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空间粒子辐射被动防护方法研究进展
1
作者 韩雪岩 池晓淼 +2 位作者 刘宇辰 韩毅 李国栋 《载人航天》 北大核心 2026年第1期112-124,共13页
针对航天任务中航天员辐射暴露风险较高、航天器关键设备服役寿命易受其影响的问题,综述了空间辐射粒子的组成及其防护机理,并对近5年来空间粒子辐射屏蔽材料的相关研究进行系统梳理,总结了高分子聚合物及其复合材料、氢化物和储氢材料... 针对航天任务中航天员辐射暴露风险较高、航天器关键设备服役寿命易受其影响的问题,综述了空间辐射粒子的组成及其防护机理,并对近5年来空间粒子辐射屏蔽材料的相关研究进行系统梳理,总结了高分子聚合物及其复合材料、氢化物和储氢材料、金属材料和行星土壤、屏蔽结构和防护装备在空间辐射屏蔽效果、次级粒子产生率、轻量化设计和空间环境适应性等方面的研究现状,并展望未来空间粒子辐射屏蔽材料的发展趋势和面临挑战。 展开更多
关键词 空间粒子辐射 被动防护 屏蔽材料 富氢材料
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激光增材制造轻量化卫星飞轮支架研制技术
2
作者 肖亚开 杨轩 +2 位作者 赵鑫光 张晓彤 吴一 《宇航材料工艺》 北大核心 2026年第1期67-71,共5页
针对激光增材制造铝合金卫星支架成形性差、力学性能低等问题和构型复杂、轻量化等需求,以卫星飞轮支架为例,提出纳米陶瓷颗粒改性铝合金(陶铝)和拓扑优化结合参数化设计的结构设计方法。首先,通过微观材料尺度改性设计得到成形性高、... 针对激光增材制造铝合金卫星支架成形性差、力学性能低等问题和构型复杂、轻量化等需求,以卫星飞轮支架为例,提出纳米陶瓷颗粒改性铝合金(陶铝)和拓扑优化结合参数化设计的结构设计方法。首先,通过微观材料尺度改性设计得到成形性高、微观组织细小均匀的陶铝材料,实现弹性模量、强度和塑性明显提升;其次,通过拓扑优化和参数化设计使飞轮支架实现减重55%,同时通过力学仿真分析证明支架刚度、强度、放大倍数均满足设计要求;最后,通过激光增材制造工艺参数调控减少陶铝材料缺陷,实现所设计飞轮支架的高质量成形。研究成果可推广应用于更多卫星结构件设计制造中,实现结构件减重和高性能,并提高研制效率。 展开更多
关键词 卫星飞轮支架 激光增材制造 铝基复合材料 结构优化设计 轻质高性能
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基于数据驱动方法的2195铝锂合金超低温变形和热处理的工艺-性能关系建模
3
作者 周华博 姚梦佳 +1 位作者 刘伟 苑世剑 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第2期96-101,共6页
为揭示2195铝锂合金在超低温预变形和时效条件下的性能演化规律,设计了固溶-超低温预变形-时效的工艺路径,系统研究了变形量、时效温度和时效时间对力学性能的耦合效应。结果表明,适量预变形能够显著提高合金强度,但会降低塑性;延长时... 为揭示2195铝锂合金在超低温预变形和时效条件下的性能演化规律,设计了固溶-超低温预变形-时效的工艺路径,系统研究了变形量、时效温度和时效时间对力学性能的耦合效应。结果表明,适量预变形能够显著提高合金强度,但会降低塑性;延长时效时间使强度呈现先升高后下降、伸长率先降低后回升的规律;升高时效温度则使强度峰值前移,伸长率持续降低。基于实验数据,采用多种数据驱动模型建立“工艺-性能”映射关系。结果显示,多层感知器在强度预测中精度最高,而支持向量机在伸长率预测中表现更优。研究表明,实验数据结合机器学习方法能够有效揭示复杂工艺参数下的性能演化规律。 展开更多
关键词 2195铝锂合金 超低温变形 热处理 机器学习 性能预测
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碳纤维增强陶瓷基热结构复合材料的研究进展 被引量：1
4
作者 李军平 金恩泽 +2 位作者 袁泽帅 房金铭 冯志海 《宇航总体技术》 2025年第3期74-80,共7页
