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迈向智能驱动的高超声速飞行器边界层主动质量引射减阻降热研究新范式
1
作者 刘延芳 王洪悦 +1 位作者 鄂羽佳 齐乃明 《航空学报》 北大核心 2026年第2期1-31,共31页
新一代高超声速飞行器因高马赫数、长飞行时间、过载大的特性,面临着极端气动加热与复杂力学环境,对减阻与降热性能提出了严峻挑战。聚焦高超声速飞行器边界层主动质量引射减阻降热研究方法,系统评述该领域的研究进展及其范式转型路径... 新一代高超声速飞行器因高马赫数、长飞行时间、过载大的特性,面临着极端气动加热与复杂力学环境,对减阻与降热性能提出了严峻挑战。聚焦高超声速飞行器边界层主动质量引射减阻降热研究方法,系统评述该领域的研究进展及其范式转型路径。全面梳理了传统研究范式——实验、理论与数值方法的发展现状,并揭示核心挑战:实验数据稀疏性与多场耦合测量瓶颈、数值模拟的“精度-效率”权衡困境以及多尺度耦合建模理论与方法缺失。基于这些挑战,提出了以数据驱动、物理信息融合和多尺度耦合为核心的智能化科研新范式,并归纳了其技术分类与前沿进展。通过流体力学场景中的应用案例,深入分析了该新范式的创新机制及其在解决传统研究范式挑战中的优势和潜在应用思路。旨在通过对智能化科研新范式的深入洞察,激发研究人员的兴趣,推动高超声速飞行器减阻降热研究的持续发展与范式跃迁,为后续提升新一代高超声速飞行器的减阻降热性能提供重要的参考与启示。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 边界层主动质量引射 减阻降热 流动控制 数据驱动 物理信息融合 多尺度耦合
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一种表面热流辨识结果的不确定度分析方法
2
作者 周宇 邵元培 +1 位作者 钱炜祺 郑凤麒 《实验流体力学》 北大核心 2026年第1期127-134,共8页
利用热防护层内部温度时序数据辨识表面热流,是获取高速飞行器表面热环境的重要手段。分析及量化辨识结果的不确定度,可为试验数据有效性提供量化标准,支撑热环境“极端工况”安全评估。表面热流辨识是一种典型的不适定问题,测量噪声中... 利用热防护层内部温度时序数据辨识表面热流,是获取高速飞行器表面热环境的重要手段。分析及量化辨识结果的不确定度,可为试验数据有效性提供量化标准,支撑热环境“极端工况”安全评估。表面热流辨识是一种典型的不适定问题,测量噪声中的高频成分会破坏解的稳定性,需要通过正则化获得稳定解。虽然正则化降低了估计结果的不确定性,但给不确定度分析制造了障碍。为此,将正则化看作低通滤波器,将辨识结果转换到频域来分析辨识结果的不确定度。最后,以典型飞行器温度测量组件的表面热流辨识为例,分析了不确定度来源,并利用蒙特卡洛方法验证了不确定度分析方法的有效性。 展开更多
关键词 表面热流 辨识 不适定性 正则化 不确定度 低通滤波器
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二维调节式太阳观测系统变形误差在轨辨识与补偿
3
作者 王皓 许海玉 +3 位作者 王田野 边志强 闫奎 张立昌 《空间科学学报》 北大核心 2026年第1期142-149,共8页
针对卫星二维调节式太阳观测系统内部变形误差导致的光轴指向偏差问题,提出了一种变形误差在轨辨识与补偿方法.对太阳观测系统内部光路传递过程进行了数学建模,对数学模型中的变形误差参数给出在轨辨识与补偿方法,通过引入高精度数字太... 针对卫星二维调节式太阳观测系统内部变形误差导致的光轴指向偏差问题,提出了一种变形误差在轨辨识与补偿方法.对太阳观测系统内部光路传递过程进行了数学建模,对数学模型中的变形误差参数给出在轨辨识与补偿方法,通过引入高精度数字太敏分步辨识的方式,解决了利用太阳观测成像结果无法直接解算全部变形误差参数的问题,通过数学仿真对辨识与补偿方法进行模拟,并以光轴指向精度作为评价标准对补偿效果进行了评估.仿真结果表明,变形误差在轨补偿前后,太阳观测载荷光轴指向精度提升了两个数量级.验证了本文提出方法的有效性.研究结果可为其他含有二维调节机构的有效载荷提供参考. 展开更多
