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航天领域材料

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  • 金属激光切割机积极助力航空航天领域发展

    航空航天领域属于高科技行业，这其中航天器的核心部件就是发动机，整个发动机的大小零件都可以用到金属激光切割机，下面华俄激光就以隔热屏、扇形叶片板、化铣部件的激光加工为例，给大家介绍一下高端金属激光切割技术在航空航天中的运用。027-817322821、[url=http://www.helaser.com.cn/]金属激光切割机[/url]对隔热屏群孔的精密加工隔热屏是厚度1毫米左右的锥形型材，通常高度和直径在1米左右，孔径在5毫米以下，数量可到达上万个。此种零件通常运用焊接和钣金加工，加热后会有变形且不易消除。在自由状态下加工会有各种偏差，精确度也达不到要求，一般制作方式完全不能按质按量完成。采用金属激光加工可以有效提高质量，在零部件存在各种不稳定因素的情况下，通过对零件的特征扫描，精确测算出零件上各部位的实际位置，再使用智能加工程序调整好每行的打孔位置，可以使各种形态的加工件精确打孔。2、金属激光切割机对扇形叶片板的精密打孔扇形部件是航空航天发动机的重要部件，从里到外有五种不同形态的叶型板焊接组成。叶片是压轧形成，精度要求交高，为满足加工精度要求，发动机扇形部件的加工需采用金属激光切割机，重熔层厚度不高于0.03毫米，能够保证零件的形态、位置和重熔层的处理。3、金属激光切割机对钛合金化铣层的加工航空航天发动机的性能增长，需要有特殊要求的部件生产。像机匣筒体部件，是钛合金材料，厚度在1毫米。部件上有多种安装座和5毫米的加强筋，会有1毫米筒体的重量，相当于4毫米的强度。此部件能运用5毫米数控加工的方法制造，但是钛合金材料本身的操作难度就比较打，大大降低了制造效率。运用化铣加工的方法能很好的提高制造效率，节约成本。机匣筒体化铣是需要制造5毫米厚的钛合金材质，在部件表面涂层精确刻出形线，然后去除涂层用化铣液侵蚀。化铣技术的重点在于形线的精确加工，这点金属激光切割技术可以完全满足。金属激光加工在航空航天领域制造中还有涉及很多，包括激光打孔、激光焊接、表面处理、增材制造等等，而激光切割占比非常大。金属激光切割机也是积极助力航空航天运载工具的性能、寿命、成本的提升，极大的推动了航空航天领域发展。

  • 高低温试验箱对航天领域的测试分析

    高低温试验箱对航天领域的测试分析

    [b][url=http://www.linpin.com/]高低温试验箱[/url][/b]是众多科研实验中不可或缺的仪器，特别是在一些高科技领域，比如航空等方面。通常情况下，我们在进行测试时，无法直接获取在极端温度时材料的参数，以至于在面对一些突发情况时，可能没有办法提前预备好处理方案，从而导致一状况发生，而高低温试验箱的出现解决了这一难题。除了当下的极端温度情况，往往还需要不间断地监测高低温或者在一些恒定温度中数值的变化参数，以便做好记录。[align=center][img=,450,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/04/202204011500477112_2150_1037_3.jpg!w450x450.jpg[/img][/align]　　比如在航天领域，太空中的温度相差悬殊极大，温度极寒或极热。为了能够使得太空飞行器顺利进入太空，必须要通过燃烧大量的燃料，而燃料在燃烧时释放出的热量难以估计，飞行器的外壳必须耐高温，抵抗得住高温才能顺利上天。在正式飞行前，需要科研人员不断地试验，这个时候高低温试验箱就可以大展身手，作为左膀右臂来帮助科研人员进一步完成任务。　　等到飞行器正式进入太空中，这个时候面对的问题又将转变为如何耐低温，就像人们在气温较低时需要羽绒服。飞行器也需要一件“羽绒服”来抵抗太空中的极低温度，在正式进入太空之前，科研人员会使用高低温试验箱来测试在连续极端温度下，飞行器的忍受程度，从而测试出在较短时间内飞行器因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。　　除了一些高新技术产业，平常的生活中也会用到高低温试验箱。比如汽车，在一种汽车正式投产之前，实验室人员会模拟一下极端情况，比如汽车着火，撞击等，目的就是检测出汽车的忍受程度，降低驾驶员以及乘坐人员在遇到危险时的概率，增大逃生几率。

