基于FPGA的液体火箭发动机控制监测系统研制

随着液体火箭发动机内部结构日益复杂,传统的控制遥测模式难以满足测控需求;针对液体火箭发动机的智能化需求,为实现高效的发动机状态管理和运行参数的实时监测,研制了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的控制监测系统;该系统拥有24路发动机驱动控制能力,具备32路信号同步采集、实时处理与存储能力,能够实现同步RS422总线通讯,并具有HDLC(High-Level Data Link Control)协议数据的编解码能力;实验结果表明,该系统能够对发动机阀门进行驱动控制及发动机状态参数的实时采集,实现基于HDLC协议的数据通讯;以硬件为核心的控制监测系统提高了发动机电器系统的集成性,提升了系统可靠性,为发动机健康管理、故障诊断算法的搭载奠定硬件基础。

隔离驱动器RE102屏蔽方法分析和应用

电场辐射发射强度(RE102)指标是隔离驱动器电磁兼容试验过程中的考核指标,辐射发射强度的强弱直接影响电磁兼容试验的成败,进而影响整个任务的成败。针对电场辐射发射强度展开理论研究,并分析引起指标超标的辐射发射源头。采用一种有效降低辐射发射强度的关键技术,对比了采用关键技术前后的电磁兼容试验数据,验证了理论研究的屏蔽效果与试验测试结果相符合,屏蔽措施有效降低了辐射发射强度。通过工程应用,满足系统辐射发射指标要求。

基于双向TVS的电磁阀加速释放电路研究

为了解决某型号姿轨控发动机关闭响应性能不满足指标的问题,对影响发动机关闭响应性能的因素及电磁阀驱动电路进行了分析,提出了增加外部释放电阻法和基于双向TVS的两种电磁阀加速释放电路;通过仿真分析与试验验证,采用基于双向TVS的电磁阀加速释放电路不仅可以提高电磁阀的关闭响应速度,减小电磁阀的关闭响应时间;还能够有效地抑制电磁阀关断时产生的反向电动势,对驱动电路具有良好的保护作用;该电路已在多个型号姿轨控发动机电磁阀驱动电路中得到应用,并参加了全系统热试车及飞行试验,取得了良好的效果。

直流自击式喷嘴雾化特性研究

直流自击式喷嘴广泛应用于液体火箭发动机喷注器,但对于其雾化机理及特性的研究基本上都是建立在冷态试验和发动机热试车的基础之上。从喷嘴射流的受力分析着手,建立了射流破碎的物理模型,计算中考虑了影响该型喷嘴雾化特性的主要因素,并与相关实验结果进行了对比分析,说明了该物理模型具有一定的参考价值。该模型可以在燃烧流场计算时作为雾化初始条件使用。

一种姿轨控发动机控制监测系统的设计

为满足某型姿轨控动力系统热试车需求,研制了一种基于DSP+FPGA的姿轨控发动机控制监测系统。采用模块化设计,主处理器采用DSP指令及数据分析,各功能模块采用FPGA进行PCI总线管理和模块功能实现,各功能模块独立工作、自主采集或程序发控。通过分立式多核心并行处理架构的软件方案,综合运用手动、时序和自动发控方式,实现了54路阀门控制及64路信号同步采集、实时分析存储。该系统已多次用于全系统热试车及总装测试,满足总体要求,性能稳定可靠,操作使用方便,有效降低了姿轨控动力系统试验成本,具有较高的实用性和推广价值。

弹上用驱动器电路板热仿真分析及试验研究

弹上用驱动器电路板工作于大气层外真空状态下,环境温度为-45℃~60℃。考虑环境的恶劣性,且弹上用驱动器工作时产生的热量,为保障印制电路板(PCB)元器件处于正常工作的温度范围,进行有效的热仿真研究十分必要。本文对某型弹上用驱动器的PCB电路板进行建模,利用以计算流体动力学(CFD)为核心的热仿真软件Icepak,分别进行常温常压及真空环境下的热仿真分析,并通过红外测温仪对常温常压下的弹上用驱动器进行了温度实测的试验验证,不仅验证了本PCB板模型的准确性,通过仿真分析还得出,各元器件的最大温度都在允许的工作范围内,验证了某型弹上用驱动器电路板热设计的合理性。为高可靠性、多功能、高集成、适应性强的电路板开发提供了有力保障。

塔式尿素造粒粒径分析

塔式造粒是当前生产中小颗粒尿素的主流工艺。根据塔式尿素造粒的物理过程,分析了形成液滴的液柱的受力情况,建立了液柱临界长度、最大液滴直径的计算模型。模型计算与实验数据吻合得较好,可以用于工程计算。利用该模型,分析了喷口直径和各种操作条件对液滴直径的影响,发现喷孔直径和喷孔所在处切向旋转速度对最大液滴直径的影响明显,而喷孔液流速度影响较弱。塔体通风气流速度在低于1.5m·s^(-1)时影响较小,高于1.5m·s^(-1)时影响显著。在一定范围内,可以通过调整喷孔直径和喷孔所在处切向旋转速度来提高液滴最大直径,但是液滴在造粒塔中下落冷却固化过程中可能出现二次分裂,根据临界Weber数发现塔式尿素造粒的最大直径约是4mm。

颗粒尿素产品生产及市场的一些思考

简要分析比较了尿素颗粒产品利用塔式造粒与机械式造粒的投资成本和市场,并为上颗粒尿素造粒项目的企业提供一些需思考的问题和参考建议。