关键词 太阳观测 变形误差 在轨辨识与补偿 二维调节机构
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航天器在轨操作过程柔性体碰撞动力学建模
4
作者 葛东明 鄂薇 +5 位作者 邹元杰 邓润然 关晓东 柳翠翠 张志娟 宫伟伟 《航天器环境工程》 2026年第1期17-24,共8页
针对航天器在轨操作过程中柔性多体系统的接触碰撞动力学建模与系统仿真需求,提出一种柔性多体接触碰撞动力学建模方法,用以刻画冲击能量在结构振动与接触碰撞过程中的产生、传递与耗散动力学行为。所建立的动力学方程适用于任意线性小... 针对航天器在轨操作过程中柔性多体系统的接触碰撞动力学建模与系统仿真需求,提出一种柔性多体接触碰撞动力学建模方法,用以刻画冲击能量在结构振动与接触碰撞过程中的产生、传递与耗散动力学行为。所建立的动力学方程适用于任意线性小变形结构及凸几何形状,具有良好的结构动力学模型与几何模型通用性,能够实现多面、多点接触碰撞检测,更符合实际物理过程。通过将柔性体接触碰撞动力学方程与柔性多体动力学方程耦合,构建了统一的仿真模型,可用于空间目标在轨抓捕、空间结构在轨组装等典型航天器在轨操作任务的总体方案设计与系统仿真验证。 展开更多
关键词 航天器 在轨操作 柔性多体系统 接触碰撞 动力学建模
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低气压风速标定方法误差的仿真研究
5
作者 李西园 陈逸辰 +2 位作者 顾志飞 高庆华 吴东亮 《航天器环境工程》 2026年第1期43-53,共11页
在低气压条件下实现高精度风速标定是火星探测器和平流层飞行器研制与环境验证中的关键技术需求。针对火星表面环境下风速标定误差难以评估的问题,文章针对旋转标定方法和沉没射流标定方法,分别建立旋转流场滑移网格模型和沉没射流风道... 在低气压条件下实现高精度风速标定是火星探测器和平流层飞行器研制与环境验证中的关键技术需求。针对火星表面环境下风速标定误差难以评估的问题,文章针对旋转标定方法和沉没射流标定方法,分别建立旋转流场滑移网格模型和沉没射流风道模型,采用计算流体力学(CFD)方法开展仿真研究。旋转标定方法的主要误差来源为气体随流效应:在风速为15 m/s时,随流误差可超过1.0 m/s;通过采用瞬态标定策略,总体误差可控制在0.5 m/s以内。沉没射流标定方法的主要误差源于低雷诺数条件下喷口出口风速分布不均,在风速低于10 m/s时,标定误差与旋转标定方法基本相当;当风速高于15 m/s时,随着雷诺数增大,速度均匀区扩大,标定误差逐渐减小。文章建立的仿真模型和误差评估方法可为火星探测器热环境试验提供参考。 展开更多
关键词 低气压 低密度气体 风速标定 旋转标定 沉没射流标定方法 计算流体力学仿真
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空间柔性卷绕式太阳电池阵减振防护技术
6
作者 赵寿根 高红鑫 +3 位作者 朱佳林 李一博 张振 杨乐天 《航空学报》 北大核心 2026年第2期154-170,共17页
针对柔性卷绕式空间太阳电池阵在发射阶段振动环境中的结构安全性问题,提出了一种基于卷绕预紧力和聚酰亚胺泡棉的创新性减振防护方案。该方案在无需额外复杂结构的情况下,仅通过调整卷绕预紧力和引入聚酰亚胺泡棉减振层,有效提升了空... 针对柔性卷绕式空间太阳电池阵在发射阶段振动环境中的结构安全性问题,提出了一种基于卷绕预紧力和聚酰亚胺泡棉的创新性减振防护方案。该方案在无需额外复杂结构的情况下,仅通过调整卷绕预紧力和引入聚酰亚胺泡棉减振层,有效提升了空间电池阵的抗振性。研究首先建立了柔性卷绕式太阳电池阵的精细化仿真分析模型,然后评估了不同振动频率、振幅及预紧力对电池阵结构安全性的影响规律。在此基础上,对样机开展了相应振动试验,验证了论文方案在实际应用中的减振效果,试验实测结果表明该减振防护措施能够显著降低CIC电池的应变响应,减振效率达60%以上,同时,仿真和试验测试结果的一致性,也证明了论文分析模型的准确、可靠。 展开更多
关键词 柔性卷绕式太阳电池阵 卷绕预紧力 减振防护 聚酰亚胺泡棉 应变响应
