液氧甲烷重复使用运载器关键技术发展研究 被引量：1

1

作者 郑平军 赵胜 +1 位作者 王飞 蔡巧言 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期6-9,23,共5页

基于液氧甲烷发动机的重复使用运载器在重复使用和使用维护方面具有优良的性能,成本更低。世界各国正在加速开展相关研究及工程研制,典型代表包括火神运载火箭、朱雀二号运载火箭等。对基于液氧甲烷发动机的重复使用运载器的技术特点、... 基于液氧甲烷发动机的重复使用运载器在重复使用和使用维护方面具有优良的性能,成本更低。世界各国正在加速开展相关研究及工程研制,典型代表包括火神运载火箭、朱雀二号运载火箭等。对基于液氧甲烷发动机的重复使用运载器的技术特点、面临的技术挑战进行分析,并基于此提出后续重点研究内容,包括重复使用总体设计与评估技术、上升再入返回着陆一体化制导导航与控制技术、大尺寸轻质结构与制造技术、重复使用液氧甲烷发动机技术、健康管理预测与重复使用运行维护技术、重复使用热防护技术等,为后续开展液氧甲烷重复使用运载器工程研制奠定基础。 展开更多

关键词 重复使用运载器 液氧甲烷 关键技术

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基于贝叶斯正则化神经网络的裂纹扩展预测 被引量：1

2

作者 李配缘 蔡巧言 +2 位作者 胡雨传 王飞 张涛 《航空计算技术》 2024年第4期71-75,共5页

针对运载器结构合金材料的断裂行为仿真的快速性需求,提出了一种基于贝叶斯正则化的神经网络模型的裂纹生长行为快速预测方法。构建裂纹生长预测神经网络模型,提高神经网络模型任务适应能力,采用贝叶斯正则化方法训练模型获得网络权重,... 针对运载器结构合金材料的断裂行为仿真的快速性需求,提出了一种基于贝叶斯正则化的神经网络模型的裂纹生长行为快速预测方法。构建裂纹生长预测神经网络模型,提高神经网络模型任务适应能力,采用贝叶斯正则化方法训练模型获得网络权重,并对比多种神经网络训练方法的预测准确率。基于扩展有限元法及经典理论,对有限元仿真中的材料参数进行推算,并对中心预置裂纹的7050铝合金板件的静载拉断进行有限元仿真批量计算,观察不同加载水平下,不同长度及角度的预置裂纹损伤扩展特性。仿真结果表明,方法计算速度快且具有良好的预测准确率,能够满足在飞行器结构中对裂纹扩展特性进行快速评估。 展开更多

关键词 断裂 有限元法 贝叶斯网络 神经网络

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运载火箭并联级间分离动力学仿真与分析

3

作者 徐雅涵 陈亮 +1 位作者 宋国莲 蔡巧言 《强度与环境》 CSCD 2024年第3期28-36,共9页

基于间接预测法对并联两级运载火箭的级间分离过程进行了动力学仿真,获得了并联两体分离特性和规律。结果表明,气动力将有利于提高两级间的相对速度和距离,气动力矩对一级的姿态影响小,但会使二级产生较大的俯仰角与攻角。为了改善二级... 基于间接预测法对并联两级运载火箭的级间分离过程进行了动力学仿真,获得了并联两体分离特性和规律。结果表明,气动力将有利于提高两级间的相对速度和距离,气动力矩对一级的姿态影响小,但会使二级产生较大的俯仰角与攻角。为了改善二级的姿态,基于分离的特性规律提出了分离优化措施,仿真结果表明优化后二级的姿态更加稳定、优化措施有效。最后分析了单一偏差因素、多偏差因素组合对分离运动的影响规律,并通过蒙特卡洛仿真得到了并联级间分离轨迹和姿态的包络范围,以此来评估分离的安全性。 展开更多