  • 航天卫星领域实验室信息化管理解决方案

    航天卫星领域实验室信息化管理解决方案

    [b]一、建设背景[/b]伴随着中国航天事业的发展，试验室内的检验、检测业务量与日俱增，新试验基地的建设逐步落成，如何加强试验业务管理, 提升试验室内业务承载量？如何科学高效的管理试验任务、分配试验资源，提升试验业务综合管理能力，成了试验室当给前急需思考、解决的问题。通过对试验室内的业务情况进行深入了解、分析，需要通过信息化的手段建设试验室信息化管理系统（以下简称“LIMS”），通过LIMS来管理航天卫星实验室在生产和经营、管理和决策、研究和开发、市场和销售等各方面广泛应用现代信息技术，建立现代企业信息系统，从而不断提高生产、经营、管理、决策及研究开发方面的能力、水平和效率，有效监控试验全过程、提高试验资源使用效率、降低试验成本、综合提高试验管理水平提供基础，形成试验生命周期的智能化管理，最终提高我国航空行业的核心竞争力。[b]二、某卫星研究所现状分析[/b]北京某卫星研究所承担中国载人航天器系列、导航卫星系列、通信卫星系列、对地观测卫星系列、月球与深空探测卫星系列、科学实验卫星系列和返回式卫星系列等航天器的总装、集成与专业测试、环境试验工作，具备各类航天器空间环境模拟试验设备及地面机械支持设备、设施的研制能力，已建成较为完善的航天器总装、环境试验及AIT 地面设备研制与设施建设的技术体系与服务体系。目前，此卫星研究所正在筹备新实验室，新实验室主要承接机电产品环境与可靠性试验，试验项目包括盐雾、腐蚀性、振动、冲击、离心、碰撞、跌落、失重、噪声、冲击波、寿命等，购置的设备有盐雾腐蚀试验机、振动台、离心机等，伴随着新实验室土建工作的开展，实验室信息化也在同步进行。[b]三、实验室信息化建设目标1、建设综合测试能力管理品台[/b]对试验中的试验元素进行全方位的拆解，组成试验业务能力库，形成独立的、颗粒度清晰细致的能力库，形成每个试验元素数据库，把试验元素形成规范的参数库，以结构化的方式进行管理，通过对各个试验元素的灵活组合，可以生成不同的试验模板，满足各种试验要求的需求，满足试验管理的扩展性、灵活性要求，提高试验管理的规范性。[b]2、建设覆盖全试验生命周期的管理平台[/b]试验业务流程各个环节的流转，通过系统在线方式进行驱动，在系统中给出醒目和便捷的提醒，能够实时、直观地展示从试验委托发起一直到试验完成的整个过程，并能够有效监控试验进度和试验过程中出现的异常，同时能够快速向委托方反馈试验进展和结果，提高试验执行效率。[b]3、建设智能化实验室管理平台[/b]通过“LIMS”实验室信息管理系统建设，以实验室为中心，将人员、仪器、实验方法、环境、文件等实验室资源有机结合起来，并通过人脸识别技术、USBKey技术建设智能化实验室管理平台。智能化实验室管理平台实现了网上分配任务、检测数据自动采集、快速发布、信息共享、分析报告自动生成、质量保证体系、成本控制、人员量化考核等功能。通过实验室信息管理系统的建设，全方位地对试验业务流转提供管理服务，达到试验业务自动化运行、信息化管理和无纸化办公，提高工作效率、降低运行成本，促进实验室整体能力的提升。[b]4、建设统一管理、高效利用的试验资源平台[/b]建立覆盖所有试验资源的统一数据库，包括试验设备库、工装夹具库、耗材库、人员库等，实现各个试验资源的结构化管理，实现试验资源与试验过程的集成，跟踪试验资源的使用情况和运转状态。同时实现各个试验资源库与能力库的集成，作为试验能力库的要素，有效的辅助试验能力的评估、辅助试验任务的流转，达到试验资源的高效利用。[b]四、主体流程[/b]试验室内的试验任务来源于外部单位（以下简称“委托人”），主要进行航天器产品的环境与可靠性试验。委托人需要试验室进行试验检测时需提供委托单，并将委托单、样品一并送到试验室，试验室会根据委托单中描述的需求来检查样品、对样品进行拍照确认，待试验室人员检查无误后则确认接收该委托单。委托单接收后，试验室会根据委托单中描述的需求撰写方案并进行试验，试验后将测试报告发送给委托人，具体作业流程步骤如下图：[img=,690,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904121526451594_4721_3464770_3.jpg!w690x356.jpg[/img][b]五、技术架构[/b]技术架构包括五个层面，第一层面是基础支撑组件，提供系统在性能处理、负载处理、备份处理方面的功能，具体包括连接池监控、SQL监控、URL监控、Session监控、API调用监控、应用负载均衡、数据备份；第二层面是技术配置组件，提供试验业务需要的基础技术组件，包括表单/模型配置、流程配置、业务系统接口配置、门户配置、消息配置、菜单配置、控件配置；第三层面是业务配置组件，这层提供与试验业务相关的组件配置，包括采集规则配置、试验记录配置、报告模板配置、统计配置、编号规则配置；第四层面试验业务模块组件，提供可供直接利用的业务模块，包括项目管理、试验业务管理、数据中心、能力管理、资源管理等模块；第五层面是访问端的支持，可以支持PC终端、平板终端、手机终端。[img=,690,827]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904121526129574_4261_3464770_3.jpg!w690x827.jpg[/img][b]六、神鹰LIMS功能概述[/b]神鹰LIMS是天健通泰科技在神鹰TDM多年成功经验的背景下，面向标准化实验室推出的又一个具有行业领先技术的实验室信息管理系统软件。具有独立自主知识产权，可以针对客户需求做出迅速调整的成熟软件系统。LIMS实验室管理系统满足ISO/IEC：17025体系的全部要求，对实验室的资源、样品、分析任务、实验结果、质量控制等进行合理有效的科学管理。[b][url=http://www.digitaltest.cn/page-2.html]LIMS管理系统[/url][/b]可保证您实验室数据的完整性、合法性以及可追溯性；极大地减少了实验室管理的人工成本，使得错综复杂的流程管理能够有条不紊的进行。

