空间光学遥感器热设计

为了保证空间光学遥感器所需温度条件,本着被动热控为主、主动热控为辅的原则对其进行了热设计。首先,分析了遥感器在轨工作模式,建立了遥感器外热流计算模型,根据遥感器各面外热流变化,确定了3个极端工况。然后,以对日低温工况热设计为主对遥感器进行了热设计。最后,对热设计进行了热仿真分析和热试验验证。结果表明:镜组温度水平可控制在(18±1.5)℃,且满足轴向温差要求;CCD器件温度变化为18～26℃,相邻轨道无温度累加。该热控设计方案可行,可对其它低能量、大窗口空间光学遥感器的热设计提供借鉴。

低轨道低能量空间光学遥感器热设计

为了保证空间光学遥感器所需温度条件,以被动热控为主、主动热控为辅的原则对其进行了热设计。分析了其轨道环境特点,计算了遥感器轨道寿命内原子氧通量,选择了一种玻纤增强聚四氟乙烯复合膜(β布)作为多层隔热组件面膜。根据其工作模式和外热流特点,确定了三个极端工况,以对日低温工况热设计为主要对象。热试验结果表明:热设计满足遥感器光学系统温度指标,热控方案可行。热设计方法对其它低轨道、低能量航天器热设计具有一定的指导和借鉴作用。

煤矿井上下联合抽采瓦斯关键技术研究及应用

为解决煤矿井下压裂增透效果较差难以高效抽采瓦斯的问题,提出了煤矿井上下联合抽采瓦斯的模式,建立了基于地面井与井下钻孔抽采的方法;利用地面老井和井下钻孔通道,形成了一套长距离、多拐弯、大排量及可携砂的地面压裂井下对接技术。获得了水力压裂裂缝破裂扩展规律,给出了不同条件下煤层水力压裂裂缝形态,得到了压裂半径理论计算公式。提出了井上下联合地面井位置优选原则,给出了基于井上下联合的水力压裂设计方案。在寺河矿开展了井上下联合2个压裂孔的增透抽采试验,试验结果表明:1#压裂孔累积抽采量为50.31万m^(3),2#压裂孔的顺层考察孔2和顺层考察孔3抽采瓦斯纯量分别为238.35万m^(3)和129.29万m^(3),压裂孔及对比考察孔抽采效果分别提高6.34倍、43.8倍及31.37倍,压裂后平均抽采量比原始钻孔提高33.14倍,压裂后煤层具有较好的增透抽采效果。实现了井上下联合抽采瓦斯,对于同类型的矿井具有较好的指导价值。

炭/炭复合材料在空间光学遥感器热控制中的应用

提出在金属表面粘贴炭/炭复合材料来解决空间光学遥感器光机结构材料导热率低、温度梯度较大的问题。概述了炭/炭复合材料的基本特点并建立了钢板表面粘贴炭/炭复合材料的热传导数学模型。对钢板的裸板和单面分别贴0.5mm和2mm复合材料的3种状态进行了理论分析与温度测试试验,获得了钢板在3种状态下的等效热导率。利用IDEAS-TMG有限元软件对模型进行了仿真分析并对钢板在上述3种状态下的传热性能进行了比较。对比结果显示,粘贴炭/炭复合材料能很好地改善钢板的传热性能。最后,将0.5mm厚的炭/炭复合材料应用于低热导率的星敏感器安装支架(材料为TC4)的热控,并对星敏感器支架粘贴炭/炭复合材料前后两种情况进行了温度测试试验。试验结果显示,表面粘贴炭/炭复合材料后,星敏感器支架测点温差由28℃减小为5℃,提高了星敏感器支架温度均匀性,表明该措施对改善空间光学遥感器上低热导率结构件的温度梯度很有意义。