关键词 运载火箭 级间分离 并联分离 多体分离动力学 偏差因素 蒙特卡洛仿真

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新型高超声速飞行器的气动设计技术探讨 被引量：21

4

作者 蔡巧言 杜涛 朱广生 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2086-2091,共6页

气动技术是高超声速飞行器的重要支撑技术。目前高超声速飞行器迅速发展,飞行器向外形复杂化、大气层滑翔飞行方向发展。高超声速飞行器飞行时间加长,飞行距离延长。新型高超声速飞行器的迅速发展向空气动力学领域提出了众多高难度的问... 气动技术是高超声速飞行器的重要支撑技术。目前高超声速飞行器迅速发展,飞行器向外形复杂化、大气层滑翔飞行方向发展。高超声速飞行器飞行时间加长,飞行距离延长。新型高超声速飞行器的迅速发展向空气动力学领域提出了众多高难度的问题,需要研究新的技术加以解决。结合高超声速飞行器发展的方向和一些典型项目的气动需求,针对高超声速飞行器可能的新型气动布局和相应的气动设计技术进行了探讨。 展开更多

关键词 高超声速 气动设计 高超飞行器

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升力式火箭动力航班化航天运输系统的关键技术挑战 被引量：9

5

作者 蔡巧言 吴莉莉 孙健 《宇航总体技术》 2023年第2期42-51,共10页

航班化航天运输系统是重复使用航天运输系统的高级形式,具有高可靠、低成本、智能化、规模化、产业化等特点。基于火箭动力发展航班化航天运输系统是切实可行的技术途径之一,升力式火箭动力航班化航天运输系统具备实现类似飞机航班形式... 航班化航天运输系统是重复使用航天运输系统的高级形式,具有高可靠、低成本、智能化、规模化、产业化等特点。基于火箭动力发展航班化航天运输系统是切实可行的技术途径之一,升力式火箭动力航班化航天运输系统具备实现类似飞机航班形式的快速周转发射能力,同时对航天运输技术也提出了新的挑战。结合航班化航天运输系统的发展态势和技术方案,重点分析了升力式火箭动力航班化航天运输系统面临的技术挑战,提出了后续研究重点与发展建议。 展开更多

关键词 升力式 航班化 重复使用 关键技术

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网格计算技术在大规模CFD计算上的应用 被引量：3

6

作者 蔡巧言 杜涛 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期696-700,共5页

针对大规模数值计算规模化管理的难题,采用网格计算技术将网络环境下分散的计算资源组建了CFD网格计算环境。采用主动接入方式,以中心服务器为核心的网格计算管理和服务模式,构建CFD网格计算环境,实现了CFD计算在网格环境内的自动化计... 针对大规模数值计算规模化管理的难题,采用网格计算技术将网络环境下分散的计算资源组建了CFD网格计算环境。采用主动接入方式,以中心服务器为核心的网格计算管理和服务模式,构建CFD网格计算环境,实现了CFD计算在网格环境内的自动化计算管理,提高了计算资源的利用效率,降低了设计人员的劳动强度。 展开更多

关键词 网格计算 CFD 大规模计算

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升力式面对称运载器大攻角颤振分析方法研究 被引量：2

7

作者 蔡巧言 吕计男 +1 位作者 郭力 王昕江 《强度与环境》 CSCD 2023年第6期41-47,共7页

升力式运载器采用面对称气动布局,结构频率低,易与气动耦合发生气动弹性问题,舵翼面颤振特性的准确分析对型号飞行的成败具有重要意义。当前针对经典颤振的数值分析方法发展较为成熟,对亚声速及超声速域内小攻角飞行状态下的颤振特性预... 升力式运载器采用面对称气动布局,结构频率低,易与气动耦合发生气动弹性问题,舵翼面颤振特性的准确分析对型号飞行的成败具有重要意义。当前针对经典颤振的数值分析方法发展较为成熟,对亚声速及超声速域内小攻角飞行状态下的颤振特性预示具有较高精度。然而,对处于大攻角气动干扰下气动控制面的颤振特性分析,工程气动力模型的颤振分析方法难以给出准确的预示结果。本文分别采用工程气动力模型方法和CFD方法对升力式布局面对称运载器颤振特性进行分析,对传统工程方法在此类飞行器大攻角颤振分析中的不足进行了分析,并采用CFD/CSD耦合方法准确预示运载器大攻角飞行时的颤振特性。 展开更多

