数略有上升;进一步探究了副系统混合比在故障分辨中的重要作用并分析其机理。本文提出的方法对其他复杂、闭环动力系统测量特征的选择具有较好的应用价值。

摘要：长征四号系列运载火箭是我国长征系列火箭发射中低轨卫星任务的主力火箭。20世纪80年代,长征四号增压输送系统创造性地设计了可适应共底贮箱的三级全程常温氦气定压力增压和主副路增压方案,并成功实施。随着运载火箭高可靠性、高密度及低成本的发展趋势,对增压输送系统技术的发展提出了更高要求。在增压控制、模块化设计及密封等专业技术的基础上,长征四号系列火箭增压输送系统技术不断改进,发展升级了三级数字式增压系统、两级减压、系统冗错能力及新型密封技术应用等,提高了系统可靠性。

摘要：为了提升液体火箭输送系统流道防控随机性多余物能力,设计了一种适应于大流量输送系统用过滤网,开展了过滤网流阻特性优化分析,建立了适应大流量过滤网阻力特性试验系统,针对过滤网有效流通面积系数、液流速度与过滤网局部阻力损失之间的关系开展试验研究。试验结果表明:过滤网局部阻力损失随液流速度增加而变大,随过滤网有效流通面积系数减小而增加,其局部阻力损失可控制在2~11 kPa,与理论计算分析预示一致性较好。该研究对后续工程应用具有实际的参考价值。