星敏感器支架的结构/热稳定性分析及验证

为明确星敏感器支架受空间环境影响产生的变形对星敏感器定姿精度的影响,对星敏感器支架的结构/热稳定性进行了研究。通过有限元法对星敏感器支架进行刚度分析,将热分析获得的在轨极端工况下的温度数据映射至结构模型上计算得到热变形,利用最小二乘法得到各星敏感器光轴矢量,最后进行试验验证。结果表明：星敏感器组件的结构基频为429 Hz,与分析结果相差不超过2%,试验前后星敏感器光轴与基准坐标系各轴夹角最大变化不超过5″;在轨期间星敏感器支架最大温度波动小于2℃,星敏感器光轴变化最大为4″~5″,与分析结果一致。星敏感器支架的结构/热稳定性良好,能够满足星敏感器定姿精度要求。

低轨道轻质星载一体化空间光学遥感器的热设计

根据空间光学遥感器的轨道特点和任务需求,通过仿真分析对其进行了热设计。考虑近地空间环境的特殊性,选择防原子氧布作为多层隔热材料的面膜。为减小遥感器框架上安装的星上设备对遥感器温度的影响,设计了大热阻安装结构并使用了聚酰亚胺隔热垫。根据离轴三反光学遥感器及星载一体化卫星的结构特点,划分了主动加热区域,分配了加热功耗。由于遥感器对地观测频率低、工作功耗小、工作时间短,CCD焦面组件不设置散热面。根据遥感器的轨道参数和姿态,确定了3个典型工况并对其进行了仿真分析和热平衡试验。结果显示,遥感器本体温度为(18±4)℃、光学元件温度为(18±2)℃、CCD温度≤30℃,得到的仿真分析结果和试验数据验证了遥感器热设计的有效性。

细菌基因组同源重组:量化与鉴定

同源重组(Homologous recombination)是塑造细菌群体多样性的重要原因之一。遗传物质通过同源重组在细菌不同种系间进行水平转移,打乱了克隆繁殖形成的竖向系统发育结构,从而为系统发育重建和种群结构判定带来困难。本文讨论了同源重组对系统发育分析和进化研究的影响,从实际应用的角度对量化重组程度和鉴定重组事件的常用软件及方法进行了综述,归纳了各软件工具和模型方法的优缺点,旨在对细菌重组分析和种群进化研究有所借鉴。

基于有效模态质量的有限元建模

介绍一种简单的基于有效模态质量与结构质量的比值∑meff/m来判断有限元模型精确度的方法,给出了基于多自由度系统的理论证明。在通过试验验证了某空间相机及其支架各自有限元模型正确性的前提下,针对二者之间的特殊连接结构采用三种建模方式,分别计算整体结构的有效模态质量和模态频率,其中∑meff/m比值最大的模型所对应的模态频率计算值与试验值最接近,误差在5%之内。有效模态质量是判断有限元模型好坏的重要参数,该方法对一般结构的有限元建模工作有一定的借鉴作用。

光轴竖直大口径长焦距平行光管热设计

工作在真空罐内的平行光管的工作环境特点决定了其与空间光学遥感器相同的热设计原则，光管的结构形式对工作温度提出了严格要求。首先，确定光管结构表面的热控涂层和多层隔热材料的包覆方式；其次，光管热设计的关键是加热区设计，设计了两种加热方案，从可实施性和加热功耗大小对两种方案进行了比较；最后，对最终的热设计方案进行仿真分析。结果表明：平行光管光机结构的温度水平可控在19．3～20．8℃，主镜温度为19．5℃，满足设计要求，验证了热设计方案的可行性，可对其他同类型的地面光机结构的热设计提供借鉴。

