摘要：可重复飞行器飞行过程中,面临着复杂的力、热、空间等载荷环境,对飞行器系统可靠性和结构完整性提出了需求。可重复飞行器上升、再入过程中受到严酷的气动噪声环境,噪声传到飞行器内,会对内部的设备产生影响。因此在对结构进行设计时,除了轻质、承载、耐温等设计要求外,还要达到很好的隔声性能,在轨期间满足一定的空间环境要求,并可实现可重复使用。考虑到聚甲基丙烯酰亚胺(polymethacrylimide, PMI)泡沫优异的耐热性、比强度高、轻质等特点,将PMI泡沫与复合材料蜂窝板进行复合,开展其隔声性能研究,获取了典型试验件的隔声性能。在此基础上对飞行器结构进行了设计,通过试验验证了其良好的隔声效果。开展了不同剂量的带电粒子辐照试验,对其多次、长期在轨后的隔声性能进行了评估,在30~5 000 krad(Si)粒子辐照下,不管是PMI泡沫还是PMI泡沫与蜂窝复合结构的隔声性能变化不大,满足可重复使用的隔声性能要求。

摘要：隔热瓦是可重复使用飞行器热防护结构的重要组成部分,其在低速撞击下极易受损。文章针对“隔热瓦−应变隔离垫−冷结构金属板”这一典型热防护结构,试验研究其在落球(直径50 mm)低速(≤10 m/s)撞击下的损伤特性。试验结果表明,隔热瓦组件在受到撞击后,仅在受撞击区域形成一直径为16.5 mm、深度为1.79 mm的圆形凹坑,未观察到受撞击区域以外的裂纹、变形等损伤。随后建立隔热瓦组件撞击有限元仿真模型并根据试验结果对其进行修正。对比仿真结果与试验结果:撞击坑的直径和深度以及涂层脱落区域直径的仿真误差均在12%以内。该研究结果可为可重复使用飞行器热防护结构的设计、制造和维护提供参考。

摘要：加筋壳结构具有较高的比刚度和比强度,被广泛应用于航空航天承力结构中。可靠性优化设计(Reliability Based Design Optimization,RBDO)方法通过综合考虑结构参数中的不确定性和风险因素,可避免结构的过保守设计,保证其在服役环境中的可靠性和安全性。提出了一种基于自适应代理模型的高效RBDO方法,来解决屈曲可靠性约束下的加筋壳结构轻量化设计问题。基于预期可行性函数准则实现了样本点的自适应添加,并通过构建分段函数将离散变量连续化,进而在保证设计结果可靠性的前提下提高优化效率。最后,通过将可靠性优化设计结果与确定性优化结果对比,验证了所提方法的有效性。

摘要：为提高飞行器地面颤振模拟试验的有效性,文章分析了影响地面颤振模拟试验结果(即临界颤振速度)的关键因素,并提出关于试验实施的指导性意见。首先通过对试验流程的分析梳理出可能影响试验结果的6大因素;然后分别建立了地面颤振模拟试验系统的“原理模型”、“理想化模型”和“详细模型”三个时域仿真模型,并利用仿真模型系统分析各因素对临界颤振速度的影响。结果表明:硬件设备的时钟频率会影响临界颤振速度,时钟频率取值为1000 Hz较为合适;加载系统的相位延迟对结果的影响较大,试验中必须保证加载控制算法具有足够高的相位追踪精度。该研究旨在为飞行器设计师提供更精确的颤振评估试验技术手段。

摘要：为了对高速弹丸多重撞击进行防护,同时避免过度增加防护结构的面密度,文章提出一种多重撞击概率分析方法,通过假设多发弹丸随机分布并忽略小概率事件,确定需进行防护的撞击重数。在对单重撞击进行有效防护的基础上,提出面密度补偿方法。以100发圆柱形铝合金弹丸依次撞击边长为2000 mm的正方形组合靶板为例,开展二级轻气炮试验验证。结果表明,该实例可仅考虑二重撞击防护。文章在原有防护结构——总面密度为37.5 kg/m^(2)的两层铝合金板/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)板——的基础上,增加了面密度为25 kg/m^(2)的“芳纶/碳化硼陶瓷(B4C)/UHMWPE板”层板。这一改进的防护结构能够对弹丸速度为1.8 km/s+1.9 km/s的二重撞击进行有效防护。所做研究可为多次撞击防护结构的设计提供参考。

