飞艇浮升力随高度变化规律的研究

针对软式飞艇,在确定压力高度和囊体体积的条件下,对其所受的浮升力随高度变化规律进行了理论分析和仿真计算,给出了飞艇囊体体积设计、压力高度的确定与总浮升力和静浮升力各参数之间的数值变化关系,为飞艇的总体设计提供了理论基础。     

大气对流层气体组分随高度变化的理论预期

利用大气对流层温度随高度变化的规律,采用局部平衡的多分子混合模型,从理论上论证了对流层气体组分随高度变化的规律,发现大气各主要成分体积分数、分子平均摩尔质量均随高度线性变化,并拟合数值计算结果得到了相关参数。氧气的相对体积分数随高度明显下降,而氮气的相对体积分数却明显上升;但是相比于温度随高度的变化,大气分子平均摩尔质量的改变可以忽略。该理论比以往其他模型预测大气压强随高度变化规律具有更自然、更接近实际的优势。     

大气对流层气压公式推导的新方法及对国际气压方程的修正

论证了对流层气体分子平均质量的变化相对于温度的变化可以忽略,并利用对流层大气温度随海拔高度变化的规律,研究其压强随高度的变化规律,明确了其参数的意义.同时,在海拔超过10000 m时,国际气压方程出现了越来越明显的误差,提出了合理的修正方法,并发现其温度变化远小于近地面的情况.     

临近空间大型柔性充气囊体结构特性分析

以临近空间平流层飞艇柔性充气囊体为研究对象,根据充气结构设计理论对充气囊体结构的最小压差和应力进行计算,建立平流层飞艇充气囊体结构有限元模型。在模型验证的基础上,采用非线性有限元方法对平流层飞艇充气囊体结构特性进行仿真分析,得到了囊体结构在不同压差和吊舱载荷作用下应力和变形分布及变化规律,并分析了结构加强配置对囊体应力和变形的影响,为平流层飞艇结构设计提供技术支撑和参考依据。     

临近空间大型柔性充气囊体结构特性分析*(专题约稿)

以临近空间平流层飞艇柔性充气囊体为研究对象,根据充气结构设计理论对充气囊体结构的最小压差和应力进行计算,建立平流层飞艇充气囊体结构有限元模型,在模型验证的基础上,采用非线性有限元方法对平流层飞艇充气囊体结构特性进行仿真分析,得到了囊体结构在不同压差和吊舱载荷作用下应力和变形分布及变化规律,并分析了结构加强配置对囊体应力和变形的影响,为平流层飞艇结构设计提供技术支撑和参考依据。     

高空气球地面充氦气量计算方法分析与试验评估

作为高空气球研究中的一个重要问题,气球在地面发放前充入的氦气量会直接影响其上升速度和驻空高度,进而影响平台的可靠性和稳定性。因此研究充氦气量的准确计算方法十分必要。建立了高空气球上升过程动力学模型,计算了气球初始升速的理论值,用于与实际初始升速对比,为评估充氦气量计算方法提供依据。归纳了三种较为典型的高空气球地面充氦气量计算方法,根据实际开展的飞行试验,分析对比了三种方法的准确性和误差范围。提出了浮力补偿规律,完成了对三种方法的评估。通过研究可以对现有充氦气量计算方法进行有效修正,进而为高空气球的实际飞行提供指导。     

囊式空气弹簧载荷特性分析

针对囊式空气弹簧的结构设计及成型工艺问题,推导了空气弹簧增强帘线的缠绕轨迹;得出了空气弹簧载荷与工作压力、工作高度之间的近似表达式;通过有限元计算,分析了帘线缠绕角对载荷性能的影响以及空气弹簧承载能力随工作压力及工作高度的变化关系,并拟合出了载荷关系式,为实现空气弹簧隔振系统姿态精确控制提供了理论基础。     

平流层长航时气球上升过程超冷现象影响因素分析

平流层长航时气球超冷现象是指内部浮升气体温度低于外界大气温度,超冷会引起浮力损失进而阻碍气球上升过程。建立了长航时气球辐射、对流等热模型和上升过程动力学模型,仿真分析了初始净浮力、蒙皮热物性参数、放飞时间和放飞日期等因素对超冷现象的影响规律。研究结果表明,上升过程内外温差随初始净浮力增大而增大且变化显著,可见光吸收率和红外吸收率增大时,内外温差值总体上呈减小趋势;放飞时刻和放飞日期对超冷现象影响较小,但放飞时间不同,气球上升至设计驻空高度的时间差别较大。该结论可为平流层浮空器总体方案设计和放飞试验提供有益参考。     

一种打击平流层飞艇的方法研究*

平流层飞艇可作为临近空间攻防双方重要的武器平台，研究如何对其实施打击具有重要理论及现实意义。现有研究证明由于囊体内外压差极小，通过打击飞艇囊体使其升力气体泄漏从而达到打击目的的方法时效性太差，因此在建立平流层飞艇接收太阳能模型及毁伤薄膜电池模型基础上，分析了太阳能薄膜电池毁伤面积变化与飞艇作战能力之间的关系，并采用蒙特卡洛方法研究了导弹突防阶段雷达探测概率、导弹拦截概率和击中目标时导弹毁伤半径对薄膜电池相对毁伤面积的影响。仿真结果表明，将防御方雷达探测概率和导弹拦截概率控制在0.5并将导弹有效毁伤半径提高到50.0m能较好达成打击平流层飞艇的目的，3枚导弹就可使700m长飞艇在较短时间内丧失作战能力，通过毁伤飞艇太阳能电池来达到打击平流层飞艇目的的方法可行。     