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面向直角坐标的解析型状态转移矩阵及其在定轨中的应用
7
作者 胡松华 汤靖师 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期127-137,共11页
状态转移矩阵(STM)作为系统状态量偏导数矩阵,在航天器轨道状态估计与控制中发挥着关键作用。针对直角坐标系下的分析形式STM构建难题,基于泰勒展开构建了航天器短期轨道解析表达式,推导出适用于直角坐标的分析形式STM算法。该算法结合... 状态转移矩阵(STM)作为系统状态量偏导数矩阵,在航天器轨道状态估计与控制中发挥着关键作用。针对直角坐标系下的分析形式STM构建难题,基于泰勒展开构建了航天器短期轨道解析表达式,推导出适用于直角坐标的分析形式STM算法。该算法结合数值STM的通用性优势与分析形式STM的高效性特点,实现了计算开销与精度的平衡。在地月空间及近地航天器扩展卡尔曼滤波(EKF)定轨实验中,分析形式STM计算时间仅为数值STM的0.1%,使EKF总耗时减少90%,且定轨精度满足任务需求。在太阳辐射压参数修正方面,分析形式STM与数值STM收敛至理论值附近(相对误差<0.1%),收敛速度差异小于1%。 展开更多
关键词 状态转移矩阵(STM) 扩展卡尔曼滤波(EKF) 泰勒展开 地月空间轨道 轨道确定
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联合国外空委关于地球静止轨道议题研究进展
8
作者 王文娟 王思 《国际太空》 2026年第1期26-29,共4页
0引言联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS,简称外空委)成立于1959年,旨在制定和平利用外空的国际规则,促进各国在外空领域的国际合作,研究与外空开发利用有关的科技问题及可能产生的法律问题。外空委下设科技小组委员会和法律小组委员... 0引言联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS,简称外空委)成立于1959年,旨在制定和平利用外空的国际规则,促进各国在外空领域的国际合作,研究与外空开发利用有关的科技问题及可能产生的法律问题。外空委下设科技小组委员会和法律小组委员会,定期召开年度会议。中国于1980年加入外空委,由外交部、国家航天局牵头组织国内相关单位参加会议。 展开更多
关键词 和平利用外层空间 地球静止轨道
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星基无线电信号遮挡仿真分析
9
作者 刘卫 贺泉 饶建兵 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期178-184,共7页
针对航天器功能多样化和构型复杂化发展过程中,面临的部组件间的遮挡分析和设计优化问题,分析和评估潜在的解决方案。通过坐标旋转后的正投影,将遮挡几何从三维空间投影到二维平面,问题简化为点与三角形几何关系的判断。基于面板方法,... 针对航天器功能多样化和构型复杂化发展过程中,面临的部组件间的遮挡分析和设计优化问题,分析和评估潜在的解决方案。通过坐标旋转后的正投影,将遮挡几何从三维空间投影到二维平面,问题简化为点与三角形几何关系的判断。基于面板方法,引入一维几何前后位置判断和点与三角形关系的必要条件两级预筛选,大幅度降低计算任务数,提高遮挡分析效率。构建简化的星链卫星三维模型,开展仿真分析,统计发现两级筛选平均可降低约95%的计算量。计算给出了不同天线安装位置对应的太阳翼遮挡热力图。验证投影转换加两级筛选方法进行遮挡分析的正确性和有效性,突破STK等商用软件输出信息单一、无法定制和过程不可控等短板,可更好地支撑航天器组件布局设计优化工作。 展开更多
关键词 航天器 信号遮挡 热点图 面板方法 正投影
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低温排气阀非金属复合导向技术研究
10
作者 郭海鑫 王宇 +2 位作者 吴立夫 娄少华 陈慧敏 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期50-57,共8页
