连接器球锁机构锁脱异常典型故障分析

连接器是运载火箭与地面气液电管线间的关键接口设备,其工作可靠性影响发射任务成败。为解决某球锁机构连接器发生的对接锁紧不上、意外解锁脱开、解锁异常等典型故障,通过失效分析得出故障定位及机理,基于故障机理分析总结相应的改进措施,有效解决了产品故障现象。

常规加泄连接器发讯性能试验分析

加泄连接器作为运载火箭箭地接口的关键设备,用于推进剂的加注&泄出、箭上活门的打开&关闭以及开闭状态的判断。连接器发讯装置的工作性能直接影响箭上活门的开闭状态判断,该状态是射前流程需要监测的重要参数。根据之前发生的质量问题,开展了发讯性能可靠性提升工作,提出两种解决方案开展对比试验验证和分析。

液氢加注系统水击问题数值分析

结合实际液氢加注系统的管路结构,应用特征线方法对液氢加注系统的水击现象进行了分析。根据分析结果,提出减小系统水击峰值的有效措施,为液氢加注系统的设计提供理论依据。

基站备用电源用燃料电池能量管理单元设计

针对基站备用电源系统在使用过程中存在的短板及燃料电池良好的应用前景,提出一种燃料电池能量管理单元的设计方法,完成基站备用电源在市电、铅酸电池和燃料电池之间的能量变换管理,实现负载的无污染可靠不间断供电;能量管理单元由功率主电路、控制电路、霍尔传感器和软件等组成,从硬件设计角度分别对各主要功能电路及关键器件的设计进行了分析,并对能量管理策略及软件实现过程进行详细说明;研制的试验样机性能稳定,输出电压误差小于0.15 V,功率误差小于0.05 kW,各项指标满足通信电源标准要求;燃料电池作为一种绿色、高效、节能的发电设备,随着技术的发展,该管理单元在基站备用电源领域有着很好的应用前景。

径向弹簧蓄能密封结构最大接触应力的有限元分析

为研究径向弹簧蓄能密封结构的密封特性,针对典型径向弹簧蓄能密封结构,分析其密封机制以及O形弯曲金属螺旋弹簧的弹性特性;采用ANSYS有限元分析软件,建立典型弹簧蓄能密封结构的非线性有限元分析模型,对弹簧蓄能密封圈在不同压缩率、不同介质压力下的接触应力进行分析,研究在多种工况下最大接触应力的变化情况。结果表明:压缩率保持不变时,最大接触应力随着介质压力的增大而增大;介质压力保持不变时,随着压缩率的增大,最大接触应力先增大再减小。对压缩率、介质压力与最大接触应力的关系进行曲线拟合,可用于指导弹簧蓄能密封结构的精确设计。

双向切换电磁阀复位特性的优化设计

双向切换电磁阀广泛应用于运载型地面供气系统,阀位直接影响供气系统的压力变化。利用试验和仿真方法对双向切换电磁阀进行了研究,发现在先放气后断电再供气时,常闭侧存在窜气现象,通过在常闭侧背压腔增加复位弹簧的方式对结构进行了优化。结果表明:在常闭侧背压腔增加复位弹簧可以有效避免复杂工况下的窜气现象,常闭侧窜气量随着复位弹簧力的增加而减少。通过试验和仿真方法可以优化电磁阀的动态特性,对双向切换电磁阀的产品设计具有指导意义。

低温连接器防结冰正压防护技术研究

为了解决低温连接器结冰影响脱落的问题,在低温连接器结冰敏感部位设计了一种正压防护罩,用于制造正压防护环境,以此阻隔结冰敏感部位与环境湿空气接触而结冰,进而消除结冰对低温连接器脱落的影响。正压防护罩设计中充分考虑了低温连接器的结构特点,并结合防护罩内流场仿真分析结果进行优化,仿真结果表明防护罩内保护气体压力高于环境压力,满足正压防护的要求。在开展的对比试验中,采用正压防护罩的连接器在通液氮5 h后结冰敏感部位基本无霜,而未采用的则完全被冰霜覆盖,从而验证了该正压防护技术的有效性。

低温连接器防结冰表面涂层应用技术研究

针对低温连接器结冰可能影响脱落的故障模式,在连接器低温表面开展防结冰涂层的应用技术研究,通过阻隔低温表面与冰层直接接触,以降低连接器表面的冰层附着力和破冰阻力,进而减小结冰对低温连接器脱落的影响。设计了多种防结冰表面涂层方案,并开展试验对比,测量得到各方案的接触角、滚动角、结冰时间及冰层附着力等参数。试验结果对比表明,7015低温脂涂层具有疏水性且冰层附着力小,更适合低温连接器使用工况,也为7015低温脂涂层实际应用于连接器提供了依据。

一体化高可靠性光电传感器的设计及研制

在航天发射加注测控领域,实时获取准确的液位信号对于推进剂的精确定量起着至关重要的作用。为了更好地适应外部电磁环境,在光电传感器&光电变换器组合的技术基础上新研制了一体化高可靠性光电传感器。该传感器吸收和借鉴了成熟可靠的设计思路,并进行了性能优化设计和适应性改进。试验结果表明:一体化高可靠性光电传感器具有更高的可靠性和更好的电磁兼容性。

典型低温连接器自动脱落对箭冲击载荷的研究

典型低温连接器(简称“连接器”)主要用于向火箭加注与泄回液氢、液氧等超低温推进剂,采用手动或半自动对接、自动脱落。由于连接器通过高压气体驱动脱落,脱落过程会对箭体产生冲击载荷,如果冲击载荷过大,会造成箭上结构损伤或变形,导致发射推迟或任务失败。采用AMESim与ADAMS对连接器在常温及结冰两种状态下的自动脱落过程进行联合仿真分析,获得了连接器自动脱落时的对箭冲击载荷,并开展对箭冲击载荷试验研究,为连接器安全可靠使用提供数据支持。

