美国航空航天平台与推进系统的未来发展及启示

介绍了美国20世纪50年代以来的航空航天预研计划详细内容及实施情况,分析了美国航空航天发展战略并归纳总结了支撑该战略的航空飞行平台、临近太空飞行平台、进入太空飞行平台和太空飞行平台的发展和特点,综述了可用于4大飞行平台的推进系统,如自适应发动机、高速涡轮发动机、超燃冲压发动机和组合循环发动机技术的研制现状和未来发展,获得了中国航空航天技术的发展应该实施国家战略、夯实技术基础和适时调整目标等启示。

改革航空航天飞行器结构和推进系统用的新型材料

NASA战略规划确定提供安全和可能的空间通道、轨道转移和星际运输能力的长期目标 ,以使科学研究、人类和机器人探索空间及空间的商业开展成为可能。达到此目标所需技术要求大量的科学和工程上的突破。关键技术包括先进飞行器的主要和次要结构、防辐射、推进和动力系统、燃料贮箱、电子仪器和装置、传感器和科学仪器以及健康诊断和医疗。具有革新性能的先进材料是每种技术的基本要素。对应用于航空航天飞行器结构和推进系统的新型材料进行评述有利于该长期任务规划。全面评价鉴定已经在研的在 5～ 10年内可用的材料 ,以及仍处于初期研究阶段、再过 2 0～ 30年可能不用的那些材料 ;该述评也包括几个系统分析研究的结果 ,着重强调一种改革的新材料 (碳纳米管 )

航天器推进系统发动机动态特性研究

以一维流体瞬变理论为基础,采用特征线有限差分格式,编制航天器推进系统液体推进剂火箭发动机动态过程的通用仿真软件,并对某多台发动机系统的动态特性进行研究。结果表明,该模型较好地描述了系统瞬变特性和水击现象,所开发的软件可方便进行其它推进系统的分析,为发动机系统设计和优化提供指导。

南京航空航天大学飞行/推进系统综合控制研究所及课题组简介

研究所简介 飞行／推进系统综合控制研究所以飞行／推进系统综合控制研究为特色，以动力装置控制、测试、建模、仿真和故障诊断研究为中心，是国内从事航空发动机控制研究和高层次人才培养的重要基地。

航天特种及新概念推进动力系统专栏导语

空天融合是航空航天发展的重要趋势,从临近空间到深空探测,是大国竞争的新疆域。适应于空天融合发展的新型推进系统是未来智能飞行器的"心脏",需要开展创新研究,从分子设计角度增大推进剂能量密度,从单一热力循环向多热力循环及变循环发展,动力推进技术与飞行器技术相互促进创新。

欧盟计划于2035年完成空间核电推进系统示范飞行

【比利时特克贝尔工程公司网站2024年10月31日报道】比利时特克贝尔工程公司(Tractebel Engineering)领导的联合体近日完成了欧洲航天局委托的“欧洲空间核电推进系统预研”(Rocket Roll)项目,制定了空间核电推进系统研发路线图,目标是2035年前完成飞行示范。该联合体汇集了欧盟航空航天和核能领域的主要机构,包括法国原子能和替代能源委员会(CEA)、阿丽亚娜集团(ArianeGroup)和空中客车公司(Airbus)等。

基于扭矩特性的航空发动机起动系统数学模型

简述了起动过程,分析了起动过程中起动扭矩与发动机扭矩及其负载扭矩特性间的关系,给出了起动机的选择原则,从而建立了基于起动机扭矩及发动机扭矩特性的发动机起动系统数学模型,并给出起动时间的计算方法。最后以典型发动机起动系统作为仿真实例验证了此方法的可行性。

航空发动机润滑系统通用分析软件开发

发展了一种全新的航空发动机润滑系统通用分析软件.采用流动换热的网络算法,将发动机润滑系统分解成由相应的典型元件和节点组成的网络,用有限的元件和流动介质类型就可描述通用的发动机润滑系统.元件分为简单元件和组合元件,并和润滑系统结构一一对应,方便了元件的初始化.软件前台采用图形建模方式生成计算网络,后台采用了网络自动识别技术,方便了复杂网络的建立.可视化界面及支撑数据库,提高了软件的易用性.

空间推进系统故障诊断专家系统研究

采用人工智能的方法,对空间推进系统进行了有效的分区,并利用文中介绍的组合红线算法进行故障判定,建立了空间推进系统故障诊断的专家系统。通过已有的实验数据、离线回放表明此方法具有实时故障诊断、事后故障分析、系统健康监控等功能、可以有效的满足解决工程实际问题的需要。

航空发动机系统级仿真研究的回顾与展望

实践证明计算机仿真是降低发动机研发费用,缩短开发周期的一个重要手段。各国都对此进行了大量研究。其仿真正在从单一的、定制的仿真程序向多学科综合的、适应各种需要的综合的仿真环境发展。本文从航空发动机系统级仿真的角度对国内外近年来在相关仿真软件和系统开发方面的工作做了简要概述和总结。并结合当前航空发动机系统级仿真的现状以及计算机仿真理论的发展,探讨了未来航空发动机系统级仿真的发展趋势。