关键词 大攻角 颤振 数值分析

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碳酚醛材料烧蚀特性分析与工程计算

8

作者 蔡巧言 陆海波 陈伟芳 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第5期46-48,共3页

为构建球双锥飞行器使用碳酚醛烧蚀防热材料的热环境与烧蚀特性的数学物理模型,建立相关计算软件,研究飞行器在高超声速流场中的热环境及烧蚀特性,应用几何流线法建立了有攻角情况下球双锥体表面热流密度计算方法;基于碳酚醛防热材料的... 为构建球双锥飞行器使用碳酚醛烧蚀防热材料的热环境与烧蚀特性的数学物理模型,建立相关计算软件,研究飞行器在高超声速流场中的热环境及烧蚀特性,应用几何流线法建立了有攻角情况下球双锥体表面热流密度计算方法;基于碳酚醛防热材料的烧蚀机理,建立了对应的烧蚀模型,构造了壁面烧蚀的工程计算方法。 展开更多

关键词 碳酚醛防热材料 热环境 烧蚀 工程计算

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可重复使用运载器舵轴裂纹扩展寿命分析

9

作者 蔡巧言 李配缘 +1 位作者 黎增山 冯家赫 《强度与环境》 CSCD 2023年第6期1-8,共8页

针对可重复使用运载器舵轴中应用的30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种典型材料,开展了裂纹扩展速率测试,确定了其裂纹扩展参数;基于扩展有限元方法,建立了30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种材料平板结构的裂纹扩展寿命预测模型,预测结果与试验... 针对可重复使用运载器舵轴中应用的30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种典型材料,开展了裂纹扩展速率测试,确定了其裂纹扩展参数;基于扩展有限元方法,建立了30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种材料平板结构的裂纹扩展寿命预测模型,预测结果与试验结果吻合良好。建立了含初始1mm裂纹的重复使用运载器舵轴裂纹扩展模型,确定了其裂纹扩展寿命,分析模型和结果可用于指导该类结构的损伤容限设计。 展开更多

关键词 可重复使用运载器 传动机构 损伤容限 扩展有限元法

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临近空间与重复使用技术研究 被引量：20

10

作者 鲁宇 蔡巧言 王飞 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期1-9,共9页

重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。加快推进临近空间与重复使用技术融合发展,将显著提升中国自由进出空间的能力,在空天领域竞争中占据有利地位。基于国内外发展情况,梳理了... 重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。加快推进临近空间与重复使用技术融合发展,将显著提升中国自由进出空间的能力,在空天领域竞争中占据有利地位。基于国内外发展情况,梳理了重复使用技术发展途径,深入分析了发展趋势和发展启示,从传统运载火箭构型、升力式火箭动力和组合动力3个方面探讨了重复使用技术的特点和难点,并提出了重复使用技术面临的挑战。 展开更多

关键词 临近空间 重复使用 航天运输 火箭动力 组合动力

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重复使用航天运输系统发射运维需求分析 被引量：7

11

作者 王珏 蔡巧言 +1 位作者 王飞 闻悦 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期1-7,共7页

重复使用运载航天运输系统是指可多次往返于地面与空间轨道,可完成快速远程运输、快速进出空间等多种任务,并可按需返回地面的航天飞行器。与一次性运载火箭相比,重复使用航天运输系统具有天地往返、服务多样、水平着陆等特点,对发射运... 重复使用运载航天运输系统是指可多次往返于地面与空间轨道,可完成快速远程运输、快速进出空间等多种任务,并可按需返回地面的航天飞行器。与一次性运载火箭相比,重复使用航天运输系统具有天地往返、服务多样、水平着陆等特点,对发射运行维护提出了新的需求。基于国外发展情况及趋势,深入分析了重复使用运载器的研制特点及难点,提出了重复使用对发射运维的需求,包括建立运维中心、具备快速发射能力、实现重复使用检测与评估等方面,为重复使用航天运输系统的发展提供支撑。 展开更多

关键词 重复使用 航天运输 运行维护 快速发射

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CZ-2C/SD火箭热环境分析及试验 被引量：3

12

作者 蔡巧言 周其兴 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2001年第5期6-9,共4页

介绍了火箭发射卫星过程中星箭热耦合分析和热真空试验两种设计方法 ,具体介绍了综合应用计算和试验两种方法完成 CZ- 2 C/ SD火箭发射铱星任务的热环境和热控设计工作。首先 ,采用热网络分析法进行星 /箭热耦合分析 ,对上面级及卫星各... 介绍了火箭发射卫星过程中星箭热耦合分析和热真空试验两种设计方法 ,具体介绍了综合应用计算和试验两种方法完成 CZ- 2 C/ SD火箭发射铱星任务的热环境和热控设计工作。首先 ,采用热网络分析法进行星 /箭热耦合分析 ,对上面级及卫星各点温度进行预测。其次 ,描述在我国首次进行的火箭上面级热真空试验。热分析和热真空试验相结合 ,圆满完成了 CZ- 2 C/ SD火箭的热环境设计任务。 展开更多

