火箭贮箱液体防晃特性数值分析

基于计算流体动力学(CFD)仿真对某型火箭液体贮箱3种不同构型防晃装置的防晃特性进行对比研究。采用连续小波变换方法对贮箱晃动阻尼进行了辨识。仿真结果表明:当充液比为50%时,增加半月形防晃板或在十字隔板上打孔(孔的总面积小于十字隔板总面积10%)对液体晃动频率的影响较小(不足10%),但对晃动阻尼影响明显。增加半月形防晃板可将晃动阻尼提高约15%,而在十字隔板上打孔可将晃动阻尼提高约84%。由此说明,隔板打孔在减轻防晃装置重量的同时也具有显著的防晃效果。

液体火箭纵向耦合振动特性的快速求解方法

针对POGO稳定性分析方法中矩阵法难以进行特征值求解这一问题,在其基础上对扰动力的阻抗函数矩阵进行有理多项式逼近,采用引入辅助变量的技术,将结构与推进耦合系统的控制方程等效地变换成与结构动力学方程一致的形式,因此可以通过快速求解矩阵特征值来确定耦合系统的动力学特性,判断系统的稳定性。经过验证,此方法不仅求解快速,且具有很高的精度。

基于特征空间变换的运载火箭Pogo模型降阶方法

针对运载火箭Pogo状态空间模型存在维数高和奇异性的问题,开展了Pogo模型的降阶方法研究。基于特征空间变换理论,导出了一般形式的Pogo状态空间模型的解耦形式。该形式与推进系统和结构系统的模态频率相对应,从而通过模态截断或保留感兴趣的模态实现有效的模型降阶。同时,还给出了降阶方法的实数运算公式。在两种不同型号推进系统的火箭Pogo问题中进行了仿真校验。结果表明所提出的降阶方法对奇异和非奇异Pogo状态空间模型都能给出正确的降阶模型,显著地提高计算效率,具有很好的通用性,为Pogo时域仿真和主动抑制提供了合适的模型。

蓬松型聚醚嵌段硅油的制备及应用性能研究

以氯铂酸催化剂,利用端含氢硅油、烯丙基环氧聚醚合成端环氧聚醚硅油,然后加入聚醚胺和溶剂在80~83℃下反应制得蓬松型聚醚嵌段硅油;考察了合成过程中各种因素,结果表明:选用国内品质较好的D4作为原料合成端含氢硅油,然后和烯丙基环氧聚醚法合成分子量为13000的端环氧聚醚硅油,选用组合聚醚胺ED900+T403,两者的摩尔比为1:1.35,以乙二醇单丁醚为溶剂,反应时间控制在8-10小时合成蓬松型聚醚嵌段硅油,乳化比例控制在1:15~1:12能,然后得到蓬松风格的聚醚嵌段硅油HT-6058。该产品表现出优越的蓬松感、滑度及回弹效果,优越的耐酸、耐盐和耐温性能,并且能与其他各种助剂稳定配伍,为我客户使用提供了便利。

基于补燃循环低温液氧/煤油火箭的POGO稳定性分析

以采用低温液氧/煤油补燃循环发动机的某运载火箭为研究对象,根据动量方程、能量方程和质量守恒方程,用模块化方法建立了补燃循环发动机特有的燃气发生器、涡轮、燃气导管和气-液型推力室的传递矩阵模型,基于Nyquist判据建立了全箭纵向耦合振动(POGO)稳定性分析模型。用新模型分析了该运载火箭的POGO稳定性,确定了蓄压器pV值设计要求为0.4MPa·L。飞行试验考核表明:整个飞行中未发生POGO振动,理论分析结论与飞行试验结论一致,稳定性分析模型合理可靠,可用于后续采用低温液氧/煤油补燃循环发动机火箭的POGO稳定性分析。

蓄压器膜盒机械刚度对液体火箭POGO振动影响研究

在以往的POGO分析中,蓄压器的模型并未考虑膜盒机械刚度。但试验表明,蓄压器金属膜盒具有一定机械刚度,尤其是在受到较大压缩时,机械刚度会很大。较大的机械刚度会降低蓄压器的总柔度,影响蓄压器对POGO的抑制效果。基于气液接触面的力平衡条件和流量连续方程,推导了考虑膜盒机械刚度的蓄压器动力学模型。并将新模型应用于某型号火箭的POGO稳定分析,分析了蓄压器膜盒刚度对POGO稳定性的影响。仿真结果表明,考虑膜盒机械刚度的蓄压器动力学模型比传统模型有更高的计算精度。因此在工程实际中考虑膜盒机械刚度的POGO稳定性分析结果更加准确可靠。

液体火箭纵向耦合振动建模及其动态特性分析

针对液体火箭结构-推进系统的纵向耦合振动问题,建立推进系统各个组件的时域动力学模型,推导出结构-推进耦合系统二阶线性微分方程形式的控制方程。该方法能快速求解得到耦合系统的全部特征值,而且还能在此基础上分析特征值关于蓄压器和泵的物理参数的灵敏度,为液体火箭推进系统的参数优化提供技术手段。

