地月空间:太空安全新挑战

随着航天技术的迅猛发展,太空经济与军事活动正从近地空间向地月空间延伸拓展,地月空间的国际竞争日趋激烈。本文阐述了地月空间的战略价值,分析了主要大国地月空间布局与发展态势,梳理了地月空间对太空安全提出的新挑战,提出了关注地月空间安全与发展的思考建议。

基于案例驱动的航空航天专业课程思政实践教学研究——以“飞行器导航原理”为例

“飞行器导航原理”是航空航天相关专业本科生培养的一门重要专业课程,其教学过程不仅需要向学生传授导航基础理论,而且必须关注学生科研实践及创新能力的培育,对学生思想意识和价值追求等进行潜移默化的影响。采用案例驱动的实践教学方式对原有教学模式进行改进,在基础理论知识教学的基础上,强调进一步增强课程实践环节、健全思政元素与专业知识的融合,使学生主动投入“飞行器导航原理”课程学以致用的实践创新中,从而提升专业课程学习效果,激发学生对社会主义核心价值观的自主认同感,为学生顺利进入下一阶段的学习工作和科学研究奠定坚实基础。

欧洲航天局大学生火箭/气球实践活动与启示

创新实践活动是培养大学生学习、应用、拓展知识的重要途径,是当前国内外高等院校广泛采用的一种人才培养模式。文章以欧洲航天局主导的大学生火箭/气球实践活动为对象,通过对该实践活动的发展历程、组织模式、实施流程、实验平台及典型项目进行研究,在组织模式、过程管理、能力培养、社会效应等方面对我国大学生创新实践活动教育进行分析,旨在提高我国大学生创新实践活动的组织管理与学生素质。

航空复合材料螺旋桨叶片制造工艺研究进展

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶片的研究成果进行回顾和总结,基于传统飞机螺旋桨叶片和旋翼桨叶,对航空螺旋桨叶片材料体系、结构设计和制造工艺进行分类阐述,重点总结复合材料螺旋桨制造工艺中的关键技术问题,概述桨叶制造工艺方面的仿真模拟研究,最后从健全材料体系、优化结构设计、深入工艺研究和加强数值模拟技术的工程化应用几个方面提出了国产化复合材料航空螺旋桨的未来发展方向。

对流边界条件下超临界流体层流边界层相似解

在超燃冲压发动机中,燃烧室和尾喷管内的高温燃气使再生冷却通道中的流体达到超临界状态,即在对流边界条件下形成超临界流体边界层,但其基本特性尚未明晰。为此,本文通过相似性解法计算了具有对流边界条件的超临界二氧化碳(SCO_(2))平板层流边界层,来流压力为8 MPa。文中定义了热对流系数Mθ和局部对流换热常数c,它们分别与平板下表面热流体的温度及对流换热系数呈正相关,并分析了Mθ和c对边界层速度及温度剖面的影响。当c极小时,该问题可退化为绝热壁工况;相反,当c足够大时,它的表征类似于等温壁工况。随着Mθ和c的增大,壁面热流也增大;若来流温度为亚临界,此时边界层将出现跨临界机制,使壁面努塞尔数加剧降低。

全固态电致变色器件研究进展

电致变色器件具有轻巧、响应速度快、可重复使用性能好、易于制备柔性器件等优点,在智能传感器、智能窗户、柔性可穿戴设备和储能设备等领域具有广泛应用。相较于易泄漏、安全性低的液态器件,全固态电致变色器件易于封装且安全性高,具有更好的综合应用性。本文首先介绍了电致变色器件的结构,详细综述了无机与有机固态电致变色器件的性能及应用,并对比分析了两者之间的优缺点。最后,从性能瓶颈、工艺难点及产业化等角度展望全固态电致变色器件的发展应用前景。