  • 航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构——第1部分：热变形测试技术国内现状分析

    航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构——第1部分：热变形测试技术国内现状分析

    [color=#990000]摘要：本文根据公开文献报道，介绍国内在航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构热变形测试技术方面的研究进展，分析国内现有技术手段存在的不足和问题，并明确了尺寸高稳定性复合材料桁架的技术要求，为下一步热变形测试技术明确发展目标。[/color][color=#990000]关键词：尺寸稳定性,桁架,热变形,热膨胀系数,航天器[/color][align=center][img=,690,390]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901221809393985_5910_3384_3.jpg!w690x390.jpg[/img][/align][hr/][color=#990000][b]1. 引言[/b][/color]　　尺寸高稳定性复合材料结构是轻质、高精度航天器结构的重要发展方向，欧美国家自上世纪90年代就开始研究零膨胀、高/超高稳定性的航天器复合材料结构，并用于太空望远镜及其他光学仪器的支撑结构、天线反射面和重力梯度仪基座等。　　传统航天器结构一般只要求高刚度、高强度、轻质量，对于尺寸稳定性的要求不是很高。但近些年来，随着遥感卫星、空间探测器、太空望远镜等高精度航天器对超稳平台的需求，尺寸高稳定性复合材料结构方面的研究也逐渐得到重视。　　2010年以来，我国航天领域也开展了尺寸高稳定性复合材料结构的工程应用研究，主要用于卫星相机和其他精密仪器设备的支撑。为了满足这些仪器高分辨率有效载荷设计及安装要求，各种仪器必须具备高稳定的结构安装平台，安装平台既起支撑连接作用，又要具备耐受真空、温度影响的高的尺寸稳定性。高稳定结构在满足刚度、强度要求的基础上，应进一步满足地面温湿度环境和空间交变温度环境下的结构微变形要求。因此，高稳定结构研制须解决结构热稳定性的测试问题，以验证高稳定结构的热稳定性设计，为仿真模型修正提供依据，并对最终航天器高稳定结构进行考核和评价。　　本文将根据公开文献报道，介绍国内在航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构热变形测试技术领域内的研究进展，分析国内现有技术手段存在的不足和问题，并明确了尺寸高稳定性复合材料桁架的技术要求，为下一步热变形测试技术明确发展目标。[color=#990000][b]2. 国内测试技术现状[/b][/color]　　根据文献报道，2013年中国空间技术研究院研制的某卫星高稳定、高精度复合材料桁架结构，如图2-1所示，承载着敏感器、天线等精密设备。[align=center][color=#990000][img=,690,213]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901221812085502_1103_3384_3.png!w690x213.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2-1 尺寸高稳定性桁架结构示意图和坐标系[/color][/align]　　根据卫星的任务要求，该桁架结构不仅需要满足承载强度要求，而且还要保证其上设备与基准的相对位置或指向关系稳定不变，即在外部环境条件变化时，其结构几何尺寸变化很小或趋于零。为了满足设备的高精度安装及在轨高稳定性的要求，必须首先保证该桁架结构的制造精度及在轨的热稳定性。　　针对热稳定性的考核测试，文献从桁架材料样品的热膨胀系数测试和整体桁架热变形测试两个不同尺度上进行了研究。[color=#990000]2.1. 样品热膨胀系数测试[/color]　　样品级的热膨胀系数测试分别采用了德国耐驰公司的DIL 402C 热膨胀仪和国产热膨胀仪，并进行了测试结果对比，这两种仪器都是顶杆法热膨胀仪。因为受各种因素的限制，顶杆法热膨胀仪的测量精度最多能达到-7量级的水平，在没有采用低膨胀系数标准材料进行考核和校准的前提下，所以文献得到的桁架材料热膨胀系数测量结果只能确定在-7量级，无任何测量不确定度范围。　　造成普通顶杆法热膨胀仪测量准确性无法满足低膨胀/超低膨胀材料需求的主要原因如下：　　（1）热膨胀仪中的顶杆材料一般选用的是热膨胀系数为5.3×10-7/K的熔融石英，这就限制了顶杆法热膨胀仪的测试能力。　　（2）在-5~+50℃范围内，样品温度的热电偶测温传感器和电加热控制方式很容易造成将近1℃的测量不确定度，室温附近热物理性能测试的最大误差源往往都是温度项。　　（3）在普通顶杆法热膨胀仪中，测量样品变形的位移传感器测量不确定度往往在0.5~3微米范围内，并需定期进行计量校准。有些热膨胀仪只给出测量分辨率而不给出测量不确定度（或精度和误差等）和温度漂移指标，往往很容易夸大测试能力，需谨慎对待，需采用不同热膨胀系数范围的相应标准材料进行考核和校准。[color=#990000]2.2. 