关键词 热耦合分析 热真空试验 热环境 CZ-2C/SD火箭 卫星 发射 热网络分析法

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航天运输系统及再入飞行器中的高超声速技术 被引量：4

13

作者 鲁宇 朱广生 +1 位作者 蔡巧言 杨勇 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2007年第6期1-5,共5页

概要介绍了50年来中国航天运输和再入飞行器的发展及其对高超声速技术的发展的带动,探讨了高超声速技术的发展方向及其对航天运输及再入飞行器的促进与影响。

关键词 高超声速 运载火箭 重复使用运载器 再入飞行器

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高速飞行器失控成因及操稳判据发展综述 被引量：5

14

作者 张静 李华光 +3 位作者 郑宏涛 唐鹏 蔡巧言 李贵成 《气体物理》 2021年第6期1-12,共12页

首先介绍了高速飞行器设计所面临的静稳定裕度、航向操纵性、三通道耦合、安全边界等问题,进一步梳理了高速飞行器的失控成因,包括飞行环境、飞行姿态、控制耦合、惯性耦合、动力学耦合等因素,在此基础上,回顾了一系列适用于飞行器设计... 首先介绍了高速飞行器设计所面临的静稳定裕度、航向操纵性、三通道耦合、安全边界等问题,进一步梳理了高速飞行器的失控成因,包括飞行环境、飞行姿态、控制耦合、惯性耦合、动力学耦合等因素,在此基础上,回顾了一系列适用于飞行器设计的典型抗失控判据,如横航向稳定性参数、动态航向稳定性参数、横/航向操纵偏离参数、Weissman组合判据、横向稳定性特征参数等.这些参数或判据不仅可以在设计初期预测气动布局的好坏及其对操稳特性的影响,帮助工程师改进气动布局以使飞行器获得最佳的性能,还可用来预测飞行器在当前气动布局下所需要的控制资源以帮助飞行器合理应对耦合的影响,最后在设计完成后还可用这些判据分析飞行器飞行过程中的稳定性以及控制策略的合理性. 展开更多

关键词 高速飞行器 操稳判据 耦合机理 失控 惯性耦合 运动学耦合 耦合控制

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空间环境下某电子产品的热设计 被引量：7

15

作者 黄冬梅 童水光 蔡巧言 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2005年第5期48-50,共3页

空间环境下直接面向运行轨道电子产品的热设计是产品设计的关键。本文对这类电子产品的工作环境进行了研究,并应用专业的电子产品热分析软件对某空间电子模块进行了热仿真。结果表明,该方法是可行的。

关键词 空间环境 电子产品 热设计

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发动机喷流对体襟翼干扰特性的数值模拟 被引量：3

16

作者 刘杰平 杜志博 +3 位作者 蔡巧言 王飞 吕俊明 程晓丽 《气体物理》 2019年第3期11-16,共6页

出于俯仰配平控制需求,面对称飞行器通常会在力臂最长的尾端面布置气动控制面——体襟翼.由于体襟翼与发动机喷管距离较近,因此,极易受到发动机喷流干扰.该干扰力虽远小于发动机推力,但其力的作用方向垂直于体襟翼,力臂明显更长,导致喷... 出于俯仰配平控制需求,面对称飞行器通常会在力臂最长的尾端面布置气动控制面——体襟翼.由于体襟翼与发动机喷管距离较近,因此,极易受到发动机喷流干扰.该干扰力虽远小于发动机推力,但其力的作用方向垂直于体襟翼,力臂明显更长,导致喷流干扰所产生的俯仰力矩相对发动机推力所产生的俯仰力矩而言并非小量,甚至给飞行器控制造成不利影响.文章通过数值求解多组分N-S方程,分析了发动机与体襟翼之间的喷流干扰流场机理,发现了该喷流干扰力特性在低空低速和高空高速截然相反的原因. 展开更多