多层隔热材料飞行试验研究综述

考虑在低地球轨道中热控材料的性能变化直接影响航天器的温度,本文从3个方面研究了多层隔热组件的在轨性能变化。首先,介绍了地面模拟空间环境对热控材料的破坏试验;然后,重点对比分析了哈勃望远镜、长期暴露装置和国际空间站上多层隔热组件样本的试验数据,得到了相关的材料性能结果;最后,详细描述了哈勃望远镜维修用多层隔热组件面膜的地面筛选试验。通过对比在轨飞行数据和地面试验数据发现,影响近地轨道卫星多层隔热组件面膜寿命的首要因素是原子氧和温度循环的共同作用,紫外照射和带电粒子的影响相对较弱。该结论为地面加速试验的规划与修正和长寿命航天器的热设计提供了参考依据。

月基探测器热设计和计算机仿真

为了在月球表面观测地球的等离子体层，开展了月基探测器的研究。针对月基探测器所处的空间环境及热控指标，详细阐述了月基探测器的热设计方案。根据月基探测器的结构和热控方案，在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型，并进行了计算机仿真分析。仿真分析结果表明，有效载荷主体部分最大温度范围为-45℃-65℃，其余部分为．110℃～102℃，满足了热设计指标，故该热设计方案合理可行。

空间相机热平衡试验温度预测方法改进及应用

为实现对航天器热平衡试验平衡温度的预测,建立了热平衡温度预测的方程式,对影响预测结果的各参数进行了分析。首先,由节点网络法推导出平衡温度表达式,介绍了其基于非线性最小二乘法的求解过程,建立了平衡温度的迭代方程;其次,结合大量的试验数据,对影响迭代结果的3个因素进行了统计分析,并最终确定了各因素的合理取值范围;最后,利用温度预测程序对某空间相机热平衡试验中低温工况的平衡温度进行了预测,并与试验结束后的结果进行了对比。结果表明,预测温度与试验数据的误差为±1℃(在3%之内),满足精度要求,对热平衡温度准确的预测有效的缩短了试验时间,节省试验费用。

月基望远镜热设计及热分析

为了利用月球观测地球等离子体层的优势,开展了月基望远镜的研究,并对其进行了热设计和热分析。分析了月基望远镜所处的空间环境。对望远镜各个部分进行了热设计;采用被动热控措施控制望远镜的温度水平,降低空间环境的影响;采用热疏导的方式对探测器进行散热。根据月基望远镜的空间环境、结构特点,以及采取的热控措施,在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型,并进行了仿真分析。分析结果:光学系统部分最大温度范围为-50℃～60℃,机械结构部分为-110℃～105℃。热设计方案合理可行,满足热设计要求,其研究方法对其他舱外月基探测器的热设计具有一定的指导和借鉴作用。

高速公路高边坡工程施工关键技术要点研究

高速公路项目作为我国交通基建工程的重要组成部分,是我国时下加快构建现代综合立体交通网的关键环节,而随着质量强国战略的进一步实施,如何做好高速公路工程项目高质量可持续建设成为了关键。高速公路工程项目通常会在自然界中开山辟路,架桥穿山,跨越江流,所修筑通车的一条条高速公路项目为区域间经济文化发展带来了巨大的作用,与此同时也在无形之中对大自然存在的原有地形地貌造成了破坏。通常情况下,高速公路工程项目在施工建设过程中难以避免的会产生大量填方和挖方工程,这直接会形成了边坡,特别是高填高挖的边坡施工安全性、稳定性会对项目整体实施产生深远的影响。高填高挖的山体边坡较为脆弱,在植被破坏的情况下,边坡不稳定性问题凸显,容易造成滑坡、水土流失和泥石流等自然灾害。本文通过结合广西某高速公路工程项目高边坡施工实例,对高边坡工程施工关键技术要点做研究。

导流散热型LED灯的热分析与试验研究

对某LED灯开展了空气导流技术的散热设计,进行了有、无空气导流散热条件下的仿真分析,针对热分析模型进行反复修正迭代,得到了准确的仿真结果。仿真分析与试验结果表明,在有空气导流散热的情况下,LED灯的结温较无空气导流散热时降低约8℃,LED灯的使用寿命可延长2 000h。进一步研究发现,基板下表面的发射率、接触热阻以及LED与对流孔之间的距离等因素对LED灯的散热均有影响,最终对各个影响因素进行灵敏度分析,给出了降低结温的几点建议。

