特殊冶金理论与方法

特殊冶金是物理外场或新型介质应用冶金过程衍生出的重要的冶金学科分支,是冶金学科最活跃的前沿领域之一,对突破传统冶金“双碳”技术瓶颈、强化冶金过程和提升冶金技术与装备水平具有特别重要的意义。本文系统阐述了特殊冶金的定义、原理、方法与分类,追溯了特殊冶金发展历史与演变过程,特别介绍我国在微波冶金、自蔓延冶金、超声波冶金、超重力冶金、真空与相对真空冶金、氯化冶金、富氧冶金(熔炼)、加压湿法冶金和电渣冶金等特殊冶金领域取得的进展与突破,凝练了特殊冶金未来发展所面临的科学问题,展望了特殊冶金的未来应用场景和未来发展方向。

天线外场测试中地面反射的影响分析

低频天线外场测试时往往很难彻底消除地面反射的影响,而地面反射波对直达波的矢量叠加导致待测天线口面上场强分布不均匀,引入较大的测试误差。为消除或减小误差,本文通过建立地面反射模型分析了收发天线高度、收发天线水平距离及地面反射特性对待测天线口面上的反射波或合成场的影响,推导了合成场分布、最佳发射天线高度等计算公式。利用该模型基于实测数据拟合得到地面反射系数幅度和相位,从而得到优化后的测试天线布局。本文基于该模型对外场测试天线高度进行优化后,待测天线口面垂直方向上场强幅度最大值与最小值比值由5.4 dB降到1 dB以内,证明了该分析方法的有效性。该方法可用于低频大口径天线的外场测试方案设计及试验验证工作。

适用雷达外场测量的近地多路径效应抑制方法

针对雷达在外场低空测量目标过程中受到的多路径效应问题,提出基于吸收阵元装置对多路径效应进行抑制的方法。对雷达工作时的电磁波发射和接收过程进行分析,引入3具有较高吸波效率的吸收阵元装置,并合理设计装置参数。结合飞行目标理论方程,建立吸收阵元布设模型,形成能够覆盖低空飞行目标全弹道的连续抑制区域。试验表明该方法可改善外场测量设备的使用环境,有效抑制雷达在静态校准与低空动态目标测量中的多路径效应。

面向5G eMBB场景的热点高容量(低频)场景外场测试的研究及应用

2015年9月,ITU(国际电信联盟)正式定义了5G的3类典型应用场景,包括eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(大规模机器类型通信)、uRLLC(超可靠低时延通信)。5G可以解决多样化应用场景下的差异化性能指标带来的挑战(不同应用场景面临的性能挑战也有所不同)。文中分析、研究了eMBB场景中的热点高容量场景的外场测试规范。

高速机载导弹防热密封与便捷维修材料应用研究

为了解决高速机载导弹在严酷服役环境中弹体热防护和快捷维修等问题,对弹体防热密封(STP)和热防护外场维修保障(OMSTP)开展研究。提出防热密封-便捷维修双用途(STP-OMSTP)材料的概念和相关要求;围绕使用维护等需求,对常见防热涂层配套修补和密封材料与STP-OMSTP材料进行对比试验。结果表明,STP-OMSTP材料具有防热密封效果好、维修操作便捷、环境适应能力强等特点,明显优于传统的修补和密封材料。

基于外场静态试验数据实现无源箔条干扰作战场景动态构建

外场静态试验相对于全弹道实弹打靶试验具有试验成本低,样本量大,组织实施方便的优点,但也存在实战化不足的局限性,外场静态试验产生大量的试验数据,其中蕴含了丰富的有用信息,而目前这些试验数据尚未得到充分挖掘利用,那么如何有效利用这些试验数据,实现实战化的无源箔条干扰作战试验,就成为研究的重点。通过关联利用多源实测试验数据,实现零中频原始回波中目标和箔条回波的分离,结合作战仿真推演态势,对拆分后回波数据进行重新计算,实现弹目动态逼近条件下无源箔条干扰作战场景动态构建。以实测试验数据为输入,大幅提升了作战场景中目标回波模拟的逼真度,支撑装备作战使用方案决策优化,提升装备作战能力,在实战化作战试验方面具有重要意义。

