高超声速飞行器热-结构试验若干关键技术

热-结构试验是高超声速飞行器研制过程中不可或缺的环节。本文在给出热-结构试验内涵与特征的基础上,结合热-结构试验典型科目介绍,呈现了热-结构试验体系总体架构,为全面了解热-结构试验提供参考;其次重点分析了当前热-结构试验中亟待突破的时变超高温热载实现、局部热载大梯度模拟以及时/频域载荷协同等7大关键技术。

基于恒热流法和恒温法的岩土热物性试验分析研究

目前岩土热物性测试仪采用的方法包括两种:恒热流法和恒温法,通过介绍两种测试方法的区别及模型算法,以北京市某公建项目岩土热物性测试结果为基准,利用TRNSYS软件分别模拟了恒热流法和恒温法的测试工况,针对模拟结果展开分析研究。经对比,试验时间至48 h时,两种测试方法利用软件模拟出的延米换热量与现场测试结果的误差在10%以内,表明若已知项目周边的地层热物性参数如地层的导热系数、热扩散率等,可将软件模拟结果作为前期地埋管系统设计的依据,并作为后续热物性勘察结果验证的参考数据。此外,根据模拟结果,由于夏季地埋管流体在设计工况下与土壤的温差值较大,为了使流体尽快达到设计工况点,恒温法测试时应选用较大的功率,否则48 h内的测试值结果与实际值偏差较大。

核热火箭发动机技术发展态势分析与启示

为解决航天任务中太阳能利用困难和化学能能力瓶颈的问题,发展空间核动力势在必行。核热火箭发动机具有运行能量转换效率高、推力调节范围广、比冲大、长驻留、启动快、可多次启停等优点,近年来再次成为国内外研究热点。通过回顾美俄在核热火箭发动机技术上的发展历程,梳理涉及的反应堆、发动机、推进剂管理、地面试验、系统仿真与核安全等相关的关键技术,总结美俄核热火箭发动机发展的启示,为未来空间核热火箭发动机的规划论证与技术研发提出发展建议。

高空模拟试车台进气系统负温试验的温度压力耦合特性分析

针对高空模拟试车台进气系统负温试验过程中的温度压力耦合难题,利用耦合参与矩阵与线性变参数模型的方法,对系统的耦合特性进行了定量分析与总结。首先,通过耦合参与矩阵对系统线性化后的单个平衡点进行耦合特性分析,并通过仿真对比系统阶跃响应以验证方法的有效性。其次,在此基础上,利用线性变参数方法对负温试验任务下的耦合特性进行仿真、分析和总结系统的耦合特性,为后续基于耦合分析的控制设计奠定了工程理论基础。

北斗卫星导航地基增强系统设计与测试分析

文章首先回顾、总结了全球卫星地基增强系统的产生、发展和演化情况,介绍了我国北斗卫星地基增强系统的现状;其次,对网络RTK的误差和影响定位精度的因素进行了剖析研究,并以新疆地区为例,分别将北斗卫星地基增强系统与移动网络定位和GPS系统定位精度进行对比;最后,将北斗系统与GPS系统组合定位精度进行评估,探索北斗卫星地基增强系统的定位效果。

土壤含水量对探地雷达探测植物根系构型精度的影响

根系是评价植被生态服务功能的关键基础要素,但快速、精确、无损确定根系的测量技术和方法是目前生态系统评估中的瓶颈。探地雷达是一种高效无损的地球物理学技术,可以在无损状态下获取土壤中的根系信息。但是探地雷达检测和识别根系的精度受土壤含水量、根系含水量、根径大小、根系埋藏深度等诸多因素影响,导致其在野外根系探测中适用性受限,为了探究土壤含水量对探地雷达探测根系精度的影响,本研究采用野外预埋根系的控制实验,根据探地雷达波速、振幅和根点反射系数的变化,分析了不同土壤含水量条件下根点识别率及根点距离均方根误差。结果表明:(1)根系探测中,探地雷达波速和振幅是判断土壤含水量变化的重要参数;(2)随着土壤含水量的增大,探地雷达波速减小,雷达振幅趋于平缓;(3)不同土层深度上随着根系直径的增大,探地雷达波速增大,雷达振幅趋于激烈;(4)根点识别率与土壤含水量成负相关(P<0.05),土壤含水量为15%~25%时探地雷达对活根的识别效果最佳。本研究表明探地雷达可以作为植物根系生物量无损和快速测定、评估的方法,但在利用探地雷达测定土壤中根系时,应在土壤含水量相对较低的时间段进行。

