不竭动力探源—全国“五一劳动奖状”获得单位、西安航天化学动力厂实现跨越发展巡礼

中国航天科技集团公司第四研究院西安航天化学动力厂，是目前国内最大的固体火箭发动机装药、总装、检测专业厂．承担着国家重点型号及神舟载人飞船逃逸系统等多种固体发动机的研制生产任务，工厂先后获得国家和省部级科技成果奖百余项，为祖国航天事业的发展和国防现代化的建设做出了重大贡献。     

IP安全协议

本文介绍了IP安全协议，描述了加密机制原理和IPSP密封保密有效负载格式。     

固体推进剂黏弹性本构模型及其有限元应用研究

基于时温等效原理和WLF方程建立推进剂黏弹性泊松比主曲线方程,进而建立考虑时间温度相关泊松比的推进剂本构模型。基于增量有限元方法,采用完全显式积分算法推导增量形式的黏弹性本构方程。根据MSC. Marc用户子程序编程规则,确定本构模型对应的一致切线刚度矩阵从而实现本构模型的有限元应用。先后通过固化降温以及点火增压工况,分别采用黏弹性泊松比以及弹性泊松比对药柱结构进行应力应变力学响应分析,并对比不同类型泊松比对应力应变场的影响。研究方法和结果可为发动机药柱的精细结构完整性分析提供参考。     

复合固体推进剂等效力学性能VCFEM细观预示方法

根据固体推进剂的细观结构特征,采用等圆最优装载方式生成代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并结合Voronoi单元有限元方法(Voronoi Cell Finite Element Method,VCFEM)和均匀化方法,发展了一种可预示固体推进剂等效力学性能的数值分析方法,从而得到体分比和组分材料对等效模量和等效泊松比的影响规律。为证明该方法的有效性,设计一个对称数值模型,通过对该方法和传统有限元方法的节点位移结果的比较,发现两者之间的相对误差小于5%,且VCFEM用少量单元就完成了分析,提高了计算效率。通过对不同细观结构下推进剂RVE模型的计算,发现随着夹杂体分比的增大,夹杂的颗粒增强效应越明显,基体材料的变化比夹杂材料对等效力学性能有着更加显著的影响。     

大型相控阵雷达系统安全性综合评价

针对大型相控阵雷达系统安全性因素多、评价困难的特点，分析并建立了大型相控阵雷达系统安全评价指标体系。提出了一种基于改进模糊层次分析法、熵权法和拉格朗日算法确定综合权重的方法，并建立了雷达系统安全性模糊综合评价模型。以某型大型相控阵雷达系统的安全性评价为例，运用所提方法确定该雷达系统的安全性指标综合权重，并进行安全性综合评价。将该方法与传统AHP评价法进行对比分析，验证了该方法的科学性和合理性。     

基于STAMP的试飞安全指标体系构建方法

基于STAMP理论,将新机试飞安全性视为系统的涌现性,将安全问题当作控制问题。根据试飞单位作业流程、涵盖要素和信息流动建立试飞系统STAMP模型。在此基础上,运用STPA分析方法开展组件失效、外部干扰和组件交互3个方面的事故致因因素分析,进一步转化为新型试飞安全指标体系。该指标体系涵盖要素广、风险针对性强,能够更加科学反映试飞工作的安全形势,为构建试飞安全指标体系提供了新思路。     

基于主客观组合赋权的PSSA安全性指标分配方法

初步系统安全性评估(PSSA)是飞机系统安全性设计中的关键环节,PSSA最为核心的问题是所建故障树的安全性指标分配问题。针对目前的PSSA安全性指标分配具有较大的主观性和不确定性的难点问题,提出一种基于主客观组合赋权的PSSA安全性指标分配方法。应用粗糙集理论(RS)和区间层次分析(IAHP)法分别确定客观和主观权重,并采用最优赋权法对分配结果进行优化,具有既能客观反应各指标的重要性,又能反应决策者主观愿望的优势。利用一组案例验证了模型的合理性和实用性,可为飞机系统安全性设计提供定量的理论参考。     

阿丽亚娜5ECA火箭失利对我们的启示

2002年11月11日,阿丽亚娜5ECA型火箭发射,火箭起飞96秒后,主级发动机Vulcain-2的冷却循环系统出现故障,飞行186秒后,火箭飞行控制受到严重干扰,火箭偏离预定轨道,456秒后,火箭自毁爆炸。火箭运载的总价值为6.34亿美元的两颗卫星落入大西洋。事故调查委员会的报告指出,Vulcain-2主级发动机冷却循环系统的泄漏导致了这次事故。     

基于改进粒子群优化算法的发动机故障仿真

为对发动机的稳态故障特性进行有效分析,提出了一种基于改进粒子群优化算法的故障仿真方法。首先将描述系统性能的非线性方程组,转化为带约束的最优化形式,通过设置式中参数可以仿真不同状况下的系统故障。并且提出运用一种改进的粒子群优化算法来为解决描述系统的高维、非线性函数,该算法在初始化时,运用混沌的思想,使得粒子分布遍历所有状态;在进化时,运用的免疫的思想,设置了基于适应度的克隆算子与变异算子增加粒子的多样性;在免疫选择之后,对各个粒子的速度也进行了重新设置,增加了粒子寻找全局最优的能力。实验结果表明,改进的粒子群优化算法能够有效地求得最优解。     

进气道角度对含硼推进剂固冲发动机性能的影响

为了提高含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒的燃烧效率,采用颗粒轨道模型进行了补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,在该模型下研究了进气道的位置对非壅塞固体火箭冲压发动机燃烧效率的影响,并在此基础上进行直连式试验研究.结果表明,后进气道角度为60°时的燃烧效率比90°时高.