天然橡胶、异戊橡胶和天然橡胶/异戊橡胶并用胶的鉴定方法

以丙酮为溶剂,对6种天然橡胶和2种异戊橡胶进行抽提,基于天然橡胶与异戊橡胶丙酮抽提浓缩液成分存在差异,选择了天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、天然橡胶硫化胶、异戊橡胶硫化胶和天然橡胶/异戊橡胶并用硫化胶定量分析内标物,此外还采用内标法对丙酮抽提浓缩液进行分析,从而建立了天然橡胶、异戊橡胶及天然橡胶/异戊橡胶并用胶的鉴定方法,最后将该方法应用于送检样品主体成分的鉴定。结果表明,角鲨烷可作为天然橡胶、异戊橡胶和天然橡胶/异戊橡胶并用胶定量分析的内标物;在优选的气相色谱-质谱联用定量分析检测条件下,通过定性分析天然橡胶中的γ-谷甾醇和γ-生育三烯酚,同时结合内标法定量分析硫化胶丙酮抽提浓缩液中特定抗氧剂的含量,可以测定天然橡胶/异戊橡胶并用胶中天然橡胶和异戊橡胶的并用比,其中以质荷比为296的特征碎片离子作为异戊橡胶SKI-3定量分析参照特征碎片离子的偏差为-5%;该鉴定方法对于送检样品主体成分的鉴定结果较好。

PMI泡沫夹层结构雷达天线罩间接热-结构耦合分析与实验研究

机载PMI泡沫夹层结构雷达天线罩在环境温度变化时将产生表面变形现象并影响其使用性能,但对天线罩热变形结果进行实时检测分析具有一定难度。通过ANSYS间接热-结构耦合法建立了分析模型,对天线罩进行了计算分析,采用热膨胀片状模型进行了理论分析,在此基础上,设计并开展了温度冲击实验研究。结果表明, PMI夹层结构天线罩的热-结构耦合变形综合应变趋势是棱边处膨胀程度最大,由边缘至天线罩透波面中心处,膨胀程度逐渐减小;间接热-结构耦合计算应变值与实测应变值之间平均相差35.08%,间接热-结构耦合分析方法与模型具有一定的可信性。

研讨型方法在“空间推进技术”教学中的探索及实践

"空间推进技术"课程内容涵盖传热学、流体力学、电磁学等多学科知识,兼有抽象性、理论性强的特点。单纯采用教师为主体进行课堂讲授会造成学生被动接受,教学效果不佳。针对这一问题,我们从课程实施中的多个环节、课程考核等多方面对该课程的研讨型教学方式进行了思考和实践。结果显示,将研讨方式应用于"空间推进技术"教学中可明显激发学生的积极性、加深其对知识的理解,对提高教学效果具有重要意义。

天基物联网关键技术及应用前景

1引言随着信息化时代的发展,人们对信息的需求越来越高,而传统的地基物联网由于其无法实现全域覆盖,已经无法满足人们的需求,距离“万物互联”的目标还存在很长一段路要走。天基物联网作为地基物联网的补充和延伸,能够有效地克服地基物联网在覆盖方面的不足,近年来得到广泛的关注,如:“轨道通信卫星”(Orbcomm)系统、“百眼巨人”(Argos)系统和“行云”系统等。

研讨型方法在大学物理·热学课程教学中的应用与实践

热学课程是大学物理课的重要组成部分,其教学内容兼具理论性与实践性,教学对象是正经历着学习方式和学习习惯转变的大学初年级学生,教学目标是使学生掌握热学知识的同时,培养其探索精神和创新能力。在教学实践中,探索了以BOPPPS教育模型为框架,融入研讨型教学方法的模式,可以让学生更大程度地参与课堂教学,积极思考与讨论,实现深刻理解课本知识,升华理论应用。不仅如此,通过这一过程,学生可以完成从静态学习知识到动态解决问题思维方式的转变,养成独立思考的良好习惯,为其他课程的学习打下基础。

代尔夫特理工大学博士研究生培养体系简介与启示

文章分析了荷兰代尔夫特理工大学的博士研究生培养体系,着重研究了其设立宗旨、培养要求、课程体系设置、主要过程节点,例如Go/No go审查和毕业答辩,等内容,总结出该校博士研究生培养体系"确保培养质量、注重全面发展、保护学生权益"等三个主要特点,并相应给出了可供我国研究生培养单位参考、借鉴的具体建议.