基于Veristand的飞机动力系统硬件在环测试平台设计

针对飞机总装测试自动化程度不高、测试效率较低等问题,设计了一套飞机动力系统硬件在环测试系统。基于功能需求,该系统下位机采用搭载NI-LinuxRT系统的实时仿真机,实现了硬件资源配置和信号传输;上位机以NI Veristand软件为基础,完成了测试用例开发与管理、实时模型开发与调用、设备驱动管理等任务,最终实现了及动力系统的实时在线仿真模拟。该系统为后续方便快捷完成地面功能试验测试,提高测试效率,提升测试自动化水平提供了研究方向。

昆明长水国际机场北斗CORS建设及应用服务

本文针对昆明长水国际机场的建设需求和安全考虑,设计并实施了昆明长水国际机场北斗地基增强卫星定位系统(CSCORS),旨在为机场改扩建工程提供高精度、高时空分辨率、高覆盖率的实时定位服务。通过在机场区域新建基准站,并开发CSCORS服务管理平台,实现了系统的独立运营和高精度定位服务,范围覆盖了机场规划区域,基准框架解算精度达到了规范要求。此外,建立了监测体系,通过监测站实时感知CSCORS网内定位精度状态。系统测试结果显示,CSCORS在功能性和性能指标方面表现良好,监测情况显示系统运行稳定,定位精度满足需求。实际应用中,CSCORS为机场改扩建项目提供了可靠的定位服务,取得了显著效益。本文总结了系统的优势和贡献,为北斗卫星导航系统的推广应用提供了参考。

飞机座舱加载装置试验研究

座舱操纵系统是驾驶员传递操纵飞机飞行指令的重要系统,用于在飞行中调整飞机姿态。某型飞机铁鸟试验台座舱操纵系统有操作试验的需求,为验证座舱操纵系统在承载下的性能,判断操纵系统在加载条件下是否无过度变形、过度摩擦、卡阻,对某型飞机操作试验的试验装置进行设计,并介绍试验的整体方案,将该试验装置成功运用到某型飞机操作试验中,试验数据分析表明,该装置能满足试验需求。

高速动车组永磁牵引系统接地检测方法研究

为了更好地提高高速动车组永磁牵引系统接地故障诊断的准确性,文章提出了一种适用于永磁牵引系统的接地检测新方法。通过结合接地检测电路的拓扑结构,分析了不同接地情况下接地电压的特点,并在此基础上提出了优化接地电压超限判定算法、采用各轴逆变器分步检测和增加永磁接触器诊断节点等措施,通过该方法可以准确诊断出电机侧、变压器侧和变流器侧具体的接地点,提高了故障点定位的准确性。半实物仿真和地面机组试验结果验证了该方法的可行性。

某型直升机高可靠集成式通用自动测试系统的研制

目的 研制某型直升机电子产品通用自动测试系统,通过自动检测快速隔离各系统电子产品故障,加快故障修复,保障装备的完好率。方法 在充分分析故障损伤原因、类型、影响以及各系统电子产品测试需求、测试信号、性能特征的基础上,利用国内外先进的自动测试技术、总线技术、虚拟仪器技术、面向信号的软件架构及编程语言技术等,完成通用自动测试系统软硬件平台的设计与开发。结果 采用VXI、GPIB、1553B、LAN等多种总线仪器,在满足测试需求的前提下,减小了自动测试系统的体积。采用虚拟仪器技术,实现了测试程序与硬件资源的无关性,使用面向信号的ATLAS语言编写测试程序,方便移植,提高了测试程序的开发效率。结论 通过长时间的使用验证,该自动测试系统可完成某型直升机各系统电子产品的功能检查、性能检测及服役故障隔离,通用性、集成性、可靠性、耐久性、操作性强,还有一定机动性,适用于各种地面环境装备保障任务。

