目次

为改善等离子体合成射流激励器在稀薄空气环境中的控制效果,增强其临近空间环境适应性,开展了腔体增压条件下激励器工作特性的研究。建立了腔体增压效果理论分析模型,计算结果表明:采用高压气源供气可以较好地提升激励器腔体气压,并且腔体气压对高压气源气压具有较好的跟随性,从而为射流强度调节提供了一种新的方式。搭建了腔体增压等离子体合成射流激励器实验系统,开展了腔体增压压力和射流流场特性测量,实验测量结果与计算结果吻合良好,误差小于2.6%。高速纹影观测显示:在腔体增压作用下,激励器控制力得到显著改善,射流锋面峰值速度由256 m/s提升至507 m/s。     

激励器结构参数对合成射流影响的试验研究

为了设计高性能的合成射流激励器,实验采用热线风速仪测量激励器出口的流动速度,对不同大小激励器、不同出口形状激励器、单 双膜激励器以及金属振动膜处于不同装配受压状态下的激励器分别进行了试验。实验结果显示:激励器的结构决定了合成射流激励器的性能;激励器出口射流平均速度除了与激励器大小、出口面积有关外,还与出口形状有关,采用方孔 矩形孔形式的开口有利于建立较强的合成射流;双膜与单膜工作相比,合成射流最大速度基本上是成两倍关系;金属振动膜的安装形式(受压状态)不影响合成射流随频率的变化规律,但对合成射流速度影响很大,当激励器振动膜处于螺栓拧紧受压状态时,与振动膜不受压状态相比,合成射流出口速度几乎下降了一个数量级。     

用于未来主战坦克的电热化学炮

电炮(electric gun)是一种使用电能代替或者辅助化学推进剂发射炮弹的武器,它可分为电磁炮和电热炮两大类。从工作方式上,电热炮则又可分为两大类,一类是直热式电热炮,它利用特定的高功率脉冲电源向某些工质放电,把工质加热变为等离子体,利用具有热能和动能的等离子体去直接推动弹丸运动。在这种电热炮中,由于流体工质是惰性的,推进弹丸的能量全部来自电能,因此这种电热炮又被称作“纯”电热炮。另一类是电热化学炮(electrothermalchemical gun),它利用高功率脉冲电流放电产生高温高压等离子体射流,高速     

一种高压脉冲电源设计与实验

研制了一台储能为8kJ的高压脉冲电源,该电源主要由高频高压电容充电电源,储能电容器组,放电开关,放电电极和安全泄放装置组成。高压充电电源采用市电通过干式变压器升压,然后全桥整流后向高压储能电容充电,最后通过触发高压空气开关将电容中储能在放电电极处释放掉。高压测量端与控制系统采用光电隔离技术,减小了电磁干扰对控制系统的影响,同时提高了操作安全性。最后对多晶硅材料进行放电实验,结果表明,电极放电可在试样中产生明显的破碎效果。     

S弯进气道合成双射流流场控制特性分析

针对飞翼布局无人飞行器中S弯进气道明显流动分离和出口总压畸变等问题,提出了基于合成双射流的主动流动控制方法,建立了合成双射流的S弯进气道数值仿真模型。结果表明,在S弯进气道分离点附近施加合成双射流控制,在整个射流周期内通过“吹”“吸”接力可以有效抑制边界层流动分离,有效提升总压恢复系数。对比研究了合成双射流不同射流角度、射流峰值速度和激励频率对S弯进气道流场控制特性的影响规律。结果表明合成双射流与主流的角度越小,流动分离控制效果越好,较大射流峰值速度会对主流形成“阻挡”致使控制效果下降,激励频率与流场特征频率越接近控制效果越明显。     

脉冲电晕放电降解马拉硫磷染毒空气的实验研究

以马拉硫磷为毒剂模拟剂,采用脉冲电晕放电等离子体对其染毒空气进行洗消实验研究,考察了脉冲电压、脉冲频率和气体流量对洗消效果的影响。结果发现洗消率随着峰值电压和脉冲频率的增大而提高,随着气体流量的增大而减小。对不同浓度马拉硫磷的降解结果表明,随着初始浓度的增大洗消率降低,但绝对消除量增加。采用了GC-MS和化学方法对洗消产物进行定性分析．     

一种新颖蓄电池恒流放电装置研究

介绍了一种新颖的蓄电池恒流放电装置,该放电装置摒弃了传统电阻放电思想,采用功率MOSFET作为主要的能量转化器件,提高了蓄电池放电效率,减小了放电装置的体积、重量和成本。为提高该型蓄电池恒流放电装置的工作可靠性和放电功率,采用了多路放电支路并联设计思想,支路间采取了最大电流均流技术, 具有电路结构简单、均流程度高、扩容方便等优点。     

磁约束下等离子体的传热与流动特性仿真

为研究磁约束下低气压放电冷等离子体在空心圆筒结构内的传热与流动特性,采用漂移扩散近似建立了低气压电感耦合等离子体模型,研究磁约束情况下不同外加电源功率和气体压强对等离子体运动的影响。结果表明:在磁约束下,电子主要集中在圆筒的中心区域,电子密度由内至外逐步递减,筒内电子温度和密度均随着外加电源功率的增大而增大;在低压下,由于气体粒子之间的碰撞影响,筒内电子温度随着压强增大而降低,而中性气体的温度随着压强增大而升高。     

接近速度和放电电压对空气式静电放电参数的影响

对影响空气式静电放电的一个重要因素——电弧结构进行了理论分析。在此基础上，利用新研制成功的静电放电模拟测试系统，分析了接近速度和放电电压对静电放电电流峰值、上升时间以及感应电压峰-峰值的影响。试验得出，在放电电压一定的情况下，放电电流峰值和感应电压峰-峰值随接近速度的增大而增大；上升时间随接近速度的增大而减小。这些试验结果为建立静电放电抗扰度试验新方法提供了依据。     