桁架全场热变形测试[/color]　　针对高稳定性桁架，文献认为其整体桁架结构最小热变形仅为2微米左右，在对桁架结构进行热稳定测试时设计了以下要求：　　（1）热稳定试验测试系统理论精度至少达到微米级；　　（2）测试系统须耐受一定环境噪声、设备噪声及温度波动；　　（3）整体桁架全场测量，尽可能减少测试仪器对结构热变形的影响，理想测试方法为非接触测量。　　针对上述要求，文献提出了基于数字图像的散斑测试技术，并进行了热稳定测试研究。散斑测量装置为定制丹麦Dantec Dynamics公司的Q-400测试系统，可非接触测量全场变形，如图2-2所示。在测试开始时，被测物体表面涂有随机散斑，通过2台专用高精度CCD相机追踪温度加载前后的散斑变化；采用相关算法计算出物体表面因变形引起的变化，获得每个点的三维位移矢量，进行计算出全场每点的变形值和应变值，变形测量精度达到微米级。[align=center][color=#990000][img=,690,351]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901221812272113_6108_3384_3.jpg!w690x351.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2-2 Q-400测试系统[/color][/align]　　据文献报道，被测桁架结构由杆件和接头组成，最大外包络尺寸（未安装设备）为 1532 mm×837 mm×392 mm，温度范围为20～45℃，每间隔5℃测量一次变形，测试现场照片如图2-3所示。[align=center][color=#990000][img=,690,382]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901221813028822_5623_3384_3.png!w690x382.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2-3 热变形测试[/color][/align]　　整个测试过程中使桁架结构件经历7次热循环，随着循环次数增加，桁架结构变形量（天线a安装点相对敏感器c安装点的距离变化）减小，且逐渐趋于稳定，最初的变形量为3um/K，最终变形量为0.7um/K。相对于20～45℃的温度变化范围，近25℃的热循环温度变化使得桁架结构的总变形量范围应该为17.5~75um。如果天线a安装点与敏感器c安装点的间距按照1.5 m进行计算，那么相应的热膨胀系数变化范围为（0.7~3）×10-6/1.5=0.47~2×10-6/K，这与样品的热膨胀系数测试结果基本相吻合，多次热循环后的最终热膨胀系数处于一个量级。对于桁架结构上述变形量，采用数字散斑法还算能勉强进行测试，但如果桁架复合材料的热膨胀系数降低到5×10-8/K，那么桁架结构最终最小总变形量为25×1.5×5×10-8=1.9um，或0.075um/K；如果热膨胀系数再降低到1×10-8/K，桁架结构最终最小总变形量将为25×1.5×1×10-8=0.375um，或0.015um/K。对于这种微变形，再采用同量级精度的散斑法就无法进行测量，桁架结构的热变形规律基本淹没在散斑法的系统测量误差之内，而这种-8量级的超低热膨胀系数复合材料早在上世纪七八十年代NASA就应用在桁架结构中，这也是我国航天器复合材料桁架结构的必然趋势。　　综上所述，桁架结构数字散斑法热变形测试中存在以下几方面的问题：　　（1）测试前需要在桁架上涂覆散斑涂料，可能会给桁架带来影响。　　（2）在文献中，标称激光散斑测量变形的精度为1微米，这已经达到了激光散斑法的测量极限，无法满足今后低变形桁架的测试需要。　　（3）激光散斑法无法进行真空环境下的原位全场测量。　　（4）国外研究和应用桁架技术已有四十年以上的经历，对桁架及其复合材料的热膨胀系数和热变形进行过大量测试方法研究，但从未在相关报道中看到过采用散斑法测量桁架结构的热变形，绝大多数采用的都是准确性更高的激光干涉法。[b][color=#990000]3. 尺寸高稳定性复合材料桁架热变形测试要求[/color][/b]　　根据文献和国外的发展历程，对于尺寸高稳定性复合材料桁架热变形测试需要满足以下几方面的要求：　　（1）为长期控制结构在轨期间的变形，除需测量材料的热膨胀系数之外，还需测量材料的湿热膨胀系数。　　（2）为进一步降低复合材料的热膨胀系数，并获得超稳定的结构，还需深入研究复合材料的铺层设计、热膨胀系数的预测方法，同时提高样品级别的热膨胀系数测量准确性，要具备测量热膨胀系数1~5×10-8/K范围的能力。　　（3）为进一步提高复合材料桁架结构整体变形测量的准确性、减小测量不确定度，需具备模拟空间环境的真空（低气压）条件下的原位测量能力，利用真空环境消除或减弱热对流所带来的不确定度。更准确的说，要对大尺寸桁架结构0.1um的总变形量要有准确的测试能力。[color=#990000][b]4. 参考文献[/b][/color]　　（1）刘国青, 阮剑华, 罗文波, 白刚. 航天器高稳定结构热变形分析与试验验证方法研究. 航天器工程, 2014, 23(2):64-70.　　（2）马立, 杨凤龙, 陈维强, 齐卫红,李艳辉. 尺寸高稳定性复合材料桁架结构的研制. 航天器环境工程, 2016, 33(3).[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 瞬态高速加热条件下航天复合材料热膨胀系数测试技术初步研究