关键词 面对称飞行器 发动机 体襟翼 喷流干扰 数值模拟

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可重复使用助推器系统RTLS飞行的风险评估 被引量：2

17

作者 韩鹏鑫 王宁宇 +1 位作者 王飞 蔡巧言 《中国航天》 2017年第2期18-22,共5页

一、引言 为确保未来在太空及网络电磁空间（Cyberspace）的持续主导地位，美国面临的一项最为关键的技术挑战是能够提供全型谱的、成本显著降低的运载能力。目前美国空军的中型和重型运载任务由一次性运载器来承担，如联合发射联盟公... 一、引言 为确保未来在太空及网络电磁空间（Cyberspace）的持续主导地位，美国面临的一项最为关键的技术挑战是能够提供全型谱的、成本显著降低的运载能力。目前美国空军的中型和重型运载任务由一次性运载器来承担，如联合发射联盟公司为美国空军提供的宇宙神5和德尔它4火箭。 展开更多

关键词 可重复使用助推器 风险评估 飞行 系统 美国空军 运载能力 德尔它4 运载器

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高速飞行器瞬态热分析及修正方法探讨

18

作者 吕建伟 刘欣 蔡巧言 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期22-26,共5页

为了满足当前工程研制过程中对瞬态热分析模型有效修正方法的迫切需求,结合高速飞行器热控系统研制的实际,首先提出高速飞行器瞬态热分析及修正流程,开展修正参数的敏感度分析,然后针对重要设备提出通过开展局部的单机热试验,修正重要... 为了满足当前工程研制过程中对瞬态热分析模型有效修正方法的迫切需求,结合高速飞行器热控系统研制的实际,首先提出高速飞行器瞬态热分析及修正流程,开展修正参数的敏感度分析,然后针对重要设备提出通过开展局部的单机热试验,修正重要的关键单机热参数,从而实现在基于局部试验的前提下不断逼近整机热分析真实结果的修正,该方法不但提高了热分析的准确性,还满足工程研制过程中的实际需要。 展开更多

关键词 高速飞行器 热控 分析模型

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重复使用运载器发动机喷流热环境

19

作者 李小艳 蔡巧言 +3 位作者 石伟 刘杰平 赵玲 吕俊明 《气体物理》 2023年第3期55-63,共9页

面对称重复使用运载器出于俯仰配平控制需求通常会在力臂最长的尾端面布置体襟翼,飞行过程中发动机喷流对体襟翼产生强烈局部干扰加热,底部发动机喷流体襟翼干扰加热精确预示是重复使用运载器热防护设计的关键问题。首先开展全尺度局部... 面对称重复使用运载器出于俯仰配平控制需求通常会在力臂最长的尾端面布置体襟翼,飞行过程中发动机喷流对体襟翼产生强烈局部干扰加热,底部发动机喷流体襟翼干扰加热精确预示是重复使用运载器热防护设计的关键问题。首先开展全尺度局部燃气流风洞测热试验,针对高温燃气与体襟翼直接干扰、二次干扰量值及规律进行了分析;进一步开展多组分气体模型燃气喷流干扰数值模拟研究,通过燃气流风洞试验数据对数值仿真的正确性进行了验证,分析了典型飞行工况喷流干扰热特性及变化规律;通过研究详细分析了喷流干扰热流与流场压力特性间关联性关系,在传统喷流直接干扰热流与压力比拟关系基础上进一步获得了二次干扰主控因素与干扰关系,且通过相关性分析发现二次干扰区热流相对同等工况直接干扰压力相关性强度增幅达84%以上。预测分析方法对重复使用运载器底部热防护设计具有重要的理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 重复使用运载器 体襟翼 发动机 喷流 气动热

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美国对可重复使用助推器项目的综合评估

20

作者 韩鹏鑫 郭金花 +1 位作者 王飞 蔡巧言 《中国航天》 2016年第3期29-34,共6页

引言重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。尽管航天飞机已经退役,但是美国对重复使用运载器的研制从未停止。美国正在不遗余力地构建低成本、高可靠的重复使用运载器系统。2011... 引言重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。尽管航天飞机已经退役,但是美国对重复使用运载器的研制从未停止。美国正在不遗余力地构建低成本、高可靠的重复使用运载器系统。2011年6月15日美国空军空天司令部（AFSPC）发布了新的战略规划、研究任务与目标,以确保美国在太空及网络电磁空间（Cyberspace Space）的持续主导地位。 展开更多

关键词 美国空军 运载器 电磁空间 军事应用价值 运营方案 发射任务 评估委员会 商业发射 健康管理系统 战略规划

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