摘要：为满足航天系统的全天候发射任务需求,加强航天系统对于雷电环境的适应性,对航天系统雷电防护技术的发展情况进行了综述。首先分析雷电环境对于航天系统产生的破坏效应,追踪了世界航天史上典型的雷击案例,系统梳理了国内外航天系统雷电防护标准规范。针对运载火箭雷电效应数值仿真技术、雷电防护设计技术和试验验证技术,雷电气象监测预警技术,地面雷电防护技术和接地技术等关键技术的发展情况进行了追踪。在此基础上,从我国航天工程雷电防护的实际需求出发,对未来我国航天系统雷电防护技术重点研究方向进行了展望。

摘要：针对复合材料埋入电缆后力学性能的变化,基于电缆与复合材料一体化成型机理,采用理论分析结合有限元仿真分析法,分析电缆埋入复合材料后对构件应力分布的影响,然后利用改进的遗传算法对构件参数进行优化设计。研究结果表明,电缆直径增大,构件受载后的应力值也随之增大;电缆位于构件几何中心时,构件的力学性能最佳;电缆间距较小时,应力集中较明显。基于数学关系模型,利用改进遗传算法得到的优化工艺参数为:单层铺层厚度0.20 mm,埋入电缆直径0.60 mm,绝缘层厚度0.06 mm,电缆中心与构件边缘距离3.5 mm。根据构件结构参数最优组合值求解出的最大剪切应力为496.92 MPa。研究结果对于提高埋入电缆后的构件性能具有重要工程借鉴意义。

摘要：空间干扰信号来向估计算法实现过程复杂、理论研究相对不成熟等导致多数算法仍停留在理论研究阶段。针对此问题,采用在FPGA上实现典型的信号来向估计算法——二维MUSIC算法。介绍了二维MUSIC算法的算法模型和实现步骤,给出了二维MUSIC算法在FPGA上的实现方式。简要阐述了特征值分解模块的实现思想,重点分析了空间谱计算和谱峰搜索模块的处理流程和计算方法。仿真分析结果表明,选择角度精度为5°时,二维MUSIC算法在FPGA上实现后的仿真和实际测试中的角度误差均在5°范围内,满足导航抗干扰对角度的估计性能。

摘要：面向极端条件下原位压力测量技术的需求,设计了一种光纤法珀式碳化硅(SiC)高温压力传感器。采用全SiC真空法珀(F-P)腔结构,以最大限度发挥SiC材料优异的耐高温特性。通过用反应离子刻蚀和高温高压键合技术成功制备了全SiC式高温压力传感器,实现高温环境下的原位压力测量。实验结果表明,该传感器能够实现650℃高温环境下6 MPa的压力测量。650℃下传感器的光谱压力灵敏度达到4.05 nm/MPa,温度压力交叉灵敏度为1.09×10^(-3)MPa/℃。研究成果为面向高温环境下压力原位测量的传感器开发提供了思路。

摘要：目前,国内大型贮箱箱底采用瓜瓣顶盖拼焊的方法制造,存在制造可靠性不足、生产效率低等问题。针对大型贮箱箱底制造现状,以某型号运载火箭贮箱箱底作为研究对象,设计了先预成形、后旋压成形的工艺方案,并提出了"一道次剪旋+多道次普旋"的旋压工艺方案,通过有限元仿真分析及工艺试验验证了超大直径贮箱箱底整体旋压成形技术的可行性。结果表明:采用预成形方案能够有效抑制零件边缘起皱,采用剪切旋压与普通旋压相结合的成形工艺能够实现箱底的高精度成形。箱底中心区域采用剪切旋压,构件形状可控性好,模具贴合良好;预成形法兰的边缘区域刚度高,采用多道次普通旋压,既能够达到收边贴模的目的,又能够避免边缘减薄量过大的问题。

