摘要：针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能指标的序列电推力轨道保持问题优化模型并进行了离散化。接着,通过引入差分进化算法和维度学习策略对粒子群优化算法进行了适应性改进,同时对推力大小和作用时间进行寻优计算。最后,通过数值仿真对所提出的改进粒子群优化算法进行了对比校验。结果表明,该方法在完成GEO卫星轨道保持任务的同时具备燃料消耗低和收敛速度快等优点。

摘要：针对空间站舱外固定扶手难以满足航天员复杂舱外作业需求的问题,提出一种航天员出舱活动用的移动扶手,并对其进行了参数设计与试验研究。首先,在充分考虑着舱外服加压航天员手部施力特性的基础上,对舱外移动扶手操作机构的几何尺寸和弹簧刚度进行了参数设计。其次,为满足航天员在轨出舱单手操作移动扶手的人机工效学需求,对操作机构进行了自锁设计,并利用ADAMS对操作机构进行了动力学仿真分析,仿真结果表明,各操作机构能够实现自锁功能,且操作力符合着服加压航天员手部施力特性。最后,研制了舱外移动扶手原理样机,从功能、环境适应性及人机工效学方面进行了试验验证。试验结果表明:所述方案可顺利完成舱体扶手夹持、长度和角度调节,且实测操作力与理论值基本吻合,在力学和热学环境试验前后操作力无明显变化,各操作机构满足空间站舱外低轨环境及人机工效学要求。

摘要：半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件,其加工质量直接影响谐振子的性能参数,进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命,因此非常有必要对半球谐振子的性能与其几何参量的映射关系进行研究。本研究以直径为30 mm的熔石英半球谐振子为研究对象,分析其能量损耗的形式、机理,针对谐振子几何参量对其热弹性阻尼的影响进行研究,建立半球谐振子热弹性阻尼能量损耗模型,分析谐振子结构参数、加工误差、表面质量对其能量损耗的影响规律,探究不同几何参量变化对能量损耗的敏感性,结果表明谐振子壳体结构和过渡圆角参数对其热弹性阻尼影响较大,加工误差导致的壁厚不均匀高于半径不均匀对其热弹性阻尼的影响;壳体半径由10mm增至15mm,QTED减小幅度为61%,亚表面损伤层厚度从0增至100μm,QTED减小至其原值的7.5%,研究结果可为半球谐振子专用机床误差分配设计及其高性能制造研究提供参考。

摘要：针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力及磨粒体积分数参数,采用MATLAB软件利用BP神经网络对各参数进行拟合,通过BP预测模型再运用PSO(粒子群算法)在支配解集中求解满足约束数学模型的气液固三相流最优输入值,基于最优输入值搭建试验平台并设计L9(33)正交试验对工件内表面进行加工,最后通过白光干涉仪测量加工前后的内孔表面精度,验证了仿真最优参数与试验加工最优参数的一致性,运用最优参数值下的气液固流体对工件内表面加工,经测量显示,内表面精度提高了75%,满足航空航天工件的应用要求。

摘要：为提高森林火灾初期灭火的效率,设计一种应用于森林火灾初期快速灭火的新型自走引流式森林风力灭火机。首先对灭火机的整体结构、工作原理进行阐述,对风筒等关键部件进行设计计算。其次利用UG对灭火机的结构进行设计,用ANSYS静力学、模态分析模块对整机机架进行仿真分析,验证整机机架设计的合理性与工作特性。最后对样机进行试制,与我国常见的6MF-32便携式灭火机作对比试验,自走引流式森林风力灭火机距可燃物5 m,手持式6MF-32灭火机距可燃物2.5 m。试验结果表明,在7次对比试验中,当可燃物量大于2.5 kg时,6MF-32便携式灭火机出现灭火后复燃现象;当可燃物的质量达到3.5 kg时,风力灭火机会出现灭火后复燃现象。试验中,自走引流式森林风力灭火机的灭火时间比6MF-32便携式灭火机短,因此可以看出自走引流式森林风力灭火机在灭火距离、效率上的优越性。

摘要：研究飞行器在运行过程中的地面效应对其研制具有重要意义。目前国内广泛采用固定地板模拟技术,而黏性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不符。为此,研制了一种4.0 m×3.4 m的大幅面高速移动带地板模拟装置。采用单电机驱动的主从动辊带动移动带,使其上表面的线速度与风洞来流速度一致,从而消除附面层,准确模拟地面效应。提出了大长径比主从动辊分段加工方法,并采用过盈装配连接方式实现外筒与芯轴的连接,避免了常规焊接手段引起的热变形,显著减小了移动带在高速运行下的不平衡量;设计了快速伺服纠偏系统,使移动带偏移量保持在5 mm以内,并结合分布式控制系统,实现了移动带地板装置各系统的稳定运行;在地面测试中,移动带线速度可稳定在54 m/s左右,速度误差为0.25%左右,且移动带整体振动量抑制在0.1 mm左右。所研制的移动带地板装置成为国内最大的地面效应模拟装备之一,在风洞地面效应模拟与测试中具有广阔的应用前景。