    瞬态高速加热条件下航天复合材料热膨胀系数测试技术初步研究

    [size=16px][color=#cc0000][b]摘要：为准确测量航天复合材料快速加热过程中的热膨胀系数，本文介绍了热膨胀系数测试过程中加热速率、加热形式和位移测量形式对被测样品内外温度和热膨胀测量方向上温度梯度的影响，以及这些温度梯度与热膨胀系数测试结果之间的变化规律。在这些初步研究基础上，本文提出了高速加热过程中热膨胀系数测量装置的初步设计方案，即采用聚光辐射或电磁感应技术进行非接触快速高温加热，采用激光扫描或光学投影技术进行非接触应变测量。[/b][/color][/size][size=16px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [b][size=18px][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 比较典型的航天复合材料如碳碳和石墨复合材料、各种酚醛树脂基复合材料等，其热膨胀系数普遍还是采用加热速率较慢的各种热膨胀仪进行测试，而这种常规测试过程中的较低加热速率与航天复合材料的实际使用环境下的快速升温速率严重不符，低速加热时的热膨胀系数测试结果几乎对复合材料结构的热设计毫无用途，从而造成现有的热结构设计太过保守。为此，本文针对快速加热条件下的航天复合材料热膨胀系数测试，开展初步的测试技术研究，通过典型材料重点了解快速加热条件下的以下两方面的问题：[/size][size=16px] （1）快速加热条件下，样品或材料的内外内外温差对热膨胀系数的影响。[/size][size=16px] （2）快速加热条件下，样品或材料热膨胀测试方向上的温度均匀性影响。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]2. 样品内外温差影响[/b][/color][/size][size=16px] 对于航天复合材料而言，由于其结构和热物理性能的不同，特别是热导率有着数量级上的差别，由此会在实际应用和取样测试过程中有时会存在严重的内外温差。热膨胀测试中，加热速率的不同会对测量结果产生明显的影响。[/size][size=16px] 为了直观了解这种内外温差对热膨胀系数测量的影响，我们选择了具有中等热导率（常温时约14W/mK）的不锈钢材料进行取样测试，测量温度范围为室温30~700℃，测试得到的平均热膨胀系数结果如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#cc0000][b][img=不锈钢样品不同加速速率下的平均线性热膨胀系数测试结果,660,482]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307111012258135_6561_3221506_3.jpg!w690x504.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b]图1 不同加速速率下的不锈钢样品热膨胀系数测试结果[/b][/color][/size][/align][size=16px] 从图1所示的测量结果可以看出，在较低加热速率（5℃/min）下的热膨胀系数测试结果相差不大，只是随加热速率的升高热膨胀系数整体有很小的降低。而在加热速率超过10℃/min时，测试结果发生明显的偏差，热膨胀系数明显的偏低，特别是在低温范围内这种现象更为明显。[/size][size=16px] 由此可见，对于热导率较低的材料，较快的加热速率会在样品内外产生明显的温差，从而对热膨胀系数产生严重的影响，使得热膨胀系数测试结果严重偏低。具体应用到航天复合材料中，由于碳碳和石墨复合材料的热导率普遍较高，相关的测试研究表明石墨材料在1600℃温度以下的范围内测试时，加热速率几乎没有影响，对于碳碳复合材料，这个不受加热速率影响的温度范围可以扩展到1700℃。[/size][size=16px] 对于热导率普遍较低的酚醛树脂复合材料，其热膨胀对加热速率则非常敏感，且膨胀过程非常复杂。有测试观察到当碳酚醛或二氧化硅酚醛层压材料被缓慢加热时，在190℃左右发生一些快速膨胀，然后材料开始收缩，从膨胀到收缩的变化对应于热降解的开始。而在高加热速率下，热膨胀系数的急剧增加发生在与低速率下开始收缩时的大致相同温度区域。据信，在高加热速率下，树脂开始软化，然后发生气体的快速释放。