土壤微生物代谢模式及其环境影响研究进展

随着土壤利用模式变化及矿产资源不断开发,土壤微生物活性降低及矿山土壤生态恶化已成为阻碍社会生产效率提高的主要因素之一.由于国家和社会逐渐重视土地高质量发展及微生物生态修复工程,本文综述了土壤微生物对碳、磷、氮和其它非金属污染物的代谢模式,并且基于土壤生态系统特性,讨论了微生物驱动的物质循环影响因素(pH、营养条件、重金属等土壤因子).阐述了微生物多样性和根际环境的形成在矿山生态环境修复初期所起的重要作用,并通过土壤环境的外场作用机制分析,揭露了电、磁、紫外等外场的控制将有助于微生物群落及其功能的可控方向演变,对土壤污染物阻控和理化特性改善并推动实现退化土壤生态结构与功能的重塑具有重要意义.

基于无人机的天线测量系统研究

在天线测量领域,为了评估天线在实际工作环境中的性能,现场天线测量技术受到越来越多的关注,借助无人机对天线性能指标进行现场测试评估的技术在近年来取得了显著进展。当前无人机天线测量系统可以分为两种:一种是在满足远场条件下直接测量天线方向图、增益等指标,一种是在近场测量后进行数据变换获得远场天线指标。本文总结了基于无人机的天线测量系统研究现状,提出一种外场无人机测量方案,通过S波段标准增益喇叭天线辐射方向图外场测试实验,验证了系统的可行性,进一步对测量误差进行了分析。

含锗资源湿法处理的研究进展

在分析含锗资源物化特性的基础上,对锗废料、含锗煤资源和有色金属冶炼过程中锗的富集物中锗的湿法处理技术进行了归纳和评述,提出了外场强化技术在复杂锗物料处理中的优势。

浅析构建项目试验信息数字化方法

为实现现阶段项目试验信息数字化,提出一种以中间状态为基线的全生命周期试验信息数字化方法。该方法以系统工程理论为基础,搭建以中间状态为核心的一体化数据采集以及与之匹配的数据结构模型,组建面向业务、分布式系统架构,创建全面可视化试验信息数字化平台。这一方法能够广泛应用于系统级项目试验,提高试验效率。

多自由度扑翼飞行器的气动特性

扑翼飞行器的翼型从最初的单段翼逐渐衍生出双段翼,学术界至今尚未对单段翼和双段翼优劣形成共识。为探究两种翼型优劣情况,设计并建造了一种新型扑翼飞行器,实现同一飞行器上单翼模式和双翼模式的转换。采用柔性复合泡沫膜作为翼膜材料,提升飞行器外段翼拍打韧劲。搭建可以模拟来流状态和感知扑翼机瞬时力矩的实验平台,控制扑翼拍打频率,测得不同扑翼模式下的升力数据,控制自由流速,测得不同扑翼模式下的推力数据。数据表明,风速适宜且拍打频率为中高频时,双段翼升力约是单段翼的1.2~1.5倍;同等条件下,单段翼推力约是双段翼的1.8倍。表明目前的双段翼机型技术还不成熟,与自然界鸟类高超的飞行能力不符,有待进一步改进机体技术。

卫星制导弹箭抗干扰性能试验方法研究

由于卫星信号容易受到电磁干扰影响,因此在卫星制导体制弹箭研制阶段过程中必须要通过配置不同的卫星干扰环境条件,进行抗干扰性能评估的试验。针对卫星制导弹箭的抗干扰性能需求,文中从试验成本及测试结果的可信度方面出发,分析了卫星抗干扰性能试验的内场、外场试验方法,比对了压制干扰与欺骗干扰的作用机理,提出了基于抗压制干扰方式的内场微波暗室的试验方案。随后以北斗卫星的B3频段参数为主,对干扰类型、干扰标定、干扰源布局方式的干扰源试验参数进行了设计。最后,确定单干扰源、三干扰源的抗干扰试验方法,并对干扰天线角度与转台工作情况进行了详细规定,确保能够通过有限的抗干扰试验真实评估卫星制导组件在电磁环境中运行的性能情况。

面向批量数据处理的涡轴发动机外场状态监控方法设计与应用

航空发动机外场数据积累量日益攀升,亟需充分利用大量外场飞行数据来快速准确判断发动机健康状态。本文以航空涡轴发动机为对象,根据使用维护需求,开展了面向批量数据的状态监控方法研究。在发动机参数预处理基础上,提出了多进程并行计算方法进行数据解析运算,构建了基于规则的专家系统,并结合典型发动机历史数据,采用数据挖掘和统计方法设计逻辑判据,最后开发了某型状态监控软件系统并在外场试用、验证,提升了面向机群大量数据的批量化、自动化分析能力。