碳纤维增强陶瓷基热结构复合材料具有低密度、耐高温、抗氧化烧蚀等特点,在极端气动加热环境下可兼具防热与承载功能,因此在航天飞行器热防护系统中具有巨大的应用潜力。经过近几十年的发展,陶瓷基热结构复合材料针对不同的使用环境发... 碳纤维增强陶瓷基热结构复合材料具有低密度、耐高温、抗氧化烧蚀等特点,在极端气动加热环境下可兼具防热与承载功能,因此在航天飞行器热防护系统中具有巨大的应用潜力。经过近几十年的发展,陶瓷基热结构复合材料针对不同的使用环境发展出了多种材料体系和制备工艺,有效支撑了相关领域的快速发展。从新工艺、新材料两个角度对近年来的研究进展进行了综述,旨在为进一步推动该复合材料的发展提供参考。 展开更多
关键词 碳纤维 陶瓷基复合材料 航天飞行器 热结构
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氧气流量对等离子体增强化学气相沉积硅氧烷涂层的防原子氧性能的影响
5
作者 王虎 王兰喜 +8 位作者 周晖 李学磊 杨淼 李坤 倪壮 李中华 王志民 左华平 何延春 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
低轨环境下的原子氧是造成聚酰亚胺薄膜被剥蚀失效的关键因素,硅氧烷涂层是对聚酰亚胺薄膜进行空间原子氧防护的重要手段。利用等离子体增强化学气相沉积的方法在聚酰亚胺薄膜基材上在不同氧气流量下制备了硅氧烷涂层,研究了氧气流量对... 低轨环境下的原子氧是造成聚酰亚胺薄膜被剥蚀失效的关键因素,硅氧烷涂层是对聚酰亚胺薄膜进行空间原子氧防护的重要手段。利用等离子体增强化学气相沉积的方法在聚酰亚胺薄膜基材上在不同氧气流量下制备了硅氧烷涂层,研究了氧气流量对涂层的沉积速率、断面形貌和成分的影响,对涂层样品开展了原子氧作用试验并测定了试验后的质量损失及表面形貌。研究结果表明,随着氧气流量的增加,涂层中的有机基团逐渐减少,同时SiO_(x)结构逐渐增多。经原子氧暴露试验发现,涂层中的有机基团易与原子氧发生反应形成气态产物,造成较高的质量损失,表现出涂层的质量损失随着氧气流量的增加呈现出指数衰减趋势。然而,过高的氧气流量下制备的涂层可能会具有较高的结构应力,使其在原子氧作用时产生裂纹,表现出质量损失的急剧升高。 展开更多
关键词 氧气流量 等离子体增强化学气相沉积 硅氧烷 涂层 防原子氧
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空间原子氧防护涂层技术研究现状及挑战
6
作者 王虎 何延春 +10 位作者 李中华 周超 李坤 李学磊 左华平 王晓毅 王兰喜 杨淼 李毅 周晖 张斌 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期40-56,共17页
原子氧防护涂层是保障低轨航天器长寿命高可靠的有效途径。简要阐述原子氧防护涂层的研究进展,对影响原子氧防护涂层性能的因素进行研究。结果表明,涂层的表面粗糙度会增加原子氧与材料表面的碰撞概率,涂层中的缺陷会提供原子氧的侵蚀通... 原子氧防护涂层是保障低轨航天器长寿命高可靠的有效途径。简要阐述原子氧防护涂层的研究进展,对影响原子氧防护涂层性能的因素进行研究。结果表明,涂层的表面粗糙度会增加原子氧与材料表面的碰撞概率,涂层中的缺陷会提供原子氧的侵蚀通道,涂层的成分与结构会影响原子氧反应的概率。调查空间原子氧防护涂层的种类,分析不同类型涂层的特点。无机涂层防护性能优异,但其柔韧性较差;有机硅涂层柔韧性较好,但在大通量原子氧作用下易出现缺陷;复合结构涂层可以满足多种功能复合的需求,但对工艺要求也较高。对涂层制备方法进行整理归纳,对比分析磁控溅射、等离子体增强化学气相沉积、离子束共沉积、原子层沉积、溶胶-凝胶、前驱体光解/水热固化六种不同制备技术的优缺点以及应用对象。分析介绍原子氧防护涂层的进一步发展趋势。研究结果为我国低轨航天器材料的原子氧防护提供必要的研究依据和参考,为原子氧防护涂层技术的发展提供研究思路。 展开更多
关键词 原子氧 防护 涂层 制备
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真空低温环境下碳泡沫吸波材料电磁性能测试研究