这些气体不容易逸出，并在材料中产生压力，导致快速膨胀和裂缝的张开。除了热膨胀之外，因材料的结构受到影响，其他性能也会受到加热速率的影响。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]3. 样品表面温度均匀性影响[/b][/color][/size][size=16px] 在快速加热形式的热膨胀测试设备中，往往还存在以下两方面的因素会给样品表面温度的均匀性带来影响，由此会给热膨胀系数测量带来误差：[/size][size=16px] （1）加热方式：热膨胀测试中的快速加热一般会采用聚光辐射加热、感应加热和直接通电三种形式，其中辐射加热适用于非导电材料样品，而感应加热和通电加热则适用于导电类材料样品。但不论采用哪一种加热方式，发光灯管和感应线圈都会是有限长度，从而使得样品轴向方向上的温度并不是均匀分布。特别是直接通电加热方式中的电极与被测样品直接接触，样品上的热量会通过电极散失而造成较严重的样品温度不均匀性。[/size][size=16px] （2）变形测量方式：热膨胀系数的测量一般会采用顶杆法和光学投影法，在顶杆法测试中，与样品接触的顶杆同样会对样品起到散热作用而影响样品的温度均匀性，而非接触形式的光学投影法则不存在样品散热问题，对样品的温度均匀性影响较小。[/size][size=16px] 为了研究样品表面温度不均匀性对快速加热过程中热膨胀系数测量的影响，有研究人员采用了感应加热式顶杆法热膨胀仪，如图2所示，对42CrMo超高强度钢进行了不同升温速率下的测试。样品被夹在两根熔融石英顶杆之间，其中一根顶杆固定，另一根连接到一个差动变压器（LVDT）进行样品的变形量测量。样品被放置在感应线圈的中心可实现高速加热，样品上焊接了两只S型热电偶，中心位置的热电偶用于控制样品温度，边缘位置热电偶用来测量温度均匀性。[/size][align=center][size=16px][color=#cc0000][b][img=02.感应加热式顶杆法热膨胀仪结构,500,344]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307111014018059_9517_3221506_3.jpg!w690x476.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b]图2 感应加热式顶杆法热膨胀仪结构[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图3所示为样品和感应线圈结构和尺寸示意图，样品为壁厚为0.5mm的薄壁圆柱，样品长度为10mm，熔融石英棒顶杆的外径和内径分别为2mm和1mm。[/size][align=center][size=16px][color=#cc0000][b][img=03.快速加热热膨胀测试中使用的样品和感应线圈几何形状,660,222]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307111014201830_7644_3221506_3.jpg!w690x233.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b]图3 快速加热线膨胀测试中使用的样品和感应线圈几何形状[/b][/color][/size][/align][size=16px] 对上述样品，在1℃/s~1200℃/s范围内一系列不同的速率下对样品进行了加热，不同加热速率下样品中心与边缘之间的温度差测试结果如图4所示，相应的应变测试结果如图5所示。[/size][align=center][size=16px][color=#cc0000][b][img=04.不同加热速率下的样品中部和边缘的实测温差,550,443]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307111014398184_2549_3221506_3.jpg!w690x557.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b]图4 不同加热速率下样品中部和边缘的实测温差[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b][img=05.