航天器太阳电池阵驱动装置技术发展与展望

太阳电池阵驱动装置是三轴稳定卫星上的关键单机,驱动太阳翼对日定向并向整星传输电功率,在卫星寿命期间持续工作,其可靠性和寿命直接影响整星寿命.从20世纪60年代至今,经过几十年的发展,在传输功率、在轨寿命、功率传输可靠性和低扰动特性等方面获得了长足的进步.近年来,随着低轨卫星星座和商业航天的发展,低成本、轻小型和双轴SADA类产品需求旺盛.本文根据国内外相关领域的信息和资料,总结了其技术发展情况和型号应用特点,并提出了超高压大功率技术方向、低成本双轴SADA的商业航天应用方向是未来的主要发展方向.

公立医院高质量发展背景下医用耗材遴选体系的构建与思考

目的构建医用耗材遴选体系,遴选出适应医院和业务发展需求、患者满意的质优价廉产品,促进临床科学、合理使用医用耗材。方法分析医疗机构医用耗材遴选管理现状及难点,从明确总体要求、确定管理架构及制度、建立规范遴选流程、选择合适遴选品种、设定遴选标准方面着手,并依托医用耗材采购交易平台以及借助SPD模式,构建科学完善的医用耗材遴选体系。结果同类耗材品种减少,耗材单价平均降幅达14.63%以上,临床科室满意度达90%。结论构建科学完善的医用耗材遴选体系有助于降低患者费用及医院成本,改善服务质量,适应公立医院高质量发展要求。

星座电源技术的发展及趋势

轻量化、高比能、高效率、智能化及小型化是未来大规模卫星星座电源系统的发展方向,尤其是与结构、机构及太阳电池阵的一体化融合设计.从空间电源系统技术、空间发电技术、空间电源储能技术和空间电源供配电技术4个方面论述了国内外空间电源技术的发展现状.同时分别对电源系统的不同拓扑架构在能源利用率上的优劣势进行了对比,并对高效发电、高比能储能及智能化供配电等先进技术进行了介绍和比较.研究结果对未来航天电源的设计具有一定参考意义.

偶极子对激发的宽带平面端射高增益天线

文中提出了一款单向辐射特性的微带缝隙结构双偶极子宽带天线。该天线由阶梯型缝隙结构、共面双偶极子和5组引向器构成。阶梯型缝隙结构用于改善阻抗匹配,拓展了天线的带宽;共面双偶极子改善了天线的辐射特性;引向器提高了天线的增益。仿真和实测表明,该天线的相对带宽为66.4%(5.78 GHz~11.53 GHz),带内前后比为15.7 dB~27.4 dB、增益为8.4 dBi~11.9 dBi,并且天线的交叉极化低、辐射方向图稳定。该天线的良好性能使其在无线通信和雷达领域的应用具有极强的吸引力。

Inconel718榫接结构高低周微动疲劳试验研究

航空发动机涡轮叶片在实际服役环境中,受到循环往复的高/低周载荷,这是一种典型的高低周微动疲劳工况。涡轮叶片由于微动疲劳频繁引发疲劳断裂问题,严重影响着航空发动机的安全运行。为了研究热端部件材料的高低周微动疲劳问题,设计一种Inconel718榫连接模拟件,对其开展高低周复合微动疲劳试验。共设计3种不同载荷/频率的试验工况,对比不同工况下模拟件的寿命分布情况。结果表明:高周/低周载荷对榫连接结构的微动疲劳寿命有显著影响,随着高周/低周载荷或者频率的增大,涡轮叶片榫接部位微动疲劳寿命均随之降低;试验结果证明榫接结构高低周微动疲劳试验较好地还原了涡轮叶片实际服役情况;通过显示动力学有限元分析,所预测的裂纹萌生位置与试验结果中裂纹萌生位置分散性较小。

高海拔下内燃机车车顶热流输运特性研究

内燃机车车顶排放的高温浮射流会对列车外流场分布和下游设备的散热性能产生影响,研究高温浮射流对车体周围气动特性的影响有助于评估下游设备的散热环境状况。采用三维、非定常、可压缩雷诺时均Navier-Stokes方法的Realizable k-ε两方程湍流模型,对5节编组高速列车进行数值仿真模拟计算,并与实车试验结果进行对比验证。此外,还分析了不同海拔高度、列车运行速度下的高温浮射流扩散效应。结果表明:随着海拔高度升高,大气密度减小,柴油机排放的高温气体所受的惯性力加强,气流向上运动趋势增加,列车表面最高温度降低。当运行环境的海拔高度由3000 m上升至5000 m时,内燃机车车顶最高温度由117℃下降到86℃。而列车运行速度加快致使柴油机释放的高温气流更贴近列车表面,导致车顶表面最高温度上升。当列车以80 km/h运行在3000 m海拔高度时,列车车顶最高温度为81℃,列车运行速度提高到160 km/h时,最高温度为143℃。研究阐明了高海拔、低气压、低密度的环境中,内燃动力车驱动列车以不同运行速度在明线运行时,柴油机出风口产生的高温气流对列车外流场气动特性的影响机制。