7
作者 杜春林 秦家勇 +1 位作者 王宇辰 申彬 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第4期326-331,共6页
随着低轨互联网卫星星座的兴起和卫星天线技术的发展,开展热真空环境下卫星与天线联合无线测试成为新的试验模式,以增加测试覆盖性。为此,需要建立一个具备高真空、低温、低微波反射率的综合热试验环境。文章通过分析确定了吸波材料应... 随着低轨互联网卫星星座的兴起和卫星天线技术的发展,开展热真空环境下卫星与天线联合无线测试成为新的试验模式,以增加测试覆盖性。为此,需要建立一个具备高真空、低温、低微波反射率的综合热试验环境。文章通过分析确定了吸波材料应用于真空低温环境下需要关注的关键参数,并给出了参考指标;提出了基于碳泡沫吸波材料的低微波反射率和低无源互调(Passive Intermodulation,PIM)指标的吸波热沉的研制技术流程、测试内容及结果。 展开更多
关键词 热真空试验 碳泡沫 无源互调 吸波热沉
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火星富CO_(2)大气环境下NaY沸石吸附分子污染物机制研究
8
作者 冯爱虎 戴洁燕 +2 位作者 高旭 张青春 于云 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期310-316,共7页
利用多孔沸石分子筛实时收集空间分子污染物,是解决在轨航天器空间分子污染的新方法.除高真空环境外,飞行任务阶段的火星探测器还面临特殊的富CO_(2)大气环境.为了克服空间分子污染物对火星探测器的高灵敏分析仪及其他光学敏感部件造成... 利用多孔沸石分子筛实时收集空间分子污染物,是解决在轨航天器空间分子污染的新方法.除高真空环境外,飞行任务阶段的火星探测器还面临特殊的富CO_(2)大气环境.为了克服空间分子污染物对火星探测器的高灵敏分析仪及其他光学敏感部件造成的污染,同时降低分子污染物掩盖潜在生命迹象或导致假阳性结果的可能性,需要验证沸石分子筛是否可以应用于火星探测器.针对火星探测器面临的特殊火星大气环境,本文重点开展富CO_(2)大气环境下,NaY沸石分子筛对空间分子污染物的吸附作用机制研究.选用甲苯(C7H8)作为目标分子污染物,模拟证实CO_(2)分子主要吸附于NaY沸石β笼位点,甲苯分子则优先吸附于超笼位点,CO_(2)分子的存在并不影响甲苯分子的吸附.因此,在火星富CO_(2)大气条件下,NaY沸石分子筛可以应用于火星探测器,用于控制空间分子污染物水平. 展开更多
关键词 火星探测器 富CO_(2)大气环境 NAY沸石 空间分子污染物 吸附机制
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基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术
9
作者 陈立芳 周宇航 +1 位作者 房务官 郭仪翔 《纺织学报》 北大核心 2025年第3期188-195,共8页
飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实... 飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实体测试系统完成陶瓷纤维毡在不同工况下的气密及传热特性测试。测试前通过虚拟空间开展热密封环境模拟仿真,测试中通过数据在虚实空间的动态交互实现测试过程的监测预警,测试后运行数字孪生系统对测试结果进行评估,并基于孪生模型对超出测试范围的参数完成虚拟测试。实验结果表明:陶瓷纤维毡在30%压缩率、1100℃高温时的泄漏率相较于常温工况约减少了72%,该研究解决了超高参数下热密封材料无法测试的难题。 展开更多
关键词 再入飞行器 数字孪生 热密封材料 气密特性 传热特性 高温测试技术
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太阳探测器热防护系统发展现状及趋势
10