卫星多体制测控地面测试系统设计

随着航天技术的不断发展,卫星功能日趋复杂,对卫星测控分系统的功能提出更高的需求,要求同时支持对地非相干扩频测控、中继测控、扩跳频测控及测量数传测控体制,对卫星测控系统地面测试平台多体制支持、通用化及自动化测试能力、可靠性提出了更高要求;文章研究了卫星多体制测控地面测试平台系统设计方法,采用了多通道测控地检通道复用、基于数据库的通用化配置及自动化测试技术,应用于某遥感卫星的地面测试,测试结果表明:该平台运行稳定,取得了良好的使用效果,满足了卫星多体制测控地面测试需求。

MEMS传感器在岩溶塌陷物理模拟试验监测中应用研究

针对岩溶塌陷地下土体位移监测难度大的问题,提出了一种基于微电机系统(Micro-Electro Mechanical Systems,MEMS)传感器的监测方法。采用时域积分算法处理MEMS加速度数据,先去除噪声和直流分量,通过多项式拟合去除趋势项,从而获取位移监测数据,通过定距试验分析算法误差。设计了2组室内模型试验,一组将MEMS传感器集中布设于稳定区,另一组多布设于塌陷区,对不同埋深土体的位移进行监测,结合粒子图像测速设备(Particle Image Velocimetry,PIV)实测数据分析误差,验证利用MEMS传感器监测土体位移的适用性和实用性。结果表明:根据MEMS的加速度时程,通过时域积分算法能有效获得土体的位移,MEMS传感器可用于岩溶塌陷的实时监测;分析得到岩溶塌陷地下土体位移规律,土体位移的变化与塌陷源位置相关,随着土体高度的增加,位移逐渐减小,而处于塌陷源正上方的土体水平位移几乎为0;工程中可针对已经发生的塌陷和有可能发生的塌陷2种工况,分别将MEMS传感器埋设在稳定区和塌陷区,进行实时监测,保障生命财产安全。提出的方法为岩溶塌陷的监测提供了新的思路,也为MEMS传感器在岩土工程中的应用奠定了基础。

飞行控制系统振荡故障监控器设计及应用

振荡故障是飞机故障类型中对飞行安全、飞机结构和系统控制影响较大的一类故障。本文针对飞机振荡故障,分析了故障产生原因及影响因素,明确了振荡故障监控设计路径和监控层级,提出一种振荡故障监控器设计及验证方法,并在某型号的飞行控制系统中应用证实其可行性。本研究对飞机飞行控制系统振荡故障监控器设计及试验验证有较好的指导作用,能够支持飞行控制系统振荡故障试验,验证振荡故障监控器与设计需求及相应适航条款的符合性。

面向任务成功的航空通信电子系统空地协同自主测试技术

针对航空通信电子系统测试中广泛存在的过程完备测试效率低、测试流程人为依赖、空地测试设计割裂等问题,提出了一种面向任务成功的航空通信电子系统空地协同自主测试技术。首先设计基于知识的协同自主测试架构,然后创新面向任务成功的测试逻辑生成与空地协同测试推理机技术,最后通过试验验证所提方法测试效率与自动化程度的提升。