水系锌离子电池宽温域性能的电解质改性策略研究进展

在资源短缺、能源需求倍增的当今世界,水系锌离子电池(AZIBs)作为一种大规模储能技术以其具有高安全性、低成本、高容量和快速充放电等优势脱颖而出。随着对能源多元化应用场景的增加,AZIBs被开发并应用于多种极端环境。然而,电池中的自由水分子会引发一系列的不良反应,导致电池出现容量下降和寿命缩短的问题。在低温条件下,溶剂水的冻结会引起AZIBs的离子电导率降低、电荷转移阻抗增加,导致电池速率性能下降。在高温条件下,溶剂水的快速蒸发会产生气泡和气体膨胀,水诱导的副反应加剧,同时电极材料也会出现腐蚀和溶解,从而影响电池寿命。针对这些挑战,在这篇综述中,分别总结了针对水系锌离子电池在高温与低温下的研究进展,提出了适用于低温、高温以及同时适用于高低温的电解质策略,重点研究了高浓度电解质、凝胶电解质、电解质添加剂和共晶电解质降低电解质凝固点、提高低温电化学性能的机理,并对进一步提高水系锌离子电池的宽温域性能和工业应用进行了展望。

不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性

为明确不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮效率的关系,于2019—2021年选取高产氮高效(HH)、高产氮低效(HL)和低产氮低效(LL)小麦品种为试验材料,利用Logistics模型在大田生产条件下模拟籽粒灌浆进程,分析产量构成参数,探究不同氮效率小麦的籽粒灌浆特性差异及其与氮利用效率的关系。结果表明,不同类型品种间的籽粒灌浆特性均存在较大差异。不同品种的最大灌浆速率和平均灌浆速率均表现为HH>HL>LL,达到最大灌浆速率时的籽粒质量则表现为HL>HH>LL,HH与HL之间差异不明显。灌浆活跃期和有效灌浆时间均表现为HH<HL<LL。与HL和LL相比,HH表现出灌浆启动早、灌浆速度快和有效灌浆时间缩短等特性,这可能与品种的氮效率有关。

冬季亚洲两种大气环流型对云南低温事件的影响

利用1961—2022年云南125个国家气象站冬季逐日平均气温观测资料、NCAR/NCEP大气环流再分析资料,分析了冬季亚洲环流变化的主要类型及其对云南低温事件的影响,发现冬季亚洲500hPa大气环流存在纬向型和经向型两种环流类型,并对云南低温事件产生明显不同的影响。纬向型环流时,冷空气从贝加尔湖直接南下,主要影响东亚东部,云南低温事件也主要发生在东部地区,此时的低温过程与乌拉尔山高压和西伯利亚高压加强、欧亚中高纬度波列的活动密切联系;而经向型时,冷空气伴随贝加尔湖地区的异常反气旋东侧偏北气流沿着东亚大陆东部沿岸南下,并在中低纬度地区以回流的形式向东南推进,活动位置偏南偏西,使得云南全省、青藏高原和东南亚低纬度地区气温偏低,此时的低温过程主要与副热带波列的活动和青藏高原海平面气压(Surface level Pressure,SLP)的正距平加强有关,与乌拉尔山和西伯利亚地区的高压加强关系不密切。

典型推进器在高性能舰船中的应用

推进器是舰船实现航行的核心设备,而推进器的选择又是影响舰船战斗力的核心要素之一。该文以高性能舰船装备与技术发展为切入点,概述了典型推进器的发展现状,聚焦推进系统与舰船总体之间的相互关系,从舰船多工况变化、高航速、低噪声等要求对推进技术发展的影响,以及特种螺旋桨推进、喷水推进等推进器技术对舰船性能的提升这两方面进行系统分析。文中以某600 t执法平台与瑞典海军某舰艇为研究对象,基于实船和模型试验数据,对比了采用螺旋桨推进器和喷水推进器对舰船阻力性能、操纵性能和噪声的影响,并结合国内高性能舰船发展现状,面向舰船总体性能提升需要,展望了推进器技术的未来发展。