低温排气阀是液体火箭动力系统的关键单机,导向卡滞是其主要故障模式。为提高低温排气阀动作可靠性,提出一种“金属-非金属”复合导向结构。研究了非金属热压成型工艺,对低温下导向间隙变化进行理论计算和仿真分析,搭建试验系统对复合... 低温排气阀是液体火箭动力系统的关键单机,导向卡滞是其主要故障模式。为提高低温排气阀动作可靠性,提出一种“金属-非金属”复合导向结构。研究了非金属热压成型工艺,对低温下导向间隙变化进行理论计算和仿真分析,搭建试验系统对复合导向结构成型工艺可靠性和间隙计算合理性进行试验验证。研究结果表明,低温排气阀非金属复合导向结构能够适应低温使用工况,具有更高的动作可靠性和耐多余物能力。 展开更多
关键词 低温排气阀 复合导向 热压成型 导向间隙 试验研究
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飞行器动态再入状态下的等离子体分布特性研究
11
作者 傅杨奥骁 丁明松 +4 位作者 江涛 李鹏 许勇 董维中 杨鹰 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期50-60,共11页
针对飞行器再入过程中飞行高度动态变化对等离子体分布特性的影响,通过数值求解非定常三维化学非平衡Navier-Stokes方程,建立了动态等离子体流场数值模拟方法,并采用加速算法提高了计算效率。针对典型外形飞行器再入过程,分析了飞行高... 针对飞行器再入过程中飞行高度动态变化对等离子体分布特性的影响,通过数值求解非定常三维化学非平衡Navier-Stokes方程,建立了动态等离子体流场数值模拟方法,并采用加速算法提高了计算效率。针对典型外形飞行器再入过程,分析了飞行高度动态升高与下降过程对等离子体分布特性的影响。结果显示,飞行高度动态变化时,等离子体分布特性变化明显,动态效应对电子数密度影响超90%。飞行高度下降时流场温度降低、电离反应减弱,电子数密度下降;上升时则相反。飞行高度动态变化幅度越大,对等离子体分布影响越显著,动态与稳态结果差异也越大。此外,该影响具时间累积效应,连续起伏时影响更突出,飞行器历经升降到达同一高度,流场峰值电子数密度或差近一倍。研究结果可为飞行器通信传输与探测等工程应用提供参考。 展开更多
关键词 再入飞行器 化学非平衡 等离子体鞘套 非定常 数值模拟
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离散组装力学超结构的晶格融合设计及性能调控研究
12
作者 郭祥宇 朱楠 +4 位作者 徐元铭 王昕 李振 李秉洋 王鹏飞 《航空制造技术》 北大核心 2026年第1期87-97,共11页
力学超结构凭借其优异的力学性能,在航空航天等领域应用前景广阔。然而,当前力学超结构的制备普遍依赖于增材制造技术,导致其性能固化、调控手段受限。为解决这些问题,本文提出一种基于L形组件的可编程离散组装方法。该组件具备几何兼... 力学超结构凭借其优异的力学性能,在航空航天等领域应用前景广阔。然而,当前力学超结构的制备普遍依赖于增材制造技术,导致其性能固化、调控手段受限。为解决这些问题,本文提出一种基于L形组件的可编程离散组装方法。该组件具备几何兼容特性,通过改变空间排布,可实现Octet、FCC、Cuboctahedra 3类典型晶格的通用组装与拓扑互换,突破传统组装方法构型单一的限制。制备上采用3D打印与机械连接相结合的混合工艺,实现了无支撑打印,同时兼顾高制备效率与低成本效益。本研究通过有限元仿真系统探究了3类离散组装超结构的力学特性,明确了晶格拓扑与刚度、强度及能量吸收性能的内在关联;进一步提出软-硬层混杂与局部硬化两种性能调控策略,并深入分析了不同杂化布局对力学特性的影响。本研究为超结构力学性能调控提供了新路径,有望为航空航天等领域大尺度结构的性能定制与轻量化设计提供新思路。 展开更多
关键词 力学超结构 离散组装 增材制造 胞元混杂 性能调控
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双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析