作者 马彬 张颜 +2 位作者 代树武 王心桥 徐宝升 《深空探测学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期531-541,共11页
随着太阳探测任务向更近太阳、更极端环境拓展,热防护系统(Thermal Protection System,TPS)作为关键技术备受关注。本研究系统梳理了日地L1点探测、太阳极轨探测与太阳抵近探测3类任务的热环境特点及其对TPS的应用需求,深入分析了对应TP... 随着太阳探测任务向更近太阳、更极端环境拓展,热防护系统(Thermal Protection System,TPS)作为关键技术备受关注。本研究系统梳理了日地L1点探测、太阳极轨探测与太阳抵近探测3类任务的热环境特点及其对TPS的应用需求,深入分析了对应TPS的设计理念、材料选择与技术路线。研究表明,未来太阳探测热防护技术的发展趋势已超越单一材料性能的提升,转向结构–功能一体化的协同设计,这包括:①开发耐超高温轻量化复合材料,构建高效隔热与承载性能兼具的复合结构;②提升热光学涂层技术,在提升多途径防热效能的同时,确保材料在极端太阳风环境下的长期稳定性;③推进大尺寸整体化制备工艺,以实现高可靠性与低成本的统一。本研究提炼的关键材料与优化方法,为中国深空探测任务应对极端热环境提供了重要的理论支持与技术储备。加快相关核心技术攻关,对提升国家航天科技原始创新能力和深空探测战略实施具有重大意义。 展开更多
关键词 太阳探测 热防护系统 复合材料
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地面沉降作用下超大直径管土交互耦合演化规律研究
11
作者 张心月 黄帅 +1 位作者 李亮亮 张力方 《防灾科技学院学报》 2026年第1期27-34,共8页
地面沉降灾害严重威胁长输油气管道的安全运行,深入研究管土耦合作用机理对于保障能源安全具有重要意义。基于有限元数值模拟方法,建立考虑管土双向耦合作用的X80埋地管道三维数值模型,系统研究不同沉降位移、沉降范围及沉降模式对管道... 地面沉降灾害严重威胁长输油气管道的安全运行,深入研究管土耦合作用机理对于保障能源安全具有重要意义。基于有限元数值模拟方法,建立考虑管土双向耦合作用的X80埋地管道三维数值模型,系统研究不同沉降位移、沉降范围及沉降模式对管道应力分布与变形特征的影响规律。结果表明:随沉降位移增大,管道Mises应力显著上升,沉降区中部呈压应力状态,两侧转为拉应力,边界处应力集中明显;沉降范围扩大时,最大应力降低,应力分布呈“双峰”特征;管道变形量与土体沉降量并非线性关系,管道刚度对土体变形具有抑制作用,体现了管土系统的双向耦合特性;采空区沉降较常规地面沉降诱发更剧烈的应力集中,应力峰值高出18%~35%。 展开更多
关键词 X80管道 地面沉降 管土耦合 力学性能 数值模拟
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C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展 被引量：1
12
作者 王硕博 刘可立 +6 位作者 宋运泽 王兵 杨超 董健 柳彦博 刘玲 王琴 《推进技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能... 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。 展开更多
关键词 热防护 C/C复合材料 陶瓷涂层 表面涂层技术 抗氧化 耐高温 综述
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防隔热一体化材料研究进展 被引量：3
13
作者 韩清壮 向阳 +4 位作者 彭志航 冯坚 李良军 文瑾 刘平 《粉末冶金材料科学与工程》 2025年第2期79-100,共22页
