S—Ka频段电磁波在等离子体中传输特性的实验研究

在感应耦合等离子体风洞上开展了等离子体中电磁波传输特性实验研究,获得了不同频率电磁波在等离子体中的传输衰减.通过微波诊断技术,获得了等离子体射流的电子数密度和碰撞频率.通过矢量网络分析仪和标准增益天线组成的电磁波传输特性测试系统,获得了电磁波经过等离子体之后的衰减,研究了电子数密度范围7.0×10^(10)-1.0×10^(13)cm^(-3)、等离子体碰撞频率在109 Hz量级的等离子体对2.6—40 GHz不同频率电磁波传输特性的影响,分析了经典传输理论和薄层理论预测结果与实验结果的差异.该实验工作为等离子体中电磁波传输特性的理论研究和数值仿真提供了基础数据.

热环境条件下红外窗口气动光学传输效应实验研究

红外窗口导致的气动光学效应将对高速导弹的红外成像制导产生重要影响,文中在等离子体射流中对二维尖劈模型中的石英窗口进行加热,测量了一定射流条件下红外窗口表面温度分布和热流分布;利用径向剪切干涉技术,测量了气动加热条件下红外窗口引起的传输光束波面相位的变化,获得了点扩散函数和斯特列尔比的变化。实验结果表明:热环境下的红外窗口导致传输光束的远场强度发生衰减,能量分布发生扩散,光束的会聚性显著降低。

静电探针在高频等离子体风洞中的应用

为了在高频等离子体风洞上开展高超声速飞行器等离子体鞘层的电磁特性研究,研制了一套适用于高频等离子体风洞测试环境的静电探针诊断系统,这是国内第一次采用静电探针对高频等离子体风洞的流场参数进行诊断。该系统具有偏置电压可调、抗干扰能力强、探针性能稳定、高速数据采集等特点。采用该系统对高频等离子体风洞在不同运行功率、不同气体流量下流场核心区域的电子数密度进行了诊断,对相同运行功率和相同流量条件下流场电子数密度沿射流径向的分布进行了测试,并研究了电子数密度随高频等离子体风洞运行功率和气体流量的变化规律。并将诊断结果与网络分析仪微波测量法的数据进行了比对。结果表明,该系统可以很好地满足风洞流场参数的诊断,能够为风洞流场数值建模以及等离子体鞘层电磁特性研究提供可靠的数据支撑。

高温二氧化碳气体红外辐射实验研究

主要介绍了依托高频等离子体风洞建立的高温气体辐射测量平台,并在此平台上开展了高温二氧化碳气体红外辐射实验测量。介绍了高频等离子体风洞的运行原理、流场特性及工作介质;介绍了实验测量的条件、装置、标定、数据处理方法和结果分析;通过自建的高温气体发射光谱测量平台实验测量了二氧化碳气体在1 500~3 000K范围内4个温度点的红外发射光谱;介绍了Abel变换在测量二氧化碳气体红外辐射空间分布中的应用,通过Abel变换获得了高温下二氧化碳气体红外辐射的空间分布结果;分析了高温二氧化碳气体在4.3μm附近的红外辐射的强度及其中心波长随温度变化的分布,得到了发射峰中心波长随温度的升高向长波方向展开的结果,并与文献结果进行了对比分析。

平面双光子激光诱导荧光技术在高焓气流氧原子测量中的初步应用

基于双光子吸收激光诱导荧光(Two-photon absorption laser-induced fluorescence,简称TALIF)技术,在纯净的高焓流场环境中进行测量,获得氧原子的荧光信号。为了获取更大区域内的流场信息,将激发激光整形成80mm宽的薄片状激光。通过对测试镜头的优化选择和对ICCD参数的合理设置,实现了对距离镜头大于1.2m超远目标的清晰成像。对所获取的荧光图像进行分析,在测试结果中可以清晰地看到超声速流场中在模型头部形成的弓形激波,亚声速流场中氧原子浓度在距头部30~50mm处最强,靠近模型头部处浓度较前方偏弱,这些结果符合实验预期。测试方法将在下一步运用到流场定量测量中。

气动热环境下玻璃窗口热应力试验分析

飞行器在大气层内高速飞行,气动加热会引起飞行器玻璃窗口损坏。为分析玻璃窗口在气动热环境下热应力状态,在高频等离子体风洞中采用电阻应变计测量方法开展了试验研究。本文针对玻璃窗口的特点,介绍了玻璃窗口模型的固定支架设计以及在玻璃上安装应变计的方法和特点。针对试验快速升温的特点,对应变计标定了瞬时热输出,并与稳态热输出进行了对比。通过风洞试验得到了气动热环境下玻璃窗口模型应变应力变化结果,并利用有限元计算验证了该试验结果。试验结果表明,玻璃窗口模型在最高温度300℃试验状态下应力状态处于合理水平,热应力不会对玻璃窗口造成损坏。