13
作者 庞维坤 王卫杰 +3 位作者 樊亚洪 李磊 杨洋 朱宏业 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期306-316,共11页
面向复杂航天任务对航天器有效载荷万向敏捷和超精指向性能迫切需求,提出一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台,开展双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析。采用动圈式转子方案,转子组件4条挂耳形线圈成对绕置并胶装于骨架轴向两侧凹槽内;定... 面向复杂航天任务对航天器有效载荷万向敏捷和超精指向性能迫切需求,提出一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台,开展双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析。采用动圈式转子方案,转子组件4条挂耳形线圈成对绕置并胶装于骨架轴向两侧凹槽内;定子组件成对平行布设共转轴、双环状轴向充磁磁钢,形成均匀性稳定磁密,为载荷舱敏捷机动提供周向双通道对称工作气隙。基于等效磁路法建立气隙磁密模型,从气隙磁密均匀度和波动率2方面定义磁密线性度,进而开展转子旋转动力学建模,构建旋转力矩模型。运用Maxwell有限元法建立旋转磁轴承有限元模型,并进行算例仿真,结果表明:所述旋转磁轴承方案气隙旋转包络中心位置处磁密可达685.624 mT,周向磁密均匀度为99.72%,大幅改善气隙磁密均匀性,避免了径向充磁式方案气隙磁密衰减和纵向磁场扩散的局限,有效提升载荷舱旋转状态下的稳定度和指向精度。 展开更多
关键词 轴向充磁 扇形磁钢环 动圈式转子 磁密线性度 等效磁路法 有限元分析
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冰卫星冻结轨道长期保持的脉冲控制策略
14
作者 陆鹏飞 王悦 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期73-89,共17页
针对环绕巨行星冰卫星冻结轨道长期演化的不稳定问题,提出一种轨道长期保持的脉冲控制策略。考虑冰卫星非球形引力和行星第三体引力摄动,基于两次平均化方法建立环绕冰卫星的轨道长期演化动力学模型,进而利用平均化系统中不稳定冻结轨... 针对环绕巨行星冰卫星冻结轨道长期演化的不稳定问题,提出一种轨道长期保持的脉冲控制策略。考虑冰卫星非球形引力和行星第三体引力摄动,基于两次平均化方法建立环绕冰卫星的轨道长期演化动力学模型,进而利用平均化系统中不稳定冻结轨道的流形结构设计轨道长期保持控制策略。首先,选取位于冻结轨道稳定流形上的目标平均轨道要素;随后,采用黄金分割搜索与微分修正方法,将目标平均轨道要素还原为目标瞬时轨道要素,再构建和求解控制脉冲的非线性规划问题,通过不断将轨道演化轨迹转移至冻结轨道稳定流形,从而实现冻结轨道的长期保持。数值算例表明,所提出的脉冲控制策略能够有效改变轨道长期演化趋势,抑制摄动因素造成的偏心率长期增长,显著提高冻结轨道寿命。 展开更多
关键词 冰卫星 冻结轨道 轨道长期保持 不变流形 轨道寿命
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月壤水冰预探传感器地面测试系统设计及验证
15
作者 王子玥 裘桢炜 +3 位作者 洪津 崔珊珊 聂安然 武苗苗 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第1期96-100,共5页
月壤水冰预探传感器是通过近距观测快速初判月壤是否含水的仪器。为了检验其含水判断检测限,设计了一种地面测试系统,并对该系统进行了验证。通过将制备与测试一体化的平台设计,解决了样品转运过程环境差异导致水含量变化的问题。通过... 月壤水冰预探传感器是通过近距观测快速初判月壤是否含水的仪器。为了检验其含水判断检测限,设计了一种地面测试系统,并对该系统进行了验证。通过将制备与测试一体化的平台设计,解决了样品转运过程环境差异导致水含量变化的问题。通过环境设计,保证了模拟月壤样品含水率稳定性,保障月壤水冰预探传感器测试结果的可靠性;通过流程设计,保证称重法及时获取样品含水率信息,解决了信息滞后导致验证检测限低效的问题。验证测试结果表明,可以保证样品含水变化率在2 h内小于0.2%质量分数。基于该系统,验证了在模拟月面低温的测试环境下,传感器的检测限满足0.5%质量分数(99.6%的置信概率)要求。该系统为非接触式探测含水月壤的传感器地面验证提供了参考。 展开更多