气凝胶隔热材料制备及航天热防护应用研究进展

我国航天事业的不断发展对航天器热防护材料提出了更高的要求,气凝胶作为一种纳米网络多孔材料,因其纳米尺度效应,具有超级隔热性能,是近年来超级隔热材料研究的热点和前沿。本文以航天热防护应用为背景,综述了气凝胶隔热材料近十年来的研究进展,包括无机氧化物气凝胶、有机气凝胶、炭气凝胶、碳化物气凝胶隔热材料等,以及其制备方法、隔热性能和热防护应用现状,结合当前航天领域需求和气凝胶隔热材料研究的难点问题,提出气凝胶隔热材料的未来发展方向。

星光折射辅助惯性/天文紧组合高精度导航方法

为了解决传统惯性/天文(SINS/CNS)组合导航无法在线精确估计加速度计零偏而导致SINS导航误差发散的难题,提出了一种动力学模型约束改进的捷联惯性星光折射组合导航方法。直接利用星敏感器观测的原始恒星像点坐标信息与约束改进的SINS导航动力学方程构建SINS/CNS紧组合模型,通过推导加速度计虚拟观测方程和适用于空天跨域飞行器导航的星光折射测量方程,采用扩展卡尔曼滤波方法,实现了对加速度计零偏和陀螺零偏在线估计。典型弹道仿真结果表明,在不增添额外传感器的条件下,相对于传统的基于姿态测量SINS/CNS组合,所提方法导航定位、定速和定姿精度分别提升了97.84%、98.61%和78.70%;相对于传统的基于星光折射SINS/CNS组合,定位、定速和定姿精度分别提升了28.09%、67.72%和79.10%。所提方法有效克服了传统方法精度恶化问题,显著提升了传统SINS/CNS组合导航精度。

甲烷-空气低旋流火焰中自由基的辐射特性

为了研究低旋流火焰中CH*和OH*自由基的辐射特性,设计了开放式低旋流火焰燃烧器,对旋流数为0.45~0.60,甲烷流速为0.33m/s^0.83m/s的甲烷-空气低旋流火焰进行了实验研究。利用ICCD相机和相应滤光片获取了CH*和OH*的化学发光图像,对CH*中的背景光干扰进行了消除,并研究了旋流数和气流速度对两种自由基辐射发光的影响。结果表明,CH*和OH*都主要分布在火焰锋面上,OH*更能表征化学反应的存在;旋流数对燃烧的反应程度、反应位置以及火焰的结构有明显影响,OH*的轴向峰值和旋流数的线性相关系数为0.975,要强于CH*;随气流速度增大,CH*的发光强度减小,而OH*的发光强度明显增大。

航天器近距离相对悬停被动安全特性分析

通过求解零初始速度下的无控相对运动距离最小值,分析了圆参考轨道下航天器近距离相对悬停的被动安全特性。航天器相对悬停的被动安全特性可描述为处于受控悬停状态的航天器在控制力消失后的相对运动轨迹与目标禁飞区之间的空交集状态,该问题可转换为求解零初始速度下的相对运动距离最小值。由于初始位置的不同,相对距离最小值点可能位于整数倍周期极小值或非整数倍周期极小值点,通过分析两种类型极小值点的存在条件以及极小值点为最小值点的分界条件得到临界被动安全悬停区域的计算方法。针对典型的相对悬停场景,仿真分析了平面圆和三维球形禁飞区约束下临界安全悬停区域,评估了模型误差和J2摄动对悬停被动安全特性的影响。该分析方法可为具有被动安全特性的近距离悬停任务设计提供指导。