在严酷的服役环境中,航天器必须经受长期暴露于有氧环境、极端气动加热、高温和高压的严峻考验。热防护材料在高温和强气流的双重作用下展现出优异的隔热、防护、抗压及抗冲击性能,并能保持稳定的化学和物理特性。作为一种防热隔热功能... 在严酷的服役环境中,航天器必须经受长期暴露于有氧环境、极端气动加热、高温和高压的严峻考验。热防护材料在高温和强气流的双重作用下展现出优异的隔热、防护、抗压及抗冲击性能,并能保持稳定的化学和物理特性。作为一种防热隔热功能一体化的复合材料,其低热导率能显著减少热传递,同时保留了必要的力学性能,其在航天领域具有重要应用价值,能在高温环境下确保内部设备的稳定运行。本文系统探讨了两种典型的防隔热一体化材料(陶瓷热防护材料和金属热防护材料)的基本原理及关键性能,分析其制备技术与实际应用,全面总结现存的主要问题,并提出未来的发展方向,为该领域的研究提供新的视角和参考。 展开更多
关键词 航天飞行器 热防护材料 低热导率 气动加热 高温隔热
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基于月壤资源利用的粉末冶金构件制备技术分析与展望
14
作者 周承商 涂兴森 +2 位作者 成会朝 刘彬 刘咏 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期4787-4801,共15页
首先,分析月球表面环境及月球表面资源利用的可能性;其次,阐述氢还原法、碳热还原法、金属热还原法等原位粉末制备方法在月球资源利用上的研究现状;然后,评述基于物理场作用的放电等离子烧结、闪烧、超快高温烧结、微波烧结等技术作为... 首先,分析月球表面环境及月球表面资源利用的可能性;其次,阐述氢还原法、碳热还原法、金属热还原法等原位粉末制备方法在月球资源利用上的研究现状;然后,评述基于物理场作用的放电等离子烧结、闪烧、超快高温烧结、微波烧结等技术作为在月球环境下烧结致密材料的技术方案的可行性;最后,对比各类技术在月球资源利用上的优劣和面临的挑战。研究结果表明:月壤中含有利用价值较高的钛铁矿资源,可利用还原法、电解法、热分解等多种月壤原位资源利用技术进行金属粉末制造,羰基法、等离子球化、真空雾化法是在月面环境下具有潜力的制粉技术,放电等离子烧结、闪烧、超快高温烧结、微波烧结等技术在月球环境下烧结致密材料或许是发展增材制造技术。 展开更多
关键词 月球资源 粉末冶金 粉末制备 近净成形
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碳化硅/二硼化锆超高温陶瓷抗氧化特性建模
15
作者 周述光 李睿智 +1 位作者 刘骁 国义军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期73-82,I0002,共11页
高速飞行器尖锐部件在极端热环境下常采用碳化硅/二硼化锆(SiC-ZrB_(2))超高温陶瓷实现维形需求,其核心在于高温氧化形成的致密固-液混合氧化膜(孔隙填充玻璃态硼硅酸盐)可有效阻氧扩散,实现整体上的零/微烧蚀。基于多孔氧化物中氧气扩... 高速飞行器尖锐部件在极端热环境下常采用碳化硅/二硼化锆(SiC-ZrB_(2))超高温陶瓷实现维形需求,其核心在于高温氧化形成的致密固-液混合氧化膜(孔隙填充玻璃态硼硅酸盐)可有效阻氧扩散,实现整体上的零/微烧蚀。基于多孔氧化物中氧气扩散机制与热化学平衡原理,提出了SiC耗尽层存在判据,建立了含/无耗尽层的双模型体系:对于含耗尽层工况,通过耦合CO/CO_(2)对流扩散传输、ZrO_(2)固态层生长、B_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃层蒸发/生长竞争机制,量化原始材料后退量与增重;对于无耗尽层工况,推导基材等界面后退方程及临界组分条件。通过计算明确SiC体积分数20%~30%时氧化产物致密度最高,抗氧化性能最优。在1473、1573、1773 K静态空气环境中开展模型验证,计算得到的氧化增重曲线与试验数据吻合良好,证明模型可较为精准模拟SiC含量变化对氧化行为的影响规律。该模型能有效模拟SiC-ZrB_(2)陶瓷的氧化行为,为材料优化设计提供重要的抗氧化性能评估依据。 展开更多
关键词 高速飞行器 热防护 超高温陶瓷 抗烧蚀 氧化膜
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CFRP在航天伺服作动器轻量化设计中的应用探索