关键词 月球探测 模拟月壤 水含量 环境模拟 近红外光谱
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基于序列凸优化的多目标规避方法
16
作者 周敬博 李克行 《空间科学学报》 北大核心 2026年第1期189-197,共9页
随着近地轨道航天器与空间碎片数量激增,航天器同空间碎片发生的交会事件不断增多,航天器可能同时面对多个碎片的碰撞威胁,因此航天器需具备对多个空间碎片的规避能力.针对多个空间碎片短期交会的情况,以航天器推力约束与碰撞概率约束... 随着近地轨道航天器与空间碎片数量激增,航天器同空间碎片发生的交会事件不断增多,航天器可能同时面对多个碎片的碰撞威胁,因此航天器需具备对多个空间碎片的规避能力.针对多个空间碎片短期交会的情况,以航天器推力约束与碰撞概率约束为依据,提出了基于序列凸优化的多目标规避方法.将连续推力控制问题转化为脉冲推力的规划问题,进而将凸优化问题的目标函数与非线性约束进行凸化处理,采用序列凸优化方法求解该规划问题.在对多目标的规避问题上,该方法既能有效降低航天器与空间碎片的碰撞风险,又能保证较低的燃料消耗,能够适用于低推力航天器长时间规避机动规划.同时,序列凸优化问题的求解速度较快,可以满足自主计算的需求. 展开更多
关键词 碰撞规避 凸优化 序列凸优化 信赖域 多脉冲优化 二阶锥规划
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基于证据理论的多航天器轨道博弈意图识别方法
17
作者 王鸿博 张尧 +1 位作者 李谋 张昆鹏 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期61-72,共12页
针对多航天器轨道博弈中的意图识别问题,结合深度学习与证据理论提出“参数预测-博弈行为-博弈意图”的意图识别方法。首先,基于专家经验构建目标航天器集群的多种博弈行为与意图;其次,设计用于提取时序轨道状态特征的深度神经网络,以... 针对多航天器轨道博弈中的意图识别问题,结合深度学习与证据理论提出“参数预测-博弈行为-博弈意图”的意图识别方法。首先,基于专家经验构建目标航天器集群的多种博弈行为与意图;其次,设计用于提取时序轨道状态特征的深度神经网络,以预测目标航天器集群的关键行为参数;随后,基于证据理论,建立行为参数表征下的航天器博弈行为推理过程;然后,设计基于条件概率表的博弈意图推理策略,通过博弈行为推理目标航天器集群的博弈意图;最后,通过对比实验证明,该意图识别方法在具备较高意图识别准确率的同时,可有效提升意图识别过程的可解释性。 展开更多
关键词 航天器集群 轨道博弈 意图识别 证据理论 深度学习
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横向循环载荷作用下螺柱滑移松动的试验测试及数值分析
18
作者 赵振龙 祁同晖 +3 位作者 孙宇 覃文洁 庄士俊 王兰 《机械强度》 北大核心 2026年第2期120-125,共6页
【目的】在横向循环载荷作用下,螺纹连接结构的接触面间会产生微动滑移,引起旋转松动,损害系统的性能,甚至引发重大安全事故。以承受横向循环载荷的紧螺纹螺柱连接结构为研究对象,运用试验测试和有限元仿真的方法对其接触界面的滑移行... 【目的】在横向循环载荷作用下,螺纹连接结构的接触面间会产生微动滑移,引起旋转松动,损害系统的性能,甚至引发重大安全事故。以承受横向循环载荷的紧螺纹螺柱连接结构为研究对象,运用试验测试和有限元仿真的方法对其接触界面的滑移行为进行考察,可为螺纹连接结构的可靠性设计提供支撑。【方法】采用基于摩擦纳米发电机原理的自驱动传感器测量螺母的旋转滑移位移,实现了对螺柱松动的监测。对在横向循环载荷作用下螺柱连接结构的接触滑移情况进行有限元仿真,考察了几个不同幅值循环载荷下螺纹连接结构中螺母支承面和螺纹接触面的滑移行为。【结果】结果表明,螺母支承面发生了完全滑移;而与下连接件接触的螺纹面则仅发生了局部滑移;部分螺纹圈1个载荷循环内的所有接触面在不同时刻都发生了过滑移,即蠕动滑移。随着循环载荷次数的增加,发生蠕动滑移的螺纹圈数增加。在预紧力相同的情况下,横向循环载荷的幅值越大,所有螺纹面越早进入蠕动滑移状态,螺柱也松动得越快。 展开更多