摘要：超低场磁共振成像(ULF-MRI)设备具有成本低、质量轻、体积小等优点,在特殊领域的应用需求越来越大,如移动磁共振成像救护车、床旁监护、偏远地区等。但由于其磁场强度低,导致信噪比也较低,图像分辨率差,因此提升信噪比对促进ULF-MRI技术的发展具有重要意义。该文基于低频表面超材料的特性,提出一种电感-电容谐振阵列,用来提升ULF-MRI的信噪比。首先,建立了等效电路模型来评估磁场增强效果;其次,利用部分元等效电路法计算射频线圈的等效电阻和信噪比,根据成像要求设计优化谐振线圈结构,并提出考虑谐振耦合的匹配方法和线圈阵列的解耦方法。最后,利用自主研发的54.6 mT的ULF-MRI系统(工作频率:2.32 MHz)进行成像实验,图像信噪比得到显著提高。

摘要：针对采用传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法计算火箭发动机尾喷焰耗时较大的问题,提出了一种基于卷积神经网络方法的地面尾喷焰反应流场智能预测模型,用于实时、快速生成典型发动机型谱参数条件下的高精度喷焰流场结果.以固体弹道评估发动机(ballistic evaluation motor Ⅱ, BEM-Ⅱ)为研究对象,在一定发动机型谱参数范围内采用拉丁超立方抽样方法抽选样本空间,将基于CFD方法计算的40个尾喷焰稳态流场样本作为模型训练数据集.采用编码器-解码器结构,引入并行解码器、反卷积层和瓶颈层,使模型能够在数量较少的样本下取得良好的训练效果.采用试车实验数值结果验证和评估了不同欠膨胀状态下尾喷焰流场智能预测模型CNN-PLUME的预测性能.结果表明:建立的尾喷焰智能预测模型回归系数接近于1,模型鲁棒性强;可实时生成尾喷焰反应流场结果,模型效率高;喷焰流场预测结果与试验校核数据高度一致,模型预测精度高;在不同欠膨胀状态下尾喷焰流场最大误差为14.17%,模型泛化能力较强.该模型可为地面试车尾喷焰流场规律以及发动机型谱参数设计提供方法支撑.

摘要：目的探究T6、T73和RRA热处理对不同道次压下量的热轧7075铝合金板材微观组织和力学性能的影响,确定不同道次压下量的热轧7075铝合金板材最优热处理工艺。方法分别将11%和16%道次压下量的热轧7075铝合金进行T6、T73和RRA热处理,并对热处理后的试样进行微观组织表征和力学性能测试。结果3种方式热处理后,11%道次压下量的热轧板材微观组织以拉长晶粒为主,伴随有等轴再结晶晶粒的生成,而对于16%道次压下量的热轧板材,等轴晶数量增多,故经3种方式热处理后,16%道次压下量热轧板材的屈服强度和抗拉强度均高于11%道次压下量热轧板材的相应强度。RRA热处理有效提升了16%道次压下量热轧板材的延伸率,而对于11%道次压下量热轧板材,RRA的预时效等过程会造成其晶粒粗化,从而降低延伸率,与T6和RRA热处理相比,T73热处理对力学性能的提升不显著。对于2种不同道次压下量的板材,T6热处理为最优热处理工艺。经过T6处理后,11%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到589.8 MPa,屈服强度达到560.7 MPa,延伸率达到16.6%,16%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到607.5 MPa、屈服强度达到580.9 MPa、延伸率达到13.6%。T6热处理后,方向的织构占主导,原始板材内部存在较多的小角度晶界,热处理后大角度晶界含量增多且有静态再结晶出现。3种热处理后的拉伸试样断口形貌没有太大区别,存在大量韧窝和撕裂棱特征,说明热处理后板材塑性较好。结论热处理能调控再结晶行为,优化亚晶等微观结构,与其他7系铝合金热处理后的力学性能相比,本文的7075热轧铝合金在16%道次压下量和T6热处理条件下获得了较为优异的力学性能,说明热处理工艺设计合理。

摘要：双面对称加工通过两侧辅助支撑可解决螺旋桨叶片单面加工中存在的加工振颤、变形等问题,但桨叶复杂的表面形状导致双面对称加工无法完全实现,因此提出一种双面协同加工方法,并对其刀路规划算法展开研究。该算法通过引入两个区域划分参数将桨叶表面划分为叶梢区域、内部区域、变速区域和边缘区域4个区域,对不同区域分别采用单面加工、对称加工、变速错位加工和无变速错位加工4种加工方式,并借助6个关键加工点对双面协同加工流程进行规划设计。在变速区域通过Sigmoid组合变速曲线实现单侧刀具的S型变速,进而完成对称加工与错位加工的方式转换。最终通过加工实验得到对比数据,结果表明双面协同加工在振动与变形问题上皆有较大提升,验证了该方法的可行性和有效性。