镁颗粒-空气混合物一维非稳态爆震波特性数值模拟研究

镁颗粒因其能量密度高、点火特性和燃烧效率好的优势,作为燃料或添加剂应用于爆震燃烧动力系统具有广阔的应用前景.本文建立了镁颗粒-空气混合物的一维非稳态爆震波模型,数值模拟爆震波传播过程及其内部流场分布.研究结果表明,爆震波传播过程中爆震波压力峰值和空间分布均存在小幅度波动.考虑燃烧产物氧化镁在颗粒表面的沉积过程,镁颗粒的反应速率和爆震波的稳定传播速度增大.在考虑爆震管壁面损失的前提下,随管径减小,爆震波稳定速度和厚度均减小,同时爆震波内未能反应的镁颗粒比例增大.考虑壁面损失条件下,爆震波稳定传播速度以及厚度均随颗粒初始粒径的增大而减小,且镁颗粒初始为双粒径分布时对应的爆震波速度和厚度明显低于镁颗粒初始为统一单粒径的工况;稳定传播速度随颗粒初始当量比的增大而先增后减,厚度随初始当量比的增加单调递减.MgO熔化发生在CJ平面附近时,MgO熔化过程对爆震波传播稳定性无明显影响,而爆震波厚度显著增大.选取适当的点火区参数,能够使爆震波达到稳定传播状态所经历的距离明显缩短.

风场综合利用的新型平流层浮空器轨迹设计

针对平流层底部准零风层特点,提出一种基于风场综合利用进行长时区域驻空的新型平流层浮空器,系统采用南瓜形超压气球体制,建立系统的浮重模型、推阻模型和能源模型,利用迭代算法完成了总体方案设计。在此基础上,建立动力学模型和高度调控模型,针对我国某地风场模型,设计东西、南北方向独立控制区域驻留策略以及基于风场综合利用的协同控制区域驻留策略,通过SIMULINK模块开展区域驻留仿真,并对五种控制模式下的飞行轨迹进行对比分析。

镁颗粒-空气混合物一维稳态爆震波特性数值模拟

镁颗粒因其能量密度高、点火特性和燃烧效率好的优势,作为燃料或添加剂应用于爆震燃烧动力系统具有广阔的应用前景.本文建立了镁颗粒-空气混合物的一维稳态爆震波模型,数值模拟爆震波稳态传播过程及其内部流场分布.结果表明,镁颗粒-空气混合物爆震波仅能以特征值速度稳定自维持传播,特征值爆震速度的高低并不仅仅取决于反应放热多少,两相间的相互作用也会影响热能向气相动能的转化效率.当爆震波末端氧化镁处于熔化过程时,满足一定的来流速度和镁颗粒密度条件,爆震波仍能够稳定自维持传播.气相吸收反应放热膨胀加速至声速的过程主要发生在镁颗粒纯蒸发反应阶段,但在氧化镁熔化阶段由于熔化过程吸热量大,使气相吸热膨胀过程近乎停止.颗粒粒径变化主要影响爆震波尺寸,而对特征值爆震速度以及波后声速面参数影响甚微.在常温常压的初始条件下,爆震波稳定自维持传播过程中波内不涉及氧化镁的汽化离解过程.

材料科学基础课程全周期互动式教学的改革探索

材料科学基础是材料科学与工程本科专业的核心专业基础必修课。针对新时代国防和军队建设对新型军用材料工程专业人才的迫切需求及课程教学计划课时减少的实际情况,课题组在“强军新工科”教育理念的指导下,利用雨课堂为主要教学手段进行材料科学基础课程全周期互动式教学改革,将教学过程拓宽至课前、课中、课后全过程,在增强学生学习积极性的同时,强化对学生自主学习能力的培养。