液氧煤油运载火箭伺服机构液动机能源系统设计与仿真

针对液氧煤油运载火箭对箭上设备高功重比的苛刻要求,提出液动机引流式伺服机构的能源系统优化设计方法,建立液压能源和伺服作动器的联合仿真模型,计算得到满足典型工作剖面性能要求的动力组件设计参数和蓄能器的最小排油容积,建立极限工作温度范围内的蓄能器工作状态转移模型,计算满足最小排油容积的充气压力和最大容积的数值解集合,通过绘制二维平面图判断得到最优解。类似地,建立包含低温和蓄能器气体泄漏在内的极限工况的油箱工作状态转移模型,计算得到满足工作要求的油箱有效容积、油箱加注油面和蓄能器充气容积的数值解集合,通过绘制三维图判断得到最优解,获取了满足各极限工况应用需求的能源系统设计参数。此方法利用数值计算方法,解决了能源系统的优化设计问题,确保了新型液氧煤油运载火箭伺服机构的高功重比设计。

LiFePO4改性聚酰亚胺凝胶碳化材料的制备及其电化学性能

以FeSO4、LiOH和NH4H2PO4为原料,控制反应物物质的量之比n(Li+)∶n(Fe2+)∶n(PO4^3+)=3∶1∶1,采用水热法制备磷酸铁锂(LiFePO4)颗粒,并对合成工艺进行优化;以LiFePO4为填料,将LiFePO4加入聚酰亚胺(PI)凝胶材料中,采用高温热解工艺制备LiFePO4改性聚酰亚胺凝胶碳化材料。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积孔隙分析仪及电化学工作站对LiFePO4的结构、形貌及复合材料的电化学性能进行表征。LiFePO4颗粒的最优制备条件如下:加料顺序为LiOH、NH4H2PO4、抗坏血酸(C6H8O6)、FeSO4,FeSO4的浓度为0.2mol/L,n(C6H8O6)/n(Fe2+)=0.5,反应温度为160℃,反应时间为3h。结果表明:在最优条件下制备的LiFePO4颗粒呈现规则的球型结构,一致性较好,表面较为光滑;以PI改性凝胶碳化材料作为电极,其比电容达到152.5F/g,随着电流密度增加,比电容保持率为88.5%(从152.5F/g变化到135F/g),表现出较好的电化学稳定性。采用此电极材料构成的充放电装置,具有较小的内阻,且表现出较好的离子扩散效应。

聚酰亚胺不对称多孔膜的制备及表征

采用非溶剂诱导相转化法制备具有低导热系数的聚酰亚胺(PI)不对称多孔膜,考察成膜温度、涂膜厚度对聚酰亚胺多孔膜形貌和结构的调控作用及对各项性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热机械分析仪(TMA)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等对制备的聚酰亚胺多孔膜的热稳定性、孔结构与形貌等进行表征。结果表明:采用非溶剂诱导相转化法制备的聚酰亚胺多孔膜为不对称膜,且具有较低的导热系数;随着成膜温度的升高,薄膜的孔结构由指状孔逐渐变为海绵状孔,薄膜孔隙率由84.5%下降至72.5%,材料的导热系数由0.041 7 W/(m·K)降低至0.036 3 W/(m·K)后又升高;随着涂膜厚度的增大,指状孔与海绵状孔的孔径都增大,由于海绵状孔的数量增加,导致薄膜孔隙率下降,导热系数呈先降低后增大的趋势;孔隙率为86.6%时,导热系数低至0.032 6 W/(m·K)。