亲水嵌段硅油整理剂的合成研究

以端环氧基硅油和端氨基聚醚为原料,在异丙醇中合成了三元共聚嵌段硅油,再以季铵化试剂对其进行阳离子改性,制得化纤用亲水嵌段硅油整理剂。采用FTIR和1H NMR对其结构进行表征,并将产品与市售国内外同类产品进行了性能比较。结果表明,经过阳离子改性的化纤用亲水嵌段硅油整理剂能同时赋予织物良好的亲水和柔软性能。用其整理后的化纤织物具有蓬松、软滑的手感特点,渗透性好,在锦纶、涤纶等织物上可以达到瞬间亲水,对织物的黄变及色变影响较小,且在复杂的工作液环境中表现出优越的稳定性。当工作液质量浓度为20 g/L时,整理后全涤织物亲水1~2 s,锦纶织物可瞬间亲水。

涤纶染色用固色剂DG081的合成及应用

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、N-乙烯基咪唑(单体1)、烯丙基环氧聚醚(单体2)为原料合成了一种环保型涤纶固色剂DG081。通过FT-IR表征了固色剂的结构和性能。研究了反应物质量比、反应时间、反应温度和引发剂用量等因素对固色效果的影响,优化的合成工艺条件:m(DMDAAC):m(单体1):m(单体2)=100:1.5:2.0,引发剂用量0.9%(对单体质量),在100℃保温反应5 h。涤纶固色剂DG081应用于活性染料染色织物的固色处理,湿摩擦牢度可达4级,干摩擦牢度可达4~5级,皂洗沾色牢度可达4级。

酸性固色剂HT460的合成及应用

先合成苯酚磺酸作为中间体,以苯酚磺酸、双酚S、甲醛为原料,合成了一种结构为高分子芳香族磺酸类缩合物的酸性染料固色剂HT460。通过FT-IR表征了固色剂的结构,讨论了影响固色剂性能的主要因素,结果表明:酸性固色剂HT460的合成工艺为:m(中间体)∶m(双酚S)∶m(甲醛)=0.6∶1∶1.1,反应温度为100℃,反应时间为10 h。固色剂HT460用于锦纶织物酸性染料染色,能改善酸性染料锦纶染色的各项色牢度,皂洗牢度和泡水牢度可达到4级以上,且具有较好的防沾牢度。

运载火箭POGO主动抑制的LQR控制器设计

针对传统蓄压器难以满足大型捆绑火箭的Pogo抑制要求的问题,本文提出了基于LQR控制器设计的Pogo主动抑制方法。以采用低温液氧/煤油补燃循环发动机的某运载火箭为研究对象,建立了Pogo主动控制单元模型,导出了Pogo控制系统的状态空间模型;以泵入口压强最小为指标,设计了LQR全状态反馈控制器和部分状态反馈控制器,实现运载火箭Pogo振动的主动抑制;进而研究了控制器尺寸及安装位置对控制效果的影响。最后通过对某型号运载火箭Pogo主动抑制设计的稳定性分析和时域仿真,表明所设计的Pogo主动抑制器有效地提高了系统阻尼、抑制了Pogo振动,对模型偏差具有很强的鲁棒性,优于传统的蓄压器设计;并且对控制器尺寸和安装位置不敏感,有利于工程实现。

液体火箭POGO振动分析的矢量拟合法

针对液体火箭的POGO振动现有分析方法存在不足的问题。建立了火箭推进-结构系统的传递函数,采用矢量拟合法对传递函数进行有理分式拟合,借助稳态图法确定传递函数稳定的极点,进而通过极点分布判断POGO稳定性;进一步分析了蓄压器不同设计状态对POGO振动的抑制效果并与临界阻尼法进行了对比。结果表明矢量拟合法比临界阻尼法具有更高的精度,并确定蓄压器PV值在0.157~0.196 MPaL范围内抑制效果最好;该方法可为其它液体火箭的POGO振动抑制提供参考。

研究各反应条件对氨基硅油亲水性能影响的全面试验数据分析的方法

本文研究了A、B分别表示的升温速率和保温时间两反应条件因素对硅油亲水性能影响的数据处理方法。结果表明:影响硅油对棉织物亲水性能的反应条件因素顺序为A大于B,因素B对梭织棉没影响或影响不大,应该在因素A中考虑最优解。

硅溶胶的合成及其对陶瓷的防污性能研究

硅溶胶具有比表面积大、高分散性、良好的稳定性、绝缘性和粘结性以及亲水性和憎油性等优点,广泛应用在无机涂料、抛光液、耐火材料、催化剂、医学等行业。文中采用单质硅粉水解法制备了碱性硅溶胶,研究了硅粉用量、反应时间、反应温度、NaOH用量等因素对硅溶胶收率及其性能的影响。实验结果表明制备碱性硅溶胶的最佳工艺条件为:去离子水为200 mL,硅粉用量为25 g,反应温度85℃,反应时间为10 h,NaOH用量为0.7 g。用于抛光砖表面处理,能填补陶瓷表面凹凸不平的表面,具有持久的防污效果,并能提高瓷砖的光亮度。

铂催化剂制备有机硅表面活性剂的研究进展

综述了用于硅氢加成应的Pt催化剂种类、催化反应机理及发展现状,重点介绍了铂催化剂制备有机有机硅表面活性剂及其应用现状,有机硅表面活性剂是一种新型阳离子表面活性剂,具有耐高温性、电绝缘性、憎水性、生理惰性,在纺织、印染、医药、日用化学品及现代农业等各个领域均已经有广泛的研究和应用,并对有机硅表面活性剂的发展前景进行了展望。