16
作者 郑波 胡逸洲 +2 位作者 丁勇 孙春彦 崔文宇 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第4期74-80,共7页
随着运载火箭重型化发展,伺服作动器重量因其功率等级的大幅提升而增加,传统材料和结构设计方式已很难进一步提高产品的功重比。碳纤维复合材料具有低密度、可设计性强、高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳等优点,作为大型结构件已广泛应... 随着运载火箭重型化发展,伺服作动器重量因其功率等级的大幅提升而增加,传统材料和结构设计方式已很难进一步提高产品的功重比。碳纤维复合材料具有低密度、可设计性强、高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳等优点,作为大型结构件已广泛应用于航空航天领域。伺服作动器作为发动机推力矢量控制的关键单机,其减重具有十分重要的意义,国内外对于碳纤维复合材料作动器均已开展相关研究,但国内尚未见成熟工程应用案例。本文针对航天伺服作动器的应用特点,以工程应用为目标,从碳纤维复合材料作动器结构设计、铺层设计与仿真、摩擦副表面增强方式以及成型工艺方法几个方面开展相关研究。设计制造了碳纤维复合材料伺服作动器样机,相比同规格金属作动器实现减重49.2%,样机完成了相关液压试验,功能性能与现有作动器相当,初步具备工程应用的技术基础。本研究工作为运载火箭提升运力、降低能耗起到了积极推动作用。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 伺服作动器 轻量化设计
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新型边界增强变截面空心BCC点阵结构的耐撞性分析
17
作者 李博 刘华 +2 位作者 张显涛 罗敏 杨先锋 《载人航天》 北大核心 2025年第2期202-211,共10页
针对点阵结构在实际应用中所面临的边界条件和实际尺寸及阵列数限制的问题,提出了一种新型变截面空心点阵设计思路以提高结构的能量吸收能力。通过在变截面空心点阵边界处添加金属片单元,设计了新型增强型变截面空心点阵材料;基于选区... 针对点阵结构在实际应用中所面临的边界条件和实际尺寸及阵列数限制的问题,提出了一种新型变截面空心点阵设计思路以提高结构的能量吸收能力。通过在变截面空心点阵边界处添加金属片单元,设计了新型增强型变截面空心点阵材料;基于选区激光熔融工艺制备了316L不锈钢变截面空心点阵和增强型变截面空心点阵结构;通过准静态压缩试验及基于LsDyna的仿真分析,对各变截面空心点阵结构的力学性能和吸能特性展开研究。基于试验验证的有限元模型进行了点阵结构性能参数化分析,揭示了边界金属片单元布置方式对增强型点阵结构的能量吸收影响规律。结果表明:金属片单元布置在垂直于加载平面的点阵棱边,可显著增强其能量吸收能力且具有良好的载荷均匀性。 展开更多
关键词 点阵结构 变截面设计 边界设计 数值模拟 能量吸收
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基体偏压对TiN涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响
18
作者 牟存礼 鲁晓龙 +4 位作者 刘建 鲁艳 张晓 郝俊英 王强 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期568-578,共11页
