碟片式激光烧蚀微推力器靶盘利用率优化

碟片式激光烧蚀推力器的总冲与靶盘上烧蚀点数量线性相关,提高靶盘利用率有利于在有限的靶面上得到更多的烧蚀点。为了优化靶盘利用率,文中首先对激光烧蚀微推力器进行了结构设计和分析,对靶盘上的烧蚀点分布问题进行了理论建模,提出了串珠法和套圈法两种分析方法,分别设计了圆圈路径、螺旋路径和六角密排三种实际烧蚀点分布方式。通过计算,分析比较了三种分布方式下,靶盘尺寸和烧蚀点尺寸对靶盘利用率的影响规律。结果表明,六角密排的靶盘利用率理论最高可达90.64%,圆圈路径和螺旋路径的靶盘利用率理论最高可达78.54%;靶盘利用率受到靶盘尺寸和烧蚀点尺寸的影响,靶盘尺寸较小时,圆圈路径的靶盘利用率相对较大,靶盘尺寸较大时,六角密排的靶盘利用率较大;三种分布方式各有特点,在应用上各有侧重。该研究为充分利用碟片式激光烧蚀推力器的靶盘提供了理论指导和设计参考,对推力器的工程化设计有一定借鉴意义。     

故障监测和转换能力下旁联系统可用度分析方法

在航空、航天和机械领域中,旁联系统的应用十分广泛,因此,考虑故障监测和转换装置的寿命和维修时间分布的旁联系统可用度分析方法,对于工程应用具有重要的指导意义.对考虑故障监测和转换能力下旁联系统进行了系统状态分析,在此基础上构造了系统状态转移图,建立了系统状态转移微分方程组并求解,最后,对各单元服从指数分布的典型实例进行了具体的分析和计算.     

吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵推进性能影响

为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵（ADN）-丙酮基液体推进剂的推进性能的影响,将ADN液体工质在0~80%区间内,按照10%为等比例间距,与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算;在激光能量60 mJ,液膜厚度300 μm的工况下,利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明：随着ADN含量的增加,吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时,冲量取得峰值并随后不断下降,当ADN含量达到80%时,冲量又产生一个大幅度上升。分析认为,ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的,而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”,激光烧蚀基底容器,推进剂起到约束作用而造成的。     

任意分布单元可用度计算的微分方程方法

对于故障概率密度和修复概率密度服从指数分布的可修复单元,可用度可以采用拉普拉斯变换得到解析解,但是导弹武器系统中,单元并非总是服从指数分布,采用拉普拉斯变换难以求解.文中通过求解微分方程组,提出了故障概率密度及修复概率密度服从常见分布的可用度计算方法,并且以故障概率密度服从指数分布.修复概率密度服从正态分布为例,分析了制导雷达的故障频率、修复频率及可用度的变化规律.所提方法便于工程应用.     

皮秒激光辐照硅基PIN光电二极管的瞬态响应信号分析

实验研究了超短脉冲皮秒激光辐照硅基PIN光电二极管的瞬态响应的规律特性,测量了在不同激光能量密度辐照下的脉冲响应信号.分析实验结果表明,随着激光能量密度的增大,器件出现了非线性饱和状态,半高宽从37.2μs到113μs,底宽从181μs到322 μs,脉冲响应信号出现展宽现象,信号的展宽意味着器件的瞬态响应发生了退化,同时对于饱和前后的信号特征量的半高宽和底宽进行了分析,发现无论是绝对增幅还是相对增幅,可以看出饱和后有更为显著的展宽现象,并且主要由于器件饱和后的下降沿出现速度的衰减所致.通过理论分析发现,由于注入的光生载流子浓度变化对双极输运过程造成影响,从而改变其载流子输运过程中的速度,导致器件响应出现退化现象.     

对数正态分布的最好线性无偏估计的快速计算

对数正态分布的最好线性无偏估计方法是工程中常用方法,但是目前只能用于样本量不超过20个的情况。通过将无穷区间内积分,变换为有限区间内积分,以及采用高效的自适应高斯积分方法,解决了次序统计量的均值和方差的快速计算问题,从而将对数正态分布最好线性无偏估计方法,推广到样本量为40个以上情况,为可靠性数据分析,提供了高精度的计算方法。     

半导体激光烧蚀柔性基底含能工质特性研究

为解决激光烧蚀推力器在微纳卫星推进中的应用问题,本文旨在研究半导体激光对柔性基底含能工质带的烧蚀特性。针对不同工质层厚度的工质带,通过调节优化半导体激光器电流和脉宽等参数开展了激光烧蚀实验,研究了柔性基底含能工质的单脉冲冲量、比冲、冲量耦合系数和烧蚀效率等烧蚀冲量耦合特性,分析了激光器参数和工质层厚度对烧蚀冲量耦合特性的影响,得到了实现更高比冲的烧蚀工作条件。实验结果表明,在相同的激光器电流条件下,冲量随激光器脉宽的增大而增大,比冲随脉宽的增大而减小。在相同的激光器工作条件下,随着工质层厚度增大,工质带烧蚀的比冲增大,340μm厚工质带获得最大比冲在350 s以上,冲量耦合系数达到220μN/W以上。     

辅助点火对激光推进LSD的影响

利用纳秒分幅高速相机研究了不同辅助点火条件下CO2激光击穿空气后的流场波系结构,获得了波系演化的时序纹影照片,分析得到了点火后的爆轰波(laser supported detonation wave,LSD)速度变化规律.结果表明:存在辅助点火试件时的LSD速度均大于无诱导时的情况;LSD速度与辅助点火试件的材料、结构以及位于焦点前的位置有关.实验中辅助点火试件的存在能够降低空气的击穿阚值,使空气在辅助点火试件表面诱导点火.不同辅助点火试件构型对激光推进LSD速度的影响规律表明,使用平面诱导材料有利于提高LSD速度,为激光推力器喷管构型设计提供依据.     

轴对称流场的彩色纹影密度场定量测量

实现定量测量是纹影技术发展的最新要求。制作一种彩色滤光片，代替传统Z字形纹影系统刀口，提出了一种能够定量测量轴对称流场密度场的纹影测量方法，提供了一种基于传统纹影装置的定性显示向定量测量探索的新途径。介绍了所提出的纹影定量测量方法的基本原理、标定方法和典型装置，以轴对称自由射流为研究对象，构建了典型的实验系统，并基于理论分析与数值模拟结果，对所获得的实验结果进行了对比。结果表明:所提出的彩色纹影定量测量方法适合于轴对称流场的密度场定量测量。