摘要：自动铺丝技术可以实现复杂曲率曲线铺放,可极大提高角度设计的自由度。本文以改善复合材料层合板动态特性为目的,对变角度层合板的减振性能进行了研究分析。首先对不同角度变化变角度层合板进行自由衰减试验,研究了纤维角度变化与变角度层合板阻尼比的关系。然后对含相应角度变角度夹层板进行随机试验,研究了层合板随机激励条件下的振动响应,并采用共振峰处传递函数(Transition function,TF)和拾振点加速度总均方根(Root mean square,RMS)两种指标评价减振效果。结果表明:层合板阻尼比在纤维变化角度为±时最大,纤维变化角度为±时最小。基于RMS减振评价指标,±夹层板较传统直线板减振性能提高27.13%;基于共振峰TF减振评价指标,纤维角度变化对不同共振峰减振效果规律差异明显。研究表明,变角度层合板减振性能明显优于传统直线层合板,相关实验结果将对变角度层合板减振设计及优化提供一定的参考意义。

摘要：国际上新型潜艇的尾操纵面设计,采用了将前部稳定翼和后部转动舵组合成完整翼型剖面的共翼型布局方式。为了研究这种共翼型舵与常规舵在水动力性能上的差异,运用模型试验和数值计算模拟方法,对共翼型舵和常规非共翼型舵的水动力和流场进行了对比研究与分析。结果表明:共翼型舵在小舵角工况时能够保持舵翼结合部流线的光顺,舵角5°时共翼型舵总升力比非共翼型舵总升力增加了65.3%;但在大舵角工况,共翼型舵叶背容易发生流动分离形成分离涡,导致升力性能变差,舵角25°时共翼型舵总升力比非共翼型舵总升力减小了9.2%。在小舵角时,共翼型舵尾流区的流场湍动能较低,流动稳定性更好。

摘要：铺放角是复合材料铺层设计的重要参数,在对铺层进行轨迹规划时采取不同的规划算法可能会导致轨迹角度偏离设计角度。本文从轨迹的方向性和可铺放性对固定角度法和测地线法进行了对比分析,在此基础上研究了复合材料自动铺丝轨迹的理论铺放角度偏差,提出了计算理论铺放角度偏差的几何算法,并基于Visual Studio 2010平台,应用CATIA二次开发技术实现了理论铺放角度偏差的计算。最后通过计算复合材料截锥壳45°测地线轨迹的铺放角度偏差验证了角度偏差算法的可行性、可靠性、实用性与高效性。

摘要：为了研究复杂海流环境条件下导流罩对水轮机非定常水动力特性的影响,提出了一种采用基于重叠网格的DFBI(动态流体固态相互作用)数值仿真方法,利用重叠网格解除物体与网格之间的拓扑结构约束.六自由度运动模型DFBI模拟刚体在流体作用下的被动运动,实现了对水轮机在动态来流作用下被动旋转的非定常水动力特性仿真模拟,针对不同来流条件下导流罩对水轮机水动力特性影响进行了对比分析.研究结果表明:采用基于重叠网格的DFBI数值仿真方法,可以精确地监测水轮机由于周围流场变化导致的加速和自适应转动等过程,实现对水轮机非定常水动力特性研究;在设计流速范围内,加装导流罩可以将水轮机周围流场的流速提高约1.35倍,水轮机的转速提高1.2倍,获能效率提高约35%;加装导流罩有助于提高水轮机的平均转速,将水轮机平均获能效率提高约30%.

摘要：计算流体力学(CFD)通过求解外部流场的控制方程来预测涡轮叶片的边界层换热系数,其中流场的一般控制方程是纳维尔-斯托克斯方程,其求解十分耗费资源。采用基于流函数坐标系求解边界层方程方法,通过求解二维边界层区域来处理复杂的传热问题,使得求解效率得到很大的提升。通过已知理论解的平板流对边界层方法进行定量验证,设置入口湍流强度为0.01,观察到局部雷诺数大约为400 000时发生层流-湍流转捩,边界层厚度相较于转捩之前增长明显;对比不同的入口湍流强度0.01、0.03和0.05,观察到湍流强度越大,转捩发生的位置越靠前,和理论相符;对比不同普朗特数0.7、1.0和5.0下的滞止焓边界层厚度以及局部努塞尔数,同样能够观察到转捩现象。同时,在边界层方法的基础上,利用动量守恒以及能量守恒,分析了覆膜冷却中射流和主流的相互作用,建立了求解覆膜冷却的数值模型。通过和商业软件COMSOL定量对比气膜孔下游冷却效率的变化,发现提出的覆膜冷却数值模型能够很好地模拟覆膜冷却。气膜孔下游的冷却效率在层流工况相较于湍流工况更高,同时多气膜孔相较于单气膜孔下游冷却效率更高。