摘要：受到生物基因工程中“基因剪刀”的启发,“化学剪刀”作为一种重要的研究工具在材料结构编辑及应用研究中发挥着重要作用。本文对“化学剪刀”在材料结构编辑及应用方面的研究进展进行了评述。首先,介绍了“化学剪刀”的概念和基本原理,即指在保持初始材料主结构不变的条件下,通过化学反应敲除、置换、修复或重构目标原子或结构单元,从而定制化编辑材料晶格中的组成元素、晶体结构以及微观形貌,最终实现特定的材料结构与功能。随后,详细回顾了“化学剪刀”在材料结构编辑中的具体应用,即如何利用化学剪切、化学修饰、化学合成和化学刻蚀与化学插层等结构编辑方法对材料结构进行精确调控和功能设计。最后,对“化学剪刀”未来在材料结构编辑及应用的研究方向进行了展望。本评述详细介绍了“化学剪刀”在材料结构编辑及应用研究方面的研究进展和巨大潜力,为探索和开发“化学剪刀”在材料领域的应用提供了有力的理论和实验支撑,并有望推动相关材料领域的发展。

摘要：为使大推力航空并联混合动力推进系统在考虑节能减排效益的同时,充分挖掘涡轮电气化后部件的性能提升潜力,本文依托某并联混合动力齿轮传动涡扇发动机(Parallel hybrid geared turbofan,PH-GTF)推进系统概念模型,在“发动机主燃油闭环+电动力系统转矩补偿”控制结构下,针对典型飞行航程所包括的低功率工况段、起飞爬升段、巡航段、下降段,分别设计了相应的能量管理策略,并基于不同飞行工况在全航程内进行调度。通过典型飞行航线下的数字仿真及硬件在环(Hardware in the loop,HIL)仿真验证,结果表明,相较于未采用混合动力改型的基线GTF发动机,应用所设计综合全航程能量管理策略的PH-GTF推进系统,该航线下总燃油消耗量和NO_(x)排放量分别降低5.70%和10.72%,其中在低功率工况下,可变放气活门(Variable bleed valve,VBV)可以减小54.35%的排气量;在航空节能减排所重点关注的等高等速巡航段,耗油量和NO_(x)排放量分别降低18.93%和30.19%。所设计综合全航程能量管理策略兼顾了部件性能提升和节能减排效益,符合未来绿色航空推进系统的设计理念。

摘要：针对传统的裕度评估标准难以直观地体现飞机端干扰量对发动机的控制耦合性问题,在飞发一体化架构下开展了航空发动机控制裕度及相应的评估准则研究。基于一种可以在有限频域内采用几何图解法进行控制性能改进的控制理论“几何设计法”,本文提出一种新的发动机控制裕度定义方法及评估准则,包括构造满足需求控制裕度的控制器求解方法、评估对比不同控制器的控制裕度和评估固定结构控制器的控制裕度。以某型宽速域组合动力(TBCC)航空发动机作为研究对象,在亚声速巡航典型工况下,基于几何设计理论所设计的控制器,控制性能可以达到控制裕度理论极限的99.61%。部件级模型仿真结果表明,相比于传统比例积分(PI)控制器,基于几何设计理论所设计的控制器的推力控制裕度和综合控制裕度分别提升了7.3%和5.9%,验证了所定义的控制裕度及其评估准则在解决飞发一体控制耦合性问题的有效性。