合成双射流冲击平板流场结构与模态分解分析

为揭示合成双射流冲击平板流场结构特征,通过大涡模拟方法对合成双射流冲击平板流动进行了仿真,采用有限时间Lyapunov指数方法对流场的拉格朗日涡结构进行了识别,并与欧拉框架下的速度矢量和涡量结果进行了对比分析。结果表明,在合成双射流两股射流交替作用下,射流核心区涡系结构较为复杂且涡量丰富,远离核心区存在一对稳定的涡结构,且拉格朗日涡结构与涡量对应较好,为合成双射流冲击冷却的布局设计提供了指导。另外,流场本征正交分解表明,第一阶模态关于激励器出口中心轴线大致对称,其能量占总体能量的35%,前6阶模态的能量占80%;根据前6阶模态所反映的流场特性,合成双射流冲击平板流场具有高度的对称性。     

飞机静电起电放电机理及带电极性的相关研究

飞机上的静电来源主要包括：沉积颗粒的摩擦起电、发动机引擎燃烧产生的等离子气体起电、穿越带电云层时的感应起电、对流起电和雨滴等粒子的破裂起电等。当机体上电压达到周围介质的放电电压阈值时就会放电，这些放电产生的电磁噪声对导航和通讯都会造成干扰。飞机放电机理主要包括电晕放电、绝缘材料与金属之间的流柱放电和相邻未焊接金属间的火花放电。在实验室内通过对不同物质进行摩擦起电试验和发动机尾气喷射起电实验，得出不同起电方式的带电极性。     

接近速度和相对湿度对静电放电强度的影响

静电放电（ESD）会对电子设备和系统造成严重干扰,但是在相同的放电电压下,ESD强度却会发生很大的变化。这种变化与电极接近速度、相对湿度和电弧长度等因素有关。为提高ESD实验结果的重复性,通过理论分析和实验研究了电极接近速度和相对湿度对ESD强度的影响。理论计算了两接近导体之间的自（互）电容系数、导体电势差、导体电势差随放电间隙和时间的变化率;实验研究了ESD强度（比如放电电流峰值、上升时间）随接近速度和相对湿度的变化关系。研究得出,接近速度直接决定了导体电势差随时间的变化率,同时对ESD强度产生明显影响;相对湿度会对ESD强度产生很大的影响。     

通用型军用蓄电池放电装置设计

针对军用蓄电池种类繁多、放电设备通用性较差的现状,研制了一种能够适应多种军用蓄电池的通用型放电装置。该装置以改进型Boost电路为主电路,应用PI调节和PWM控制技术实现恒流放电。阐述了放电电阻的优化设计方法,给出了设计准则。解决了被放电蓄电池种类多和反接保护的问题。该装置性能稳定,已应用于军用蓄电池的维护保障体系之中。     

静电放电过程电荷量和能量分析

分别采用四指数表达式拟合的方法和数值计算求解双RLC人体静电放电（ESD）模型的方法得到了符合标准要求的ESD电流波形，计算这两种方法下各自的放电电荷量和放电电阻消耗的能量；测量空气式和接触式两种ESD模式下的放电电流波形，并分别计算放电电荷量和能量情况；通过比较得出，放电电荷量和放电电阻消耗的能量都能够超过放电前的3／4，用数值拟合的电流波形虽能满足四个关键参数的要求，但其它部分电流值偏大。     

航天服静电放电点燃能力实验研究

人—航天服系统产生的静电放电能否引燃航天服关系到载人航天飞机的安全性。通过实验研究了在纯氧和普通大气条件下 ,静电放电对各种航天服的引燃能力。实验表明 ,在普通大气条件下 ,静电放电不能引燃航天服材料。在纯氧条件下 ,点燃航天服材料所需的静电能量与静电放电的模型有关 ,机器模型的引燃能力最强。静电放电航天服点燃航天服材料所需的最小能量为 4 8mJ。     

金属化聚丙烯膜脉冲电容器过载特性研究*

脉冲电容器作为爆磁压缩激励电流源的储能元件之一,通常要求单次可靠运行。正是由于单次运行,为脉冲电容器的过载工作提供了极大的可能。过载工作的电容器与额定电容器相比具有体积小、重量轻的优点,可实现爆磁压缩激励电流源的紧凑化。本文研究了不同温度下国产金属化聚丙烯膜脉冲电容器的过载特性,如过载运行的储能密度,放电电流及可靠度等。实验表明：在-45℃~60℃范围内过载运行这种电容器,其储能密度可达额定储能密度的1.8倍,同时在0.95的置信水平下,其过载运行的可靠度单侧置信下限为0.9,可以实现稳定可靠运行。     

电晕放电辐射信号分析的小波基函数选取

研究电晕放电辐射信号既有利于消除其危害又有助于加强对其利用。针对小波变换提出在不同情况下对不同类型的电晕放电进行分析时,选取小波基函数的方法,理论上可以通过信号与小波波形的匹配或者通过计算信号与小波相关系数的方法来确定,而在不确定放电类型时可进行实际分析。     

电晕放电辐射场若干特性分析

为了研究电晕放电辐射场若干特性,首先进行了电晕放电时电晕电流的理论分析,研究了电晕电流的波形随电压变化情况。然后在采用针-板电极物理实验模型的基础上进行了电晕放电实验研究,分析了放电针上的充电电压对脉冲电流的影响,并确定了辐射场随传播距离的变化规律以及放电重复率随电压的变化情况。实验结果发现,当针为负极性时先发生放电,但正极性下先发生火花放电;电晕放电辐射场与距离成反比关系;放电重复率随着电压的增大而增大。