推进剂加注过程中泵气蚀问题的分析及改进

简述航天推进剂加注系统的加注方式,对泵式加注方式以及泵气蚀问题的产生和危害进行了着重阐述。为解决推进剂加注过程中离心泵的气蚀问题,从理论角度对泵气蚀问题进行了计算分析,梳理了主要影响因素,并结合航天推进剂加注系统的特点,形成了改进措施。针对某次试验过程中遇到的气蚀问题,结合上述分析进行了改进,改进后的试验结果与理论计算结果基本吻合,验证了计算分析及改进措施的合理性。

带有换热器的吹除管路系统试验与仿真研究

为了对工程设计提供理论指导,分析了管路吹除系统各环节的换热机理,根据原螺旋管式换热器的试验数据,对AMESim软件建立的换热器模型进行修正和验证,结合管路吹除系统的试验数据建立整个吹除系统的数值计算模型,对带有换热器的管路吹除系统的换热特性进行优化设计。结果表明:换热器螺旋管的长度相同时可以使气体在换热器出口温度均匀,减小不同温度的气体混合带来的热损失。调节水温和增强吹除管路系统中管段的绝热性可以使吹除管路系统满足要求。

航天高压氦气节流效应分析

通过经典气体状态方程和经验公式法推导计算了航天高压氦气节流过程的焦耳-汤姆逊系数,并将计算与实验结果进行了对比。计算结果表明:航天领域高压氦气在节流过程中产生热效应,经典VDW和R-K气体状态方程计算氦气焦耳-汤姆逊系数误差较大,经验公式法计算氦气焦耳-汤姆逊系数精度较高;根据氦气焦耳-汤姆逊系数经验公式,积分求解了氦气节流温升,获得了较高计算精度。

氮化硅轴承与硝基氧化剂的相容性试验研究

对氮化硅轴承与硝基氧化剂的相容性进行了试验研究,结果表明氮化硅轴承与硝基氧化剂为一级相容,能够在硝基氧化剂中长期使用。同时,使用了氮化硅轴承的泵累计通过了4 h硝酸27S输送运行试验以及8个月浸泡试验。为后续硝基氧化剂输送泵用轴承提供了有力的技术支持。

球锁式空调连接器设计

空调连接器作为运载火箭箭地接口的关键设备,用于向整流罩内有效载荷输送特定要求的洁净空气,保证有效载荷在火箭起飞前始终处于适宜的环境中。通过一种球锁式空调连接器的设计,采用手动对接,具有解锁力小、密封性好等特点,能适应无人值守状态下、火箭起飞前可靠自动脱落,并与箭体有效分离。该连接器成功应用于实际发射任务,为类似产品的开发提供重要参考。

大载荷、大跨度、多功能吊具的威亚设计

自2008年北京奥运会开幕式成功演出以来,上空威亚表演已经成为大型文艺演出不可缺少的部分,也是演出中的出彩点睛之笔。上空威亚表演同样也是北京2022年冬奥会和冬残奥会开闭幕式演出中必不可少的部分。根据创意要求、鸟巢使用条件,项目团队通过力学仿真分析、关键技术分析、工艺性分析、试验覆盖性分析等,确保空中设施设备运行安全、可靠,满足演出要求,本文阐述了大载荷、大跨度吊挂雪花的威亚设计情况。

航天科技在北京冬奥开闭幕式中的应用

北京2022年冬奥会和冬残奥会(简称北京冬奥会)是我国重要历史节点的重大标志性活动,意义重大、影响深远。中国航天科技集团有限公司(简称航天科技集团)深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和习近平总书记关于北京冬奥会筹办的重要指示精神,按照“简约、安全、精彩”的办赛要求,提高政治站位,展现央企担当,以高度的使命感、责任感、紧迫感,全力以赴完成了开闭幕式技术系统的设计与实施,保障了开闭幕式的圆满成功。

航天冬奥项目的网络信息安全保障

自从2001年伊朗核电站震网病毒事件以来,以工业控制为目标的病毒和木马攻击大幅增加。目前,尽管和平发展的大环境没变,但我国周边的安全发展形势已经严峻,针对性攻击有增加的趋势。北京冬奥会和冬残奥会是我国重要历史节点的重大标志活动,开闭幕式更是这一盛会的焦点,必然也是民间黑客组织及有恶意政府支持的组织的重要攻击目标。因此,需要坚持首善标准和底线思维,高度警惕和严密防范敌对势力对我国开展攻击破坏,全力保障北京冬奥会网络安全。

冬奥会开幕式“冰瀑”大型表演装置设计与分析

2022年2月4日晚,第24届冬季奥林匹克运动会开幕式在国家体育场鸟巢举行。这场开幕式运用多种科技创新手段和现代艺术表达方式,将文艺表演与仪式环节融为一体,惊艳了全世界。一点水墨滴落,幻化成“黄河之水天上来”的奔腾气象,从鸟巢“碗口”倾泻而下,铺满全场,充满了中国美学的意趣和山水画的美感。作为“黄河之水天上来”的创意承载体,竖立在鸟巢场地正东侧的“冰瀑”大型表演装置颇为吸睛.

低温盲支管诱发水击振动的实验研究

低温加注管路系统难以避免存在盲支管结构,当系统中发生参数突变时,会存在诱发低温盲支管填充水击振动现象。本文从实验角度探索诱发低温盲支管填充水击振动的成因,结果表明:当盲支管处于热态时,通过对盲支管进行排气扰动,可诱发低温液体填充盲支管水击振动;管路系统的背压越高,盲支管水击振动压力值越大。