航空发动机数控系统执行机构回路故障诊断和容错控制方法

提出了航空发动机数控系统执行机构控制回路基于数学模型的故障诊断方法,以及针对执行机构位置传感器故障的控制算法容错控制方法。工程应用结果表明能显著提高故障诊断准确性和快速性,有效地实现容错控制,且实施方便、实时性好,对提高航空发动机数控系统工作可靠性具有重要作用。

低温推进剂贮箱增压系统分布参数数值仿真(Ⅱ)增压系统数值模型与仿真结果

在所建立低温推进剂分布参数贮箱模型的基础上,采用液体火箭发动机试验台气路系统模块化建模与仿真软件,对某试验台液氧贮箱增压系统在发动机点火工作段的增压过程进行了仿真研究.仿真结果与试验结果以及经验公式计算结果获得了很好的一致,表明分布参数贮箱模型相对于集中参数模型更为准确全面地描述了低温贮箱内的流动和热分层现象,并表明有限体积模型体系及所开发的仿真软件具有广泛的适用范围和良好的仿真精度,在管路系统仿真领域具有工程应用价值和数值拓展潜力.

航空发动机外部管路多Agent协同设计系统框架

通过分析航空发动机外部管路设计过程,建立支持外部管路设计的多A gen t协同设计系统框架。该系统框架采用包含设计层、服务层和资源层的分层结构,每一层分别用不同类型的A gen t完成其功能。然后讨论了在此框架下的管路设计流程。该系统框架不仅适用于航空发动机外部管路设计,对类似的复杂设计系统也提供有益的思路。

卫星推进系统发动机启动过程数值仿真

以一维管道瞬变流理论和特征线方法为基础,建立了仿真系统部件流体动力学模型。计算方法采用带内插的特征线方法和四阶龙格库塔法。对燃烧室模型,考虑燃烧时滞的影响,计算了卫星推进系统发动机在启动过程中各参数的变化。仿真结果与卫星推进系统热试车试验结果基本吻合。结果表明计算模型较好地描述了发动机启动过程中的水击和管流振荡现象,采用的仿真方法符合精度要求,在工程上可为卫星推进系统的设计与试验提供指导。

航空发动机数控系统中LVDT传感器信号处理及在线故障检测

通过对线位移差动变压器(LVDT)信号处理电路的深刻研究,给出了芯片发热、温漂、信号精度等问题的一般解决方法,提出了一种通过软、硬件结合,在不增加外围器件的情况下对LVDT传感器进行在线故障检测的定值判断法.发动机台架试验结果表明,所提出的方法是行之有效的.

低温推进剂贮箱增压系统分布参数数值仿真(Ⅰ)贮箱的有限体积模型

从准一维可压缩瞬变管流的有限体积模型出发,通过数值拓展和集成建立了一种考虑流体与箱壁传热的低温推进剂贮箱分布参数模型.流场采用一维交错网格的有限体积模型,可考虑变物性、轴向热传导、重力场、壁面传热影响;壁面温度场采用圆柱坐标系下的轴对称二维有限体积模型,可处理对流换热和辐射换热两种边界情况,可处理具有包覆层或真空夹层结构的变物性管壁传热.模型全面考虑了贮箱内的分布参数效应,适用于贮箱增压计算领域.

可扩展的推进系统仿真平台:部分Ⅱ-可扩展的框架结构

基于java的面向对象建模,建立了可扩展的推进系统仿真平台-EPSP.EPSP提供了一个灵活的仿真环境,可以定义、修改和仿真基于组件的推进系统模型.EPSP具有友好的图形化界面,可以方便地修改推进系统各部件的参数,用户可以进行定制和扩展,以增加新功能或者适应所需的仿真行为.本文分别介绍了EPSP的可视化框架和连接服务框架,并且研究了计算框架的设计思想.文中给出了某双轴涡扇发动机动态仿真的算例,结果表明,EPSP是进行扩展灵活的推进系统仿真计算的有力工具.

基于云神经网络的空间推进系统故障检测与诊断

本文提出并研究了用于空间推进系统故障检测与诊断的云神经网络方法,并以某空间推进系统推力器为研究对象进行了验证。仿真结果表明,该方法用于推力器故障检测与诊断是可行的,辨识精度较高,能够实时反映推力器工作状况,并能及时判断。

航空发动机控制系统传感器FDIA系统仿真

基于卡尔曼滤波器组,建立了航空发动机控制系统传感器故障诊断系统,实现了对单个传感器故障的检测、隔离与重构(FDIA),确保了发动机控制系统即使在传感器故障发生的情况下,依然能安全可靠地工作.同时利用Simulink建立一个通用的发动机传感器故障诊断仿真平台,在此仿真平台上,对故障的诊断进行仿真验证,并分析了测量噪声对故障诊断系统性能的影响,为发动机在线传感器故障诊断系统的实现提供理论依据.