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火星上升器液体推进系统关键技术与解决途径分析
1
作者
韩泉东
孙泽洲
+3 位作者
曹伟
李和军
熊森
周一彬
《深空探测学报(中英文)》
北大核心
2025年第3期219-228,共10页
火星上升器液体推进系统为上升器提供轨控推力、姿态控制力和力矩,对确保火星上升器运载能力、精确入轨及降低能源需求至关重要。该系统需经历地火转移、环火飞行、火星进入、下降和着陆(Entry,Descent,andLanding,EDL)飞行和火面贮存...
火星上升器液体推进系统为上升器提供轨控推力、姿态控制力和力矩,对确保火星上升器运载能力、精确入轨及降低能源需求至关重要。该系统需经历地火转移、环火飞行、火星进入、下降和着陆(Entry,Descent,andLanding,EDL)飞行和火面贮存后再工作,任务剖面复杂。针对火星上升器液体推进系统的结构质量、包络尺寸和可用能源严格受限,需同时满足轻量化、小型化、高精度入轨所需的推力、比冲、环境适应性及可靠性等需求,系统梳理了火星上升器液体推进系统涉及的关键技术,提出了低冰点推进剂、中室压发动机、表面张力共底贮箱及高可靠高集成度推进系统的设计方案,成果可为火星上升器方案制定提供重要参考。
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关键词
火星上升器
液体推进系统
低冰点推进剂
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职称材料
铂基高温合金力学性能研究进展
2
作者
张奕澎
丁稷萍
+8 位作者
朱晗毓
蒋先培
董然
余威
何京津
魏燕
武海军
冯晶
种晓宇
《中国有色金属学报》
北大核心
2025年第7期2356-2379,共24页
铂(Pt)基合金凭借其出色的化学稳定性和高热稳定性,在众多高温领域得到广泛应用。然而,由于基础金属Pt本身存在机械强度低、成本高等问题,Pt基合金的进一步研发和应用受到了限制。本文不仅对国内外关于Pt基合金力学性能的研究进行了总结...
铂(Pt)基合金凭借其出色的化学稳定性和高热稳定性,在众多高温领域得到广泛应用。然而,由于基础金属Pt本身存在机械强度低、成本高等问题,Pt基合金的进一步研发和应用受到了限制。本文不仅对国内外关于Pt基合金力学性能的研究进行了总结,包含常温环境下的显微硬度、拉伸实验和高温环境中的压缩和拉伸强度结果,还探讨了Pt基合金高温蠕变断裂失效过程的形成机理,在讨论强度的过程中,引入了对应测试合金的成本因素。此外,本文还介绍了Pt基合金在航空航天、能源等高温领域的研究现状与面临的挑战,并对Pt基合金的发展趋势进行了展望。
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关键词
铂基合金
常温力学性能
高温力学性能
合金成本
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职称材料
电推进等离子体对C55导线绝缘材料的溅射机理研究
3
作者
于博
邓若男
+1 位作者
张广川
张岩
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第5期160-169,共10页
电推进等离子体对C55导线绝缘层的溅射影响对航天器安全运行有重要意义,绝缘层遭到破坏的导线可引起气体击穿短路或导线间短路,严重影响飞行器的在轨工作可靠性。为研究相关的溅射机理,开展Xe等离子体对聚四氟乙烯(C55导线绝缘材料)的...
电推进等离子体对C55导线绝缘层的溅射影响对航天器安全运行有重要意义,绝缘层遭到破坏的导线可引起气体击穿短路或导线间短路,严重影响飞行器的在轨工作可靠性。为研究相关的溅射机理,开展Xe等离子体对聚四氟乙烯(C55导线绝缘材料)的溅射试验。具体地,采用石英晶体微量天平(QCM)测量及推算靶材的固态物溅射产额,采用电子称重天平测量及推算靶材的总溅射产额,采用场发射扫描电镜测量QCM表面收集物和真空舱排出尾气的元素成分,在获取上述测量数据和变化规律后,推断Xe等离子体对聚四氟乙烯的溅射产物以及相关溅射机理。试验结果如下:当离子入射能量不断升高时,会产生不同的溅射产物,在10 eV以内,溅射产物主要是-[CF_(2)]-长链结构(固态),当入射能量高于10 eV时,会产生-[CF_(2)]-短链结构(气态),并且整个过程中的固态物溅射产额会出现先升高、再下降又升高的趋势,这种变化趋势与-[CF_(2)]-长链脱离速度和裂解速度变化的单调性差异有关。研究揭示了等离子体对聚四氟乙烯溅射作用的物理机制,即溅射机理与产物有很大关系,进而可对溅射产额产生显著影响,该机理可为后续建立等离子体-聚四氟乙烯的溅射产额预估模型提供理论基础。
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关键词
电推进等离子体
聚四氟乙烯
气态溅射产物
溅射机理
溅射试验
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职称材料
空间布雷顿发电设备多机并联系统变负载特性分析
4
作者
薛翔
唐志鹏
+2 位作者
王浩明
陈金利
王园丁
《火箭推进》
北大核心
2025年第2期21-29,共9页
基于闭式布雷顿循环的空间热电转换方案可以满足航天器的大功率用电需求,并且通常会采用多套布雷顿发电机组并联同一个反应堆热源的形式来进一步提高功率密度。基于核心部件的三维仿真性能结果,借助AMESim软件对循环系统各主部件完成了...