高低温对碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶的性能影响

为了获得T1000碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶环境适应能力,有效地掌握气瓶高低温适应性固有规律,以容积50 L、工作压力30 MPa的复合材料气瓶(钛为内衬、碳纤维/环氧树脂为复合层)为研究对象,首先介绍了高低温循环下带压气瓶(在-40~80℃范围内成功通过热真空、热循环验证,具备高压承载能力)的热真空、热循环试验数据,然后采用与气瓶相同复合材料的拉伸试样(缠绕角分别为0°和90°),通过高低温极限摸底试验获得了复合材料经历不同梯度高低温后的拉伸性能数据,通过数据比对分析获得了高低温影响拉伸强度衰减的规律。同时,提出了一种高低温极限摸底试验的可靠性评估方法。结果表明,在-50~100℃范围内,试样拉伸强度及断裂伸长率变化较小;当温度高于100℃时,纤维和树脂的性能发生衰减,导致拉伸强度明显降低;当温度低于-50℃时,树脂的性能发生衰减,纤维受到的影响较小。试样高低温极限摸底试验的可靠度大于0.999,表明采用拉伸试样高低温拉伸强度数据的替代方式具有较高的等效性。

TC4钛合金恒定高温和高低温环境下疲劳性能研究

目的 研究TC4钛合金在恒定高温和高低温环境(25~390℃)的疲劳性能。方法 分别开展恒定高温和高低温环境的疲劳试验及断口分析,研究材料在2种环境下的疲劳性能差异及温度效应机理。结果 当温度从25℃升高至390℃时,TC4钛合金恒定温度的疲劳性能在短寿命段(N<106循环)逐渐降低,疲劳性能在长寿命段(N>106循环)呈非线性的变化趋势,先降低、后升高。通过断口分析发现,氧化现象随着温度升高和试验时间变长越来越明显。同一应力水平下,高低温环境疲劳试验的疲劳寿命介于最高温度和最低温度疲劳试验的疲劳寿命之间。结论 当温度处于25~390℃时,温度和氧化现象同时影响着TC4钛合金的疲劳性能。温度升高使材料的疲劳性能下降,高温环境生成的保护性氧化膜提高了材料的疲劳性能。钛合金的高低温疲劳寿命可以用等效恒定温度的疲劳曲线来预测,并有较好的预测精度。

低能离子注入诱变法选育新硫肽类抗生素166A高产菌株

目的为进一步提高产量,以小单孢菌Micromonospora sp.TMD166-MU1为出发菌株,采用低能离子注入技术,研究不同离子注入参数对菌株存活率、正负突变率的影响,通过突变株抑菌活性变势参数分析,初步探讨N+离子注入对166A生产菌所产生的诱变效果,并结合卡那霉素抗性筛选及牛津杯固体发酵高通量筛选,获得高产菌株。方法利用低能N+离子注入技术对出发菌株TMD166-MU1的孢子进行辐照诱变,以卡那霉素耐受性为选择压力,不同诱变条件处理的菌悬液涂布在含有卡那霉素培养基平板上培养后获得单菌落,并以牛津杯固体发酵高通量筛选方法进行高产菌株初筛,之后对高产菌株进行摇瓶复筛,利用高效液相法检测突变株摇瓶发酵的化学效价。结果通过研究30和60 keV能量下不同注入剂量与小单孢菌正突变率的生物学效应关系,确定了在注入能量为30 keV、注入剂量4×10^(13)ions/cm^(2)、卡那霉素抗性筛选浓度为6 mg/L条件下,可获得最高达36.33%的正突变率。复筛效价是出发菌株1.5倍以上的有4株,其中突变株IK-3的166A产量是菌株TMD166-MU1的1.8倍。结论采用低能N+离子注入诱变方式,再结合抗生素抗性筛选及牛津杯固体发酵高通量筛选的集成方法能简单、高效地获得166A高产突变菌株。

高钙高锂型卤水制碳酸锂钙镁离子脱除工艺研究

对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li=0.02)国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca^(2+)、Mg^(2+):首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca^(2+),后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的Ca^(2+)、Mg^(2+);分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH值对卤水除杂效果的影响因素。结果表明:在反应温度60℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6 mL/min、反应时间70 min条件下,溶液中Ca^(2+)的脱除率为96.22%,Li+的损失率为1.44%;在pH值为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50℃、加料速率为8 mL/min条件下,最终溶液中Ca^(2+)脱除率为99.75%,Mg^(2+)去除率为100%,Li+的损失率为0.04%;实现了钙镁离子的深度去除,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。