采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在9Cr18钢等基材上沉积了TiN涂层,系统研究了不同偏压对涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响.结果表明,随着偏压的增加,TiN涂层的组织结构逐渐致密,晶粒细化为不规则的三棱锥状,涂层表面的致... 采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在9Cr18钢等基材上沉积了TiN涂层,系统研究了不同偏压对涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响.结果表明,随着偏压的增加,TiN涂层的组织结构逐渐致密,晶粒细化为不规则的三棱锥状,涂层表面的致密度先增加后减少,而截面形貌始终保持致密结构.TiN涂层的择优取向为(200)面.涂层中Ti元素的含量在51 at%~56 at%(原子百分比)之间变化,外观颜色稳定为紫色.当偏压为-150 V时,涂层的硬度最高,约为21.2 GPa,弹性模量约为221 GPa.同时,涂层还具有最大压缩残余应力,约为2.79 GPa.在不同偏压下,涂层与基体之间存在较高的结合强度,范围为49~74 N.施加适当的负偏压可以增加基体表面受到的离子轰击能量,促进涂层的致密化,减少孔隙和缺陷,提高涂层的机械性能以及涂层与基材之间的结合强度. 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 TIN涂层 硬度与弹性模量 膜基结合强度 基体偏压
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基于近场热辐射的可变发射率空间辐射器技术
19
作者 徐德宇 汪国云 +1 位作者 孟繁孔 赵军明 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期81-87,共7页
针对载人航天热控系统辐射器根据最大热负荷设计、难以适应低温工况的问题,研究了基于近场热辐射调控的可变发射率辐射器技术。建立了近场热辐射参与的辐射器等效发射率模型,利用涨落电动力学和半导体载流子输运理论求解近场辐射热流和... 针对载人航天热控系统辐射器根据最大热负荷设计、难以适应低温工况的问题,研究了基于近场热辐射调控的可变发射率辐射器技术。建立了近场热辐射参与的辐射器等效发射率模型,利用涨落电动力学和半导体载流子输运理论求解近场辐射热流和等效发射率随电压的依变关系。在此基础上,建立了变发射率辐射器与单相流体回路耦合传热模型,仿真分析了该方案对工质温度的调控性能。结果表明,在-5~20 V的电压范围内,发射率的变化量可达0.62,保温工况下最低发射率可降至0.2以下。与单相流体回路配合使用,通过调节电压可使得全氟三乙胺工质在各种内部热负荷和外部热环境下均维持在正常工作温区(-100~50℃),提高了热控系统的适应性。虽然目前制备难度和成本较高,但随着微纳加工技术的发展,该技术有潜力服务于载人深空探测等热环境更加复杂多变的航天任务。 展开更多
关键词 航天器热控制 辐射器 可变发射率 单相流体回路 电调控近场热辐射
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新型储能电池在轨验证平台设计 被引量：1
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作者 刘亚利 白羽 +2 位作者 陈彦如 刘俊杰 江小标 《空间科学与试验学报》 2025年第1期54-58,共5页
近年来,储能电池技术得到了突飞猛进的发展。作为空间飞行器的电力保障,其成熟度要求非常高。然而,由于技术的更新换代迅速,其难以在飞行器上获得充分的验证。空间站的顺利建成及稳定运营,为新型储能电池技术在轨应用验证研究提供了理... 近年来,储能电池技术得到了突飞猛进的发展。作为空间飞行器的电力保障,其成熟度要求非常高。然而,由于技术的更新换代迅速,其难以在飞行器上获得充分的验证。空间站的顺利建成及稳定运营,为新型储能电池技术在轨应用验证研究提供了理想的平台。设计了一种新型储能电池在轨应用验证平台,包括锂离子蓄电池组1、锂离子蓄电池组2、充放电控制器和放电负载。通过两个蓄电池组相互充放的模式,可以同时验证两种储能电池技术,并实现能量的高效利用,仅需舱上补充充放电过程中少量的能量损耗。该平台将为储能电池新技术在空间飞行器上的更新换代提供有力支撑。 展开更多
关键词 空间飞行器 储能电池 在轨验证 相互充放电
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