不同加热速率下的样品应变量-温度测试结果,550,443]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307111014595694_4159_3221506_3.jpg!w690x556.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][b]图5 不同加热速率下样品应变量-温度测试结果[/b][/color][/size][/align][size=16px] 从图4所示的温差曲线可以看出，对于低于10℃/s的加热速率，样品中心和边缘之间的温差不会超过10℃。对于所有其他加热速率，温差随着中心温度快速增加，并在达到某一温度时开始变缓。从该温度开始，中心与边缘之间的温差随着样品中间温度变化几乎呈线性增加。对于最高加热速率1200℃/s，温差达到最大值160℃，边缘温度相当于中心温度的大约70%。[/size][size=16px] 如图5所示，比较不同加热速率下测得的应变-温度曲线，可以观察到加热速率越高，测得的应变越低，这也与图1所示的规律一致，但这也部分可能与加热速率增加时膨胀方向上的温度梯度的增加有关。从图5可以看出，最小和最大升温速率下应变测量值的相对偏差约为20 %。[/size][size=16px] 显然，在非常高的加热速率下使用变形信号对发生相变的动力学过程的研究将导致严重的误差，因为应变信号中的误差将通过不确定的传播影响描述相变动力学的所需参数的计算，同时，还取决于所应用的动力学模型的数学性质，最终误差甚至可能大于这里测量的应变的20%误差。[/size][size=16px] 另外，样品轴向上的温度梯度是由于样品和棒之间的接触带来的热损失，这导致靠近样品边缘的温度降低。在低加热速率下，从中心到边缘的热传导几乎使整个样品的温度相等，导致小的温度梯度，但随着加热速率的增加，由于热传导使得样品中心的温度上升较快，这导致轴向温度差的增加。[/size][size=16px] 造成温度梯度的另一个因素是样品与线圈磁场的相互作用，感应热在整个样品长度上并不是均匀和恒定的，对于膨胀计的感应线圈的规则螺旋状几何形状，沿着轴向方向上存在强烈的感应温度梯度。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]4. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 通过上述高加热速率条件下进行的金属材料热膨胀系数测试，可以明显看到加热速率对样品内外和样品轴向温度差的严重影响，因此在今后的各种高加热速率条件下的热膨胀测试，需要特别注意以下几个内容：[/size][size=16px] （1）测试前，首先要确定具体测试的是哪一种热膨胀系数，稳态热膨胀系数测试则选用低加热速率，瞬态热膨胀系数测试则根据实际应用场景选择相应的高加热速率，这在材料的相变过程研究中非常重要。[/size][size=16px] （2）对于稳态热膨胀的测试，需要在样品内外温度一致后进行测量，这是就需要尽可能采用尽可能低的加热速率才能保证相应的测量准确性，甚至可以采用台阶式温升方式，使样品在不同温度下恒定一段时间后再进行变形测量。[/size][size=16px] （3）由于材料固有的导热性能，对于符合实际变温速率应用场景的高加热速率下的热膨胀测试，样品内外的温差更能符合材料的实际温度环境，但在热膨胀系数的具体测试中需要尽可能避免样品轴向温度差带来的测量误差。具体采取的措施是分别采用非接触形式的加热技术和位移测量技术，使被测样品不与其他物体接触或最小接触，如采用均温场更长的聚光辐射加热装置或能提供更均匀温度场的异型感应线圈对样品进行非接触式快速加热，如采用激光线扫描或投影法光学变形测试技术非接触测量样品的长度。[/size][size=16px] 总之，通过对高速加热过程中热膨胀系数测试技术的初步研究，确定了非接触快速加热和非接触位移测量的总体技术方案，为后续航天复合材料高速热膨胀系数测试研究工作的开展奠定了基础。[/size][size=16px][color=#cc0000][b][/b][/color][/size][align=center][size=16px][b][color=#cc0000]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]