速度素质对棒球运动员外场防守能力的关联性研究

外场防守能力的高低,主要在于外场防守队员的速度素质,根据棒球运动特点所制定的针对棒球运动员速度素质的训练计划,能够有效提高外场运动员接杀高飞球的能力,进而促使外场防守能力的提高。本文对天津体育学院中专部年龄为15-18岁的男性20名棒球运动员进行针对性的外场防守能力的实验研究。结果发现:速度素质的训练有助于外场防守能力的提高。

地图模块在外出检验系统开发中的应用研究

检验检测机构在开发外出检测系统时,多将精力放在数据统计分析、测试数据录入汇总和试验报告生成等环节的开发,但外出检验无论是任务分配或实际外出规划路线、寻找目的地等,都需要地图的介入,以往实验室管理人员多是通过数据表格,根据经验对检测任务按照区域进行大致分配规划,检测人员多是通过将地址输入导航,逐一标注位置后进行路线规划,然后再使用导航寻找位置。将地图模块融入到了系统开发中,可以保证在分配任务时,使用HTML5页面在地图中直观地查看所有任务分布,通过框选的方式分配任务,检验人员外出时也可在手机上使用地图直观地查看所有任务分布,从而规划路线,如此外出检验将会十分高效。

船舶外场涂装局部集气罩设计

以捕集船舶外场涂装作业过程产生的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)气体为出发点,采用理论研究、仿真模拟和现场试验的方法,形成船舶外场涂装局部集气罩设计方案,并设定合理的验证方法检验方案的可行性和收集率。结果表明,船舶外场涂装局部集气罩可有效捕集VOCs气体,从源头控制污染物扩散,降低污染。

外场在材料制备和加工过程中的应用

总结了近几年来电流、磁场、振动、微重力场和超重力场等外场在金属凝固过程的应用,及其对固态相变过程的影响;从理论上分析和论述了外场影响凝固过程和固态相变的作用机理,并展望了外场技术的发展前景。

一种新型的激光远场光斑直接测量技术(英文)

激光远场光斑测量对描述激光束的远场性能,评价激光器以及系统的实际工作性能具有重要意义。通过比较激光光斑远场直接测量与间接测量的优缺点,提出使用单片机控制的探测器阵列进行远场光斑直接测量。分析了数据传输、光电转换单元等关键技术,给出了主要程序的框图。该系统采用由上位计算机、主单片机和下位单片机构成的分布式结构,能够测量激光光斑大小、形状、总能量、能量分布等参数,可适用于单脉冲至几百赫兹、中高能量以下的激光器,并且测量精度高。

激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性与外场自标定

惯导系统参数稳定性是决定系统精度的重要因素。基于激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性统计分析,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统外场自标定的加速度计组件误差参数模型。以惯性组合转动后重新调平的水平姿态修正量以及静态下重力测量误差为观测量,不依赖外界方向姿态转角等基准信息,实现了加速度计组件主要误差参数在外场条件下的自标定,并给出了标定参数的修正方法。实验表明,常温下加速度计组件的标定参数发生明显变化,采用外场标定方法可对其进行修正,相应的水平姿态最大误差由65″减小到10″。该方法标定精度好,标定时间短,操作简便,且对基座不稳造成的瞬时姿态小扰动影响有抑制能力。

中波红外激光器远距离干扰红外探测器的外场实验研究

针对当前中波红外光电干扰研究中无等比例远距离实验验证的问题,以峰值功率为10 W波长为5.4μm的中波红外激光器对某型中波红外相机进行了距离为15 km的光电干扰实验。实验中选择不同条件进行了多组实验,得到了各条件下的激光干扰图像。通过对图像的分析发现发散角为15 mrad的中波激光器在15 km的距离上对焦距为384 mm的中波红外相机系统在能见度为0.452的中等气象条件下进行干扰时,当输出功率为5.6 W时可使相机无法成像,无法提取目标,此时的功率密度为0.064 mW/m2。实验验证了以当前国内的成熟技术完全可以实现对导弹导引头在15 km以上的中波红外激光干扰。实验数据可以为后续的精确大气透过率模型及中波红外光电对抗损伤评估模型研究中参数的反演与确定提供支持。