关键词 螺纹连接结构 接触滑移 松动 测试 有限元法
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基于变换热学的疏导式热防护结构设计及传热特性分析
19
作者 戴婷 杨传梁 李斌 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期96-110,共15页
高超声速飞行器热防护结构通常采用不同温度区域分区设计,难以解决温度分布不均匀、高热流密度区动态变化等问题。本文基于变换热学原理和梯度材料分布方式,针对高超声速飞行器头锥前缘,设计了能够实现热流定向传导的被动疏导式热防护... 高超声速飞行器热防护结构通常采用不同温度区域分区设计,难以解决温度分布不均匀、高热流密度区动态变化等问题。本文基于变换热学原理和梯度材料分布方式,针对高超声速飞行器头锥前缘,设计了能够实现热流定向传导的被动疏导式热防护结构。建立了坐标变换方程,推导了局部区域传热系数分布矩阵,利用幂函数分布模型设计了组分材料的梯度分布,并通过有限元软件进行了数值仿真计算。在数值算例中,通过对比验证梯度层叠结构相对于传统隔热结构的优势,探讨了层叠设计参数对结构温度分布的影响规律。研究结果表明:梯度层叠结构相较于传统的热防护结构,在降低高热流密度区温度、减小高温区面积方面具有明显优势,可以实现热流更高效疏导的目标,具有热绕流的效果;相比于传统隔热结构,采用梯度层叠方式的结构前缘驻点最高温度降低120.28 K,内外表面温差降低16.32%,低温区温度提高约50 K,大于1 200 K的高温区面积减小50.62%;随着梯度层叠结构层数增加,隔热能力逐渐增强,而热流疏导能力逐渐减弱;梯度指数和体积分数主要通过改变材料的总体积占比影响结构的隔热和疏导性能,并且越靠近外层,材料体积占比对疏导性能的影响越显著;高导热C/C材料与气凝胶之间的接触热阻对结构隔热性能的影响较明显,对热流疏导能力影响较小。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 热防护系统 变换热学 梯度结构 数值计算
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高超声速飞行器协同机动行为模式研究
20
作者 滕竺芸 王惟 王晓芳 《飞行力学》 北大核心 2026年第1期61-68,共8页
针对多约束下高超声速飞行器协同飞行机动行为模式进行了研究。建立了高超声速飞行器的运动模型与约束模型,考虑飞行器的作战任务与特点,分析了飞行器纵向和侧向的运动特性和机动模式。设计了飞行器纵向分别做准平衡滑翔和跳跃滑翔运动... 针对多约束下高超声速飞行器协同飞行机动行为模式进行了研究。建立了高超声速飞行器的运动模型与约束模型,考虑飞行器的作战任务与特点,分析了飞行器纵向和侧向的运动特性和机动模式。设计了飞行器纵向分别做准平衡滑翔和跳跃滑翔运动时满足过载、热流、动压等过程约束的攻角和侧倾角指令范围确定方法。针对禁飞区约束,构建了能够满足控制量约束、过程约束等多约束前提下距圆柱形禁飞区中轴线最近的侧倾角指令优化模型,并采用序列二次规划方法对其进行求解。设定了多飞行器纵向分别做准平衡滑翔、跳跃滑翔,侧向做半圆机动、S形机动和蛇形机动的协同机动飞行模式,并给出了满足过程约束、禁飞区约束的协同飞行模型集指令设计方法。仿真结果表明:采用所设计的指令,高超声速飞行器能够在满足多种约束的前提下实现指定模式的协同机动飞行。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 协同机动 多约束 模型集
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