振荡器相位噪声对GNSS接收机载波跟踪数字锁相环性能的影响

关于振荡器相位噪声引起的GNSS接收机载波跟踪数字锁相环相位抖动,目前的解析结论仍是基于模拟锁相环的,不能说明相位抖动大小与中频积累时间的关系,因此不能有效指导高灵敏度、高精度载波跟踪锁相环参数设计.本文首先推导中频积累输出的频率白噪声、频率游走噪声序列的功率谱,然后基于数字二阶锁相环离散线性模型导出了环路相位抖动公式并进行了仿真验证,最后对公式进行了解析和数值分析.分析结果表明:频率白噪声、频率游走噪声引起的二阶载波跟踪锁相环相位抖动,均随中频积累时间单调递增,随环路带宽先递减后递增.本文推得的相位抖动公式及其随参数变化特征的分析结论,可用于具体指导GNSS载波跟踪锁相环参数设计.     

倾斜地面上软体油罐储油形态数值分析

软体油罐罐体与罐内液体的相互作用为典型的流构耦合问题。采用有限元分析软件LS—DYNA，首先通过控制体积法得到了软体油罐充液后的有限元模型，然后采用任意拉格朗日欧拉算法分析了地面倾斜时软体油罐的形态表现，研究了储液体积恒定时，地面倾角与储液高度的关系。提出了倾斜地面上软体油罐体积计算的修正公式，模拟情况和实际情况比较接近，为软质储液容器的测量及误差修正提供了重要的参考依据。     

空气深度预冷组合循环发动机吸气式模态建模及性能分析

针对空气深度预冷组合循环发动机——协同吸气式火箭发动机(Synergistic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE),采用部件法对其进行建模,匹配计算得到吸气式模态下飞行走廊内其性能参数变化规律,并研究其高度速度特性。计算模型可信度较高,推力误差小于6%,能够较为准确地模拟SABRE吸气式模态的性能参数。结果表明:SABRE兼具火箭发动机大推力和航空发动机高比冲的特点,吸气式模态下比冲介于21 300~27 380 m/s,随着高度速度的增大,其推力比冲先增大后减小;SABRE利用预冷器将入口空气温度降低,可使其空域速域拓宽至25 km、5Ma,满足高超声速飞行的动力需求;发动机速度下限由压气机最大流量决定,速度上限则由氦气回路减压器工作限制条件决定。     

结构设计对混响室场性能影响的仿真研究

通过仿真计算,分别研究了尺寸比例设计对混响室场均匀性的影响和体积变化对混响室电场强度大小的影响。数据结果表明：混响室内工作区域的场均匀性随着混响室长／宽比值增大而变差,且为获得场均匀性较优的测试环境,长宽比例应〈2。同时证明了混响室存在一临界体积上限,小于临界体积上限时,随着体积的增大,室内的电场强度逐渐减小,场均匀性逐渐提高;达到临界体积上限后,室内的场均匀性开始变差,混响室逐渐丧失对电磁波的混响作用。通过仿真计算得出混响室模型临界体积上限为10^4m^3。     

临近空间飞艇内部自然对流的流场特征仿真

针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,分析了临近空间飞艇内部气体自然对流的运动特性及其影响规律,并对自然对流非稳态变化过程进行了初步的探索。仿真结果表明,在临近空间环境下,飞艇内部氦气的自然对流,对于内部氦气自身的热交换具有一定程度的促进作用,而对蒙皮受力和结构安全性影响很小。     

MEFP战斗部结构的正交优化设计

以多爆炸成型弹丸(MEFP)为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA,分析了药型罩间距、锥角、壁厚、装药高度和装药直径5种因素对MEFP发散角的影响规律。结果表明:随着药型罩间距、壁厚和装药直径的增加以及药型罩锥角、装药高度的减小,MEFP的发散角在减小。在此基础上以MEFP发散角为命中和毁伤概率指标,应用正交优化方法针对5种结构因素对MEFP发散角的影响主次关系进行了分析研究。结果表明药型罩壁厚是MEFP战斗部命中和毁伤概率的主要影响因素,并得到了5种结构因素各水平的最优组合。     

另一类线性传热时热漏和有限热源对两热源热机最优构型的影响

在一类存在热漏和有限高温热源的两热源热机的基础上，考虑传热服从另一类线性定律Ｑ∝△（Ｔ－１），寻求其给定循环周期下的最优构型．结果表明，对无限热容热源情形，热漏的存在不改变循环的最优构型；对有限热容热源情形，无热漏使循环构型成为某种“广义卡诺循环”，而存在热漏时，循环的构型则完全不同．同时，给出了各种不同情况下热机的最佳功率效率关系．     

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。     

时域分析在雷达动目标识别中的应用

本文通过对地面几类目标运动特性的统计研究,利用线性预测的方法进行目标特征的提取,进而用模式识别的理论对地面目标进行自动识别,取得了良好的识别效果。