摘要：基于相似理论建立缩比模型试验相似准则,提出了火箭发动机喷流声场试验预示方法的流程。通过缩比模型系留点火试验,根据几何相似、喷流参数相似、发射环境相似来预示起飞噪声环境,在国内首次给出了运载火箭表面的噪声环境的空间相关特性,结果表明预测结果与遥测数据之差小于1.5 d B,校验了缩比模型方法的有效性。缩比模型方法对于我国新一代运载火箭的起飞噪声环境预示、噪声载荷设计、地面试验具有重要意义。

摘要：高超声速飞行器在巡航或再入过程中面临着严酷的气动力/热/噪声等复合环境,对热防护系统结构的完整性和耐久性提出了严峻挑战。热环境下的动特性是进行结构动态响应分析和优化设计的基础,本文对四周简支的飞行器热防护系统金属加筋壁板热动特性进行了分析,使用有限元软件NASTRAN建立分析模型,基于理论和有限元方法获得了壁板结构热屈曲临界温度,研究了热环境对固有振动频率和固有振型的影响,对比分析了均匀和非均匀温度场对结构模态的影响。结果表明,壁板结构在热环境下易发生屈曲,热模态分析中需考虑热屈曲、大位移变形等因素。同时证实热环境对壁板结构动特性影响较大,结构的固有振动频率随热环境下弹性模量的降低而减小,热应力对结构的固有振动频率和振型都有影响,当温度场分布改变时,固有振动频率的变化规律基本相同,固有振型则不同。

摘要：星箭分离过程中,火工品解锁,卫星受到严酷的爆炸冲击环境,强烈的高频冲击环境可能使卫星上的电子、光学和其它敏感设备产生破坏。为减少卫星分离过程中相互之间产生的冲击作用,可在卫星与适配器之间安装减冲击环;通过对减冲击环的高频缓冲机理进行研究,分析冲击波的传递路径,在此基础上针对卫星模型进行减冲击环设计。采用爆炸冲击模拟星箭分离冲击环境,对其缓冲效果进行了评估,拐点之后减冲击环能衰减10 dB以上的冲击响应。

摘要：吸声材料是火箭常用的降噪方法之一。针对高速火箭整流罩,采用三聚氰胺泡沫塑料吸声材料开展了被动控制内声场降噪方法的实验和数值研究。首先,建立了阻抗管的实验平台,实验测量了吸声材料在不同厚度和表面处理下的吸声系数。然后,基于该材料设计了多种火箭整流罩的内声场降噪的方案,采用统计能量数值仿真方法及混响室噪声环境实验,研究了吸声材料厚度、表面处理及布局方式对整流罩降噪性能影响规律。结果表明,采用吸声材料能够有效降低整流罩内声场噪声,总声压级隔声量最大达5.5 d B,厚度增加和表面处理在一定程度上能够增加隔声量。

摘要：随着航天事业的发展,航天电子产品使用环境变得越来越复杂苛刻,对焊点可靠性要求日益提高,因此,研究焊点材料服役环境下的本构关系对于分析焊点性能、准确预测焊点可靠性具有重要意义.本文分析锡铅钎料Sn63Pb37在-45~150℃温度范围内和10^(-5)~10^(-3)/s应变率范围内的粘塑性行为,在此基础上,建立了修正的Anand本构模型.通过构建材料参数与温度的函数关系,提升Anand本构模型在不同环境温度尤其是低温环境下对材料应力-应变关系的预测能力,为航天电子产品可靠性设计提供技术支撑.