半刚性机械展开式气动减速技术述评

针对传统的再/进入航天器存在载荷运输能力有限、再/进入载荷环境恶劣、研制成本较高等问题,美国提出了一种区别于柔性充气式展开的半刚性机械展开式气动减速技术。文章详细分析了该技术的结构组成;通过与传统再/进入气动减速技术比较,总结了该技术的技术特点及关键技术,并介绍了其研究进展。通过分析可知,半刚性机械展开式气动减速技术以其独特的结构形式及柔性防热系统,使其具备受整流罩包络约束小、运载效率高、减速效果好、过载及热量密度峰值低以及自定位、自缓冲、模块化通用接口等优点,具有广泛的应用前景,可为拓宽中国可展开气动减速技术研究途径提供思路。

半刚性机械展开式气动减速技术机构特征研究

半刚性机械展开式气动减速技术作为可展开气动减速技术的一种,其气动面结构区别于柔性充气式展开技术的气囊结构,它主要是一个由辐条、连接杆、头锥及主体等部件构成的连杆机构系统。连杆机构系统是半刚性机械展开式气动减速技术重要组成部分,对其开展特征研究是有效利用火箭整流罩空间、保证气动面构型稳定的基础。文章首先根据半刚性机械展开式气动减速技术结构特点及受力情况,建立了连杆机构几何模型和力学模型;然后采用数学解析法半定量分析和有限元法验证的手段,从几何参数、收拢包络、机构变形、系统刚度等方面对机构特征进行了分析与比较。通过研究,得出了最小收拢包络条件及最小变形条件;确定了变形最小、刚度最好、收拢包络最小的连杆机构状态;给出了连杆机构几何参数选择建议。文章研究内容及结论为进行半刚性机械展开式气动减速技术工程实施及机构优化设计提供了参考。

自进式高压水射流破岩数值模拟分析

针对应用于开发低渗透性、裂缝性和薄储层等油气藏的高压水射流技术,基于推导的水射流破岩的临界速度,设计了一种用于油田井下破岩的自进式高压水射流喷头,并应用湍流模型对喷头内部的水射流流场进行数值模拟分析,应用动力学模型对水射流破岩过程进行数值模拟分析。结果表明,入口压力30MPa时,喷头产生的水射流达到了破岩所需速度,能够实现破岩,并且破岩产生的破碎坑的内切圆直径大于喷头的最大外径,可实现自进式破岩,而且破岩过程中水射流速度是"脉动下降"的。这也说明所设计的喷头用于破岩是可行的,这种设计方法、建模方法和数值模拟方法在分析高压水射流破岩方面是可行的。

复合材料气瓶包带总装预紧力研究

某型号航天器高压气瓶采用包带固定的方式安装在支架上,气瓶有三种主要状态:不充气状态、充气10 MPa状态、充气35 MPa状态。气瓶组合体装船后对包带等部位无法操作,包带预紧力一次设置到位需要满足不同状态下气瓶的可靠安装固定。通过对气瓶安装形式的分析,对气瓶包带预紧力进行了理论分析及应变测量试验,最终确定气瓶包带螺钉拧紧力矩大小,满足产品固定及总装实施要求。