日-地系拉格朗日L1点太阳观测器热设计

对将运行于日-地L1点的太阳观测器进行了热设计,重点论述了日-地L1点的轨道外热流计算和Lymanα日冕仪(LACI)反射镜M2光阱、Lymanα日冕成像仪(LADI)滤光片组件、CCD组件、电箱、观测器主体等部分的热设计方案。通过在探测器对日面设置集热板,将观测器的主动加热功耗降低了73%;选用预埋热管的设计方案解决了对日定向观测导致的框架温差问题。仿真分析结果表明,在对日高温工作、对日低温工作、低温存储、轨道转移等4个极端工况下,观测器各组件温度均满足指标要求。该热设计方案以较低的加热功耗,解决了太阳观测器在轨工作阶段的散热、轨道转移阶段的保温等问题,满足CCD焦面工作温度<-50℃的要求。

空间太阳望远镜热设计

针对空间太阳望远镜工作时间长、工作环境苛刻的热特点,在极端工况条件下对空间太阳望远镜本体框架和导行镜进行热设计。通过在高低温工况下进行有限元仿真分析与热平衡试验,对本体框架和导行镜热分析与热平衡试验结果进行了对比,其温度均控制在22℃,并且同一工况下各组件的温度波动均小于1℃,验证了热设计的正确性。同时本体框架与导行镜有限元仿真与热平衡试验在高温工况下的功耗差为1.2 W,低温工况下的功耗差为0.8 W,仿真分析和热平衡试验吻合,分析正确有效,保证了望远镜在复杂工作条件下的正常工作,为提高空间太阳望远镜本体模块与对日追踪光学系统的可靠性与热设计优化提供了理论依据。

航天器转动轴遮热罩设计及仿真

在航天器转动遮热罩优化设计问题,为减少航天器转动轴处的能量散失,采用安装遮热罩和包覆多层隔热组件的方法,找到影响转动轴能量散失的主要因索,确定可应用于工程实际的遮热罩设计方案和多层包覆方式的合理性。首先给出遮热罩的基本结构并分析影响转动轴系统能量散失的主要参数。其次运用I-DEAS/TMG进行有限元仿真,得到转动轴系统能量散失与各变量之间的变化规律。最后依据极紫外成像仪俯仰轴上安装和未安装遮热罩的两种应用方案开展热平衡试验。试验和计算结果表明,安装遮热罩并包覆多层隔热组件后,俯仰轴能量散失比无热控措施时减少了53.6%。设计合理的遮热罩并包覆多层隔热组件,既保证转动机构的正常工作,也可有效地减少转动轴处能量的散失。

信息机房温度在线实时监测系统的设计与实现

阐述了利用AVR单片机对信息机房的环境温度进行在线实时监测系统的设计,该系统的成功应用,可以在机房值班人员无需进入机房查看,便可实时掌握机房内部温度的波动情况,避免了人员进出机房时对机房环境温度造成的影响。

缓黏结预应力施工技术在建筑工程中的运用

随着人们对较大空间的追求,大跨度结构在时代的要求下应运而生,为了建造大跨度房屋建筑,采用预应力结构。该文介绍了预应力结构受力原理,通过理论分析预应力结构受弯构件承载开分析,列举当下应用较广的后张法有粘结预应力存在的问题及不足,最终体现缓黏结预应力的优点,通过介绍缓黏结预应力施工技术,克服了梁柱交界点钢筋较密,使后张法有粘结预应力预埋管道无法施工的问题,并成功运用于大跨度房建及桥梁工程,确保我国大跨度受弯构件的建设,推动我国缓黏结预应力技术在建设行业科学地发展。