材料表面温度的多光谱测量技术研究

主要介绍了多光谱温度测量技术的理论基础、试验测量方法的建立和试验数据的处理方法。对熔融40#钢表面温度进行测量验证了试验方法;通过选取不同波段进行处理,并对比处理所得温度值验证了本方法与所选波段的无关性。试验结果表明,试验测得的温度与铁的熔点相比误差在5%以内,验证了该方法的可行性和可靠性。该方法克服了其它方法很难准确测得高温固体表面温度的缺点,在高温固体表面温度测量方面有广阔的应用前景。

高焓流场氧原子激光诱导荧光技术初步研究

基于双光子吸收激光诱导荧光(TALIF)技术,在纯净的高焓流场环境中,将脉冲激光从垂直于流场方向射入流场,并通过布置在风洞试验段外与流场和激光形成的平面向垂直方向上的ICCD测量获取到了二维氧原子的荧光信号,该信号可以反映氧原子相对浓度。为保证实验中使用到的激发激光波长为最佳激发波长,分别对氧原子基态处在不同角量子数的情况进行了测试,最终确定J=2时,波长为225.584nm为最终实验激发波长,为了保证所获取的氧原子荧光信号在非饱和线性区,在同种状态下,将激发激光能量从小到大调整并进行荧光信号的测试,获取了激光能量在3.4mJ以下的线性区域。为确保获取清晰对比度最优的ICCD荧光图像,选择了Nikon f=105mm F/2.8镜头为实验测试镜头,同时将50次曝光的累计结果作为图像输出。对所获取的荧光图像进行分析,实验结果可以清晰地看到超声速流场中压缩波形成的距中心线约±50mm位置处左右各一个的小峰,亚声速流场中中心处氧原子浓度有一个约60mm宽的均匀区域,区域以外氧原子浓度急剧下降,这些结果符合实验风洞特性,此测试方法可以很好地运用到流场测量中。

激光诱导荧光技术在高焓空气氮原子测量中的应用

高超声速飞行器再入大气层时,受到激波的压缩和激波层内粘性阻滞作用,周围绕流流场的空气温度在4000~15000 K之间,使空气中的氧、氮分子发生离解,从而出现高温气体效应,形成高焓化学非平衡流。飞行器表面防热材料基本都含有大量的碳元素,通常情况下主要是氧原子与碳发生反应,但在焓值大于18 MJ·kg^(-1)的情况下,氮原子与飞行器表面碳反应的无量纲烧蚀因子BC N>0.1725,此时碳在高焓空气介质中的无量纲质量烧蚀因子BC air>0.345,因此,碳的氮化烧蚀变得非常剧烈,和氧化烧蚀相当;同时离解的氮原子也会在飞行器表面发生催化复合反应放出大量的热,使飞行器表面承受更多的热载荷。因此,分析高焓化学非平衡流流场中的氮原子具有现实意义。在地面模拟设备中建立高焓化学非平衡流场,对氮原子进行测量技术,可以很好的对其进行研究。双光子吸收激光诱导荧光(TALIF)技术作为一种非接触测量,在不干扰流场环境的情况下,可以直接获得氮原子的浓度分布。对流场氮原子激发荧光,通过布置在风洞试验段外与流场和激光形成的平面呈垂直方向的ICCD获取到二维氮原子的荧光信号。为确保荧光图像的清晰及视场合适,选择了Nikon f=50 mm F/1.4镜头作为前级收光设备。实验成像采用50次曝光的累计结果,以消除气流扰动及激光能量抖动造成的不确定性。实验中,在理论激发波长附件进行测试,优化选择出206.717 nm作为正式实验中脉冲激光的最佳激发波长。在最佳激光波长条件下,从小到大调整激发能量,获得了该环境下的氮原子激发的非饱和线性区为1.8 mJ以下。正式实验过程中激光能量为1.6 mJ,处于线性区。对所获取的荧光图像进行处理,提取激光中心线上的荧光强度进行分析,发现无论是亚声速还是超声速,荧光强度沿径向都呈驼峰状分布,与之前氧原子测试结果比较,发现流场中氮分子还未完全离解,这符合实验风洞流场特性。

二氧化碳气体高温红外辐射的测量与研究

在高频等离子体风洞中建立了高温二氧化碳流场,通过测量和计算获得了温度和摩尔比数分布,同时进行了红外光谱测量实验。给出了测量实验装置、原理及方法,并在1500K^3000K范围内四个不同的温度环境下进行实验,获得了二氧化碳在不同温度下4.3 μm附近v_3振动带的红外光谱数据。发现随着温度的升高,光谱曲线的最高峰位置向长波方向移动。通过理论分析得到了高温下二氧化碳气体红外辐射实验测量中出现"红移"现象的理论原因,以及与天体物理中红移现象的区别。该理论可应用于高温气体温度测量。

李广杏老果园提质增效关键技术

李广杏是甘肃省敦煌市独特的地方优良品种,以其色泽金黄、味甜多汁、品质极上被誉为果中佳品。由于广受消费者欢迎,市场价格高,经济效益显著,李广杏在酒泉地区敦煌市、玉门市、肃州区均有栽植。但是随着李广杏树龄的增大以及果农管理水平差异等原因,造成李广杏老果园出现树势衰弱,结果部位外移,主枝多,侧枝少,每年春季＂满树花,不见果＂的现象。