尾翼片展开同步性测试方法研究

为使测试高效运行研制了一种炮弹尾翼舱翼片展开同步性地面测试系统。通过分析尾翼舱结构特性和翼片解锁机理,使用地面固定底座模拟弹翼锁紧机构施加的解锁力,环形挡板支架放置展开的翼片,在对应位置安装激光对射开关检测翼片完全展开的数量。针对激光对射开关和Arduino系列开发板的接口逻辑构思了尾翼片激光测量电路,设计了开发板载计时软件处理激光对射开关返回参数,记录每片完全展开翼片的时间(精确至1 ms)。之后分别使用混合域示波器和高速摄像对尾翼舱地面测试系统的计时精确性进行测量验证,该测试系统通过验证,已应用到工厂装配生产线中。

载荷管理器通用地检测试板卡的系统设计

地面检测设备用于对载荷管理器的功能和性能进行检测,是载荷管理器研发中的重要保障设备。由于不同型号任务中载荷硬件接口和软件协议差异较大,载荷管理器地检的通用性一直是地检设备的设计难点。提出了一种面向星上设备,尤其是载荷管理器的基于配置文件的通用地面检测设备测试板卡设计。针对不同任务中载荷管理器电接口的物理层约定、通信机制和遥测遥控不同的难题,采用软件配置和硬件可重构的方法实现板卡硬件的通用设计。针对不同任务的科学数据和总线协议数据格式不同的难题,采用基于序列解析的数据包生成方法和超时接收方法实现软件协议、数据格式可配置。通过测试验证了所提出的通用地检测试板卡设计的可行性和通用性。

统型测发控系统一体化发射指挥模式研究

地面测发控系统指挥控制作为火箭测试和发射的中心,由前端地面设备和后端测发控大厅地面设备组成,并完成对火箭的各项测试以及发射控制。通过统型测发控系统研制实现了运载火箭统一测发控、统一供配电、后端云平台配置,从而实现了火箭总检查和发射指挥控制一体化,优化了发射支持设计人员的参试时间,提高了测试发射效率,简化了使用维护,降低了保障难度,提升现役液体运载火箭测试发射能力。

富水粉砂地层水平MJS桩施工对周边环境的影响及控制研究

全方位高压喷射工法(metrojetsystem,MJS)具有全方位、高精度、排泥集中等优点,在复杂地质条件和盾构穿越既有车站等不利施工工况下有着较强的适应性。为研究水平MJS成桩对周围粉砂地层的影响,优化水平MJS设计施工参数,以苏州轨道交通6号线苏锦站富水粉砂地层中MJS试桩工程为背景,采用现场试验的方法研究水平MJS成桩引起地下水位、超静孔隙水压力、土压力和深层水平位移的变化规律。研究结果表明:试桩期间水平MJS喷浆时超孔隙水压最大增加了46.1 kPa;喷浆使地下水位最大上升3.6 m,停止喷浆后水位最大下降1.5 m;土压力的变化趋势与孔压一致,喷浆时土压最大上升40.6 kPa。由于粉砂层引孔过程中土体自支能力不足,易塌孔,本次施工中引孔时的测斜最大发生1.2 mm的内倾,喷浆时测斜最大发生了2.2 mm的内倾。苏州地铁8号线时代广场站水平MJS施工期间车站底板最大位移值为0.8 mm,满足规范要求。粉砂层MJS施工过程中在水泥浆液中加入3%掺量膨润土,可防止出现塌孔和抱钻现象。

地源热泵系统在A高校中的应用研究

地源热泵技术属于可再生能源利用技术。地源热泵是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统。以A高校教学楼地源热泵系统为研究对象,介绍了该系统的工程概况,并对地源热泵系统的运行制冷工况进行了测试分析。结果表明:地源热泵运行稳定,该建筑地源热泵实测机组性能系数(Coefficient of Performance,COP)可达4.4以上,地源热泵实测系统制冷能效比(Energy Efficiency Ratio,EER)可达3.5以上,地源热泵机组的负载率为62%;夏季运行时,与普通空调相比可节约运行费用约1.3×104元,经济效益和环境效益显著。