基于闭式布雷顿循环的空间热电转换方案可以满足航天器的大功率用电需求,并且通常会采用多套布雷顿发电机组并联同一个反应堆热源的形式来进一步提高功率密度。基于核心部件的三维仿真性能结果,借助AMESim软件对循环系统各主部件完成了模块化动态建模,进而构建出一套完整的布雷顿发电设备四机并联系统,包括反应堆以及4个并联的布雷顿循环回路。通过对热源温度、系统压力、旋转部件转速变化等典型变负载调节过程进行了动态仿真,获得了该类型空间热电转换多机并联系统的变负载基本特性。通过改变温度或压力参数进行变负载调节,在额定运行状态下温度改变会正向影响系统发电功率,压力改变则会反向影响系统发电功率,且压力降低幅度过大会导致系统部件超温运行。若通过不同回路旋转部件转速差异来调节空间角动量,转速差需要控制在一定范围内,以防止转子超转和压气机喘振。
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关键词
空间热电转换
闭式布雷顿循环
多机并联
变负载特性
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职称材料
题名
火星上升器液体推进系统关键技术与解决途径分析
1
作者
韩泉东
孙泽洲
曹伟
李和军
熊森
周一彬
机构
上海
空间
推进
研究所
空间高效能推进技术及应用全国重点实验室
上海
空间
发动机工程
技术
研究中心
北京
空间
飞行器总体设计部
出处
《深空探测学报(中英文)》
北大核心
2025年第3期219-228,共10页
基金
行星探测重大工程资助项目(TW3002)。
文摘
火星上升器液体推进系统为上升器提供轨控推力、姿态控制力和力矩,对确保火星上升器运载能力、精确入轨及降低能源需求至关重要。该系统需经历地火转移、环火飞行、火星进入、下降和着陆(Entry,Descent,andLanding,EDL)飞行和火面贮存后再工作,任务剖面复杂。针对火星上升器液体推进系统的结构质量、包络尺寸和可用能源严格受限,需同时满足轻量化、小型化、高精度入轨所需的推力、比冲、环境适应性及可靠性等需求,系统梳理了火星上升器液体推进系统涉及的关键技术,提出了低冰点推进剂、中室压发动机、表面张力共底贮箱及高可靠高集成度推进系统的设计方案,成果可为火星上升器方案制定提供重要参考。
关键词
火星上升器
液体推进系统
低冰点推进剂
Keywords
Mars ascent vehicle
liquid propulsion system
low-freezing-point propellants
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
铂基高温合金力学性能研究进展
2
作者
张奕澎
丁稷萍
朱晗毓
蒋先培
董然
余威
何京津
魏燕
武海军
冯晶
种晓宇
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
上海
空间
推进
研究所
空间高效能推进技术及应用全国重点实验室
上海
空间
发动机工程
技术
研究中心
昆明贵研新材料科技有限公司
出处
《中国有色金属学报》
北大核心
2025年第7期2356-2379,共24页
基金
云南省重大科技专项(202402AB080007)
云南省重点研发计划资助项目(202403AA080016)
云南省科技厅昆明理工大学“双一流”创建联合专项面上项目(202301BE070001-031)。
文摘
铂(Pt)基合金凭借其出色的化学稳定性和高热稳定性,在众多高温领域得到广泛应用。然而,由于基础金属Pt本身存在机械强度低、成本高等问题,Pt基合金的进一步研发和应用受到了限制。本文不仅对国内外关于Pt基合金力学性能的研究进行了总结,包含常温环境下的显微硬度、拉伸实验和高温环境中的压缩和拉伸强度结果,还探讨了Pt基合金高温蠕变断裂失效过程的形成机理,在讨论强度的过程中,引入了对应测试合金的成本因素。此外,本文还介绍了Pt基合金在航空航天、能源等高温领域的研究现状与面临的挑战,并对Pt基合金的发展趋势进行了展望。
关键词
铂基合金
常温力学性能
高温力学性能
合金成本
Keywords
platinum-based alloys
normal temperature mechanical properties
high temperature mechanical properties
alloy cost
分类号
TG146.3 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
电推进等离子体对C55导线绝缘材料的溅射机理研究
3
作者
于博
邓若男
张广川
张岩
机构
上海
空间
推进
研究所
空间高效能推进技术及应用全国重点实验室
北京航空航天大学宇航学院