不同节水灌溉技术在枸杞栽培中的应用调查及效果分析

对酒泉市枸杞栽培中应用的大田漫灌、滴灌、喷灌、沟灌等节水灌溉技术进行调查研究,以灌溉量、水电费、人工费、一次性投资等参数对各种灌溉技术进行全面分析。结果表明:在各种指标综合对比下,滴灌为枸杞栽培中最适宜的灌溉方式,其相对于大田漫灌、喷灌、沟灌节水率分别达到了79.2%、56%和63%,但滴灌一次性投入每667m2为1 500元,远高于其他灌溉方式。建议现阶段采用沟灌方式,既可达到节水目的,又能降低生产成本。

碳纤维增强类复合材料烧蚀产物对等离子体流场特性影响的实验研究

高速飞行器表面的防热材料在气动加热产生的高温下会分解烧蚀并产生等离子体。为分析不同烧蚀条件下碳纤维增强类复合防热材料的烧蚀产物对下游流场特性的影响,利用高频等离子体风洞,采用高频感应加热方式对碳/碳和碳/碳化锆两种复合防热材料进行烧蚀并产生高速等离子体射流,在下游通过朗缪尔探针和平头柱塞量热计获得不同烧蚀状态下的流场电子数密度和驻点热流。研究结果表明:随着两种材料烧蚀率的增加,下游流场中的电子数密度和驻点热流逐渐降低,表明“黑障”风险和气动加热现象得到缓解;碳/碳化锆材料在降低下游流场的电离度和焓值方面优于碳/碳材料;随着材料前方来流焓值的增大,两种材料烧蚀造成的下游流场电离度和焓值的差异会在一定程度上缩小。

大果沙棘在酒泉的引种表现

2004年酒泉市林业科学研究所引进6个大果沙棘优良品种,在酒泉地区3个典型气候区域进行定植,通过抗旱性、耐盐碱性试验,以及果实性状的综合对比分析,确定了最适宜在酒泉栽植的大果沙棘品种为齐棘1号和辽阜1号。

冷凉山区李广杏早果丰产栽培技术

甘肃省地方杏品种敦煌李广杏引入高海拔冷凉地区酒泉市肃北县栽培,表现性状良好,树体强健,早果丰产,果实品质优良,7月中旬成熟,晚于敦煌20~30天,平均单果种38.4g,金黄色,果肉细,具独特香气,可溶性固形物含量15.8%,半离核,甜仁,建园5年平均每年每666.7m2产量982kg。总结了定植、肥水管理、整形修剪、花果管理、病虫害防治、越冬管理等方面的丰产栽培技术要点。

紫叶矮樱叶色景观效果培养技术

通过对酒泉市种植紫叶矮樱的长期观察和多年来的生产实践,概括地介绍了紫叶矮樱在酒泉的生长表现,并对紫叶矮樱观赏器官叶片进行了详细的描述。由于紫叶矮樱叶片随着光照的不同,其颜色有所变化,在不同的景观园林应用上就需要相应的叶色景观效果维持技术。

河西寒冷干旱地区不同酿酒葡萄砧木抗寒性对比试验

对引进的5个酿酒葡萄砧木进行了3年的田间抗寒性对比试验,结果表明,经过正常的栽培管理,冬前经枝蔓埋土厚度25cm、宽度1m,优系贝达、抗寒1号和山葡萄,翌年春葡萄枝蔓没有受到冻害,芽眼安全越冬,抗寒性较强,SO4、5BB相同条件下受到轻微冻害,抗寒性较弱。

宁夏枸杞冬采硬枝扦插育苗试验

对宁夏枸杞进行硬枝插条贮藏和扦插试验。结果表明,冬采一年生硬枝以湿沙表藏和沙埋贮藏效果好于土埋贮藏。用ABT1号生根粉30mg/kg液浸泡湿沙表藏的插条14小时左右后在大田扦插效果好,其出苗率和成苗率比浸泡4小时左右的提高1倍。

新时期酒泉市林业产业发展的思考

客观总结了酒泉市林业产业发展现状,分析发展中存在的制约因素,提出发展对策,以期为新时期酒泉市林业产业发展提供思路。

大气压条件下高焓空气等离子体流场特性及应用

评估和鉴定高超声速飞行器防热材料使用性能,需要在能够模拟飞行气动热环境的高焓设备中进行大量地面试验。详细介绍了一种能够运行在大气压条件下的电感耦合等离子体设备,该设备能够产生多种气体(空气、氮气、二氧化碳、氩气)的等离子体射流,运行功率范围为27~85.5kW,最大运行效率可达77.9%。通过对30mm的亚声速喷管出口8mm处空气等离子体流场参数高精度重构和发射光谱测试研究,获得了气体温度和光谱发射强度沿径向的分布,等离子体的焓值范围为8.54~22.2 MJ/kg,驻点热流最高可达721 W/cm2。选定2个试验状态对典型防热材料C/SiC进行烧蚀氧化考核试验,并通过与国内外同类设备比较,表明该大气压感应耦合等离子体设备达到国际先进水平,完全具备开展高超声速飞行器防热材料性能改进地面模拟试验的能力。