高功率高效率开口波导阵列天线设计与实验

针对研究具有高功率容量、高效率和低剖面特性的阵列天线的应用需求,提出并设计了一种高功率容量高效率开口波导阵列天线。该天线由紧凑型1分16路波导功率分配网络、4×4矩形开口波导单元和陶瓷密封罩组成,通过设计开口波导尺寸、在开口波导表面加载E面金属栅条,使得辐射口面的电场分布更为均匀,提高了单元辐射增益。采用阶梯匹配结构实现了波导功率分配网络输出端口到开口波导单元口面的尺寸变换,同时提高了系统的阻抗带宽。加载在阵面上的陶瓷罩可使天线内部处于真空状态,提高了天线的功率容量。针对X波段高功率阵列天线的应用需求,优化设计了一个中心频率为9.5 GHz的16单元开口波导阵列,仿真结果表明其在9.25~9.65 GHz范围内口径效率均大于90%,反射系数均小于-13.9 dB。对天线进行了加工测试,测试得到的天线反射曲线和中心频率下的辐射方向图与仿真结果吻合良好,中心频率下天线增益为21.7 dBi。天线整体剖面高度为中心频率处波长的2倍,仿真得到的真空中功率容量为40 MW,具有高功率容量、高效率和低剖面的特点。

我国南方两次低温雨雪天气成因对比分析

2018年末和2021年末我国南方分别发生了一次大范围的低温雨雪天气,通过对比分析两次低温雨雪天气成因,结果表明:两次过程期间,对流层中层中高纬阻塞流场显著,阻高位于贝加尔湖西侧,脊前偏北气流在下游横槽后部堆积,使得西伯利亚高压强度增强。东传的Rossby波在阻高区域发生能量频散,利于阻高减弱、崩溃,横槽转竖引导槽后冷空气南下,导致地面强烈降温,同时在西伯利亚高压东侧和南侧,低频风温度平流是造成强降温的主要原因。低纬南支槽活跃,向北的暖湿空气与中高纬南下的冷空气汇合,造成我国南方大范围的低温雨雪、冻雨天气。与2018年过程相比,2021年过程持续时间较短,降水范围小,关键区域降温幅度更大,是因为2021年过程期间Rossby波能量频散更快,阻高维持时间较短,冷空气从中高纬地区直接南下侵袭我国,而2018年冷空气在贝加尔湖附近发生堆积、西折,向南渗透时势力减弱。

高双折射椭圆纤芯类矩形排布光子晶体光纤的性能研究

高双折射光子晶体光纤具有较强的线偏振光保持能力,采用Bi_(2)O_(3)-GeO_(2)-Ga_(2)O_(3)多组分激光玻璃材料作为纤芯设计了独特结构的高双折射光子晶体光纤。运用有限元法结合完美边界条件,得出该光子晶体光纤在1.55μm和1.80μm波长下,双折射系数分别为5.207×10^(-2)和6.882×10^(-2)。在1.55μm波长处,X和Y极化方向的限制损耗分别为1.386×10^(-5)dB/km和5.386×10^(-7)dB/km。非线性系数表明,结构参数M(D/Λ)分别为0.7和0.8的光子晶体光纤,非线性系数在X和Y极化方向上,范围分别在4.374×10^(3)-4.906×10^(3)km^(-1)·W^(-1)和5.621×10^(3)-6.978×10^(3)km^(-1)·W^(-1)之间。本文所设计的高双折射光子晶体光纤的独特结构和优异性能特点,为光通信和光传感等应用领域提供了新的解决方案。

低碱高硅率高铁水泥的研发与生产实践

通过优选碱含量低的原材料、采用高硅率生料配料、改进熟料煅烧工艺操作、合理控制水泥粉磨指标,研发生产了水泥碱含量小于0.40%、熟料硅率为3.5的低碱高硅率高铁水泥,满足了国家重点工程高铁建设项目需要。

莺歌海盆地东方区高温高压储层物性特征评价研究

通过采用薄片鉴定、扫描电镜分析及图像分析等技术系统地认识高温高压条件下岩石学特征、成岩作用及低渗储层成因机制。结果表明:黄流组一段储层物性受控于沉积微相,临滨砂坝物性最好,平均为17.1%,泥质含量较低;临滨滩砂物性次之,分布相对集中,平均值为12.6%,滨外砂坝最差,平均值为13.1%。该项研究成果对高温高压储层物性研究具有重要指导意义。

基于三级式可扩展多模块并联架构的低压大电流高距径比无线电能传输系统

在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并联系统建模并分析其传输特性。为提升系统效率,对比3种输出级结构及其控制策略并遴选出一种最优拓扑。进一步地,提出线圈级具体参数设计方法以减小电压电流应力并实现输入级软开关。最后搭建一台距径比为1(30 cm/30 cm)的1 kW原理样机验证理论分析,对比3种不同输出级拓扑的性能。实验结果表明,系统最高效率可达75.2%。