出处
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第5期160-169,共10页
文摘
电推进等离子体对C55导线绝缘层的溅射影响对航天器安全运行有重要意义,绝缘层遭到破坏的导线可引起气体击穿短路或导线间短路,严重影响飞行器的在轨工作可靠性。为研究相关的溅射机理,开展Xe等离子体对聚四氟乙烯(C55导线绝缘材料)的溅射试验。具体地,采用石英晶体微量天平(QCM)测量及推算靶材的固态物溅射产额,采用电子称重天平测量及推算靶材的总溅射产额,采用场发射扫描电镜测量QCM表面收集物和真空舱排出尾气的元素成分,在获取上述测量数据和变化规律后,推断Xe等离子体对聚四氟乙烯的溅射产物以及相关溅射机理。试验结果如下:当离子入射能量不断升高时,会产生不同的溅射产物,在10 eV以内,溅射产物主要是-[CF_(2)]-长链结构(固态),当入射能量高于10 eV时,会产生-[CF_(2)]-短链结构(气态),并且整个过程中的固态物溅射产额会出现先升高、再下降又升高的趋势,这种变化趋势与-[CF_(2)]-长链脱离速度和裂解速度变化的单调性差异有关。研究揭示了等离子体对聚四氟乙烯溅射作用的物理机制,即溅射机理与产物有很大关系,进而可对溅射产额产生显著影响,该机理可为后续建立等离子体-聚四氟乙烯的溅射产额预估模型提供理论基础。
关键词
电推进等离子体
聚四氟乙烯
气态溅射产物
溅射机理
溅射试验
Keywords
electric-propulsion plasma
polytetrafluoroethylene
gaseous sputtering product
sputtering mechanism
sputtering test
分类号
V439.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
空间布雷顿发电设备多机并联系统变负载特性分析
4
作者
薛翔
唐志鹏
王浩明
陈金利
王园丁
机构
上海
空间
推进
研究所
上海
空间
发动机工程
技术
研究中心
空间高效能推进技术及应用全国重点实验室
出处
《火箭推进》
北大核心
2025年第2期21-29,共9页
基金
中国航天基金会空天动力基金项目(KDJJ20240402012)。
文摘
基于闭式布雷顿循环的空间热电转换方案可以满足航天器的大功率用电需求,并且通常会采用多套布雷顿发电机组并联同一个反应堆热源的形式来进一步提高功率密度。基于核心部件的三维仿真性能结果,借助AMESim软件对循环系统各主部件完成了模块化动态建模,进而构建出一套完整的布雷顿发电设备四机并联系统,包括反应堆以及4个并联的布雷顿循环回路。通过对热源温度、系统压力、旋转部件转速变化等典型变负载调节过程进行了动态仿真,获得了该类型空间热电转换多机并联系统的变负载基本特性。通过改变温度或压力参数进行变负载调节,在额定运行状态下温度改变会正向影响系统发电功率,压力改变则会反向影响系统发电功率,且压力降低幅度过大会导致系统部件超温运行。若通过不同回路旋转部件转速差异来调节空间角动量,转速差需要控制在一定范围内,以防止转子超转和压气机喘振。
关键词
空间热电转换
闭式布雷顿循环
多机并联
变负载特性
Keywords
space thermoelectric conversion
closed Brayton cycle
multiple machines in parallel
variable load characteristics
分类号
V476.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
火星上升器液体推进系统关键技术与解决途径分析
韩泉东
孙泽洲
曹伟
李和军
熊森
周一彬
《深空探测学报(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
铂基高温合金力学性能研究进展
张奕澎
丁稷萍
朱晗毓
蒋先培
董然
余威
何京津
魏燕
武海军
冯晶
种晓宇
《中国有色金属学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
电推进等离子体对C55导线绝缘材料的溅射机理研究
于博
邓若男
张广川
张岩
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
空间布雷顿发电设备多机并联系统变负载特性分析
薛翔
唐志鹏
王浩明
陈金利
王园丁
《火箭推进》
北大核心
2025
0
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职称材料
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