  • 2011年世界航空航天科技发展回顾

    航空航天　　美 国　　航天飞机退出历史舞台；奥赖恩航天器进入测试阶段；“好奇”号火星车发射；泡泡宇宙假说被否定；最大最重黑洞记录不断刷新。　　毛黎(本报驻美国记者)1月，科学家发现了人类观测史上最大最重的黑洞，其位于椭圆星系M87的中心，距地5000万光年，重达66亿倍太阳质量。相比而言，银河系中央的大质量黑洞要小它1000倍。而到了12月，科学家发现的两个大黑洞：一个位于狮子座星系团中最亮的星系内，自身质量为太阳质量的97亿倍，距离地球约3.2亿光年；另一个则处于距离地球3.35亿光年的一个椭圆星系里，质量与前者相当或更大。　　同是在1月，美国国家航空航天局(NASA)戈达德宇航中心科学家在小行星的陨石样本中发现了氨基酸异缬氨酸，且其在富碳样本中绝大多数以左旋形态存在。鉴于氨基酸对生物体的重要性，以及存在于地球上所有的生物体中氨基酸都为左旋型这一“左撇子地球之谜”。该研究小组认为极可能是小行星岩石将生物原材料带到地球，成为了一项佐证“地球生命起源于太空”的新证据。　　美国中央时区1月20日下午9点，NASA的纳米帆-D卫星在地球上空650公里处，张开了它近10平方米大小的帆，成为迄今首个绕地球运行的太阳帆纳型卫星。其任务是环绕地球，以验证能否将太阳帆用作一种清理离轨老卫星和太空垃圾的工具。　　美国陆军首次试飞了他们高级超高音速武器项目里的一架概念机。这个飞行器利用三级推进火箭发射，到达地球大气层预定轨道后即开始超高音速滑翔，据称其主要作用是为了测试及搜集试飞数据，用于开发今后的超高音速飞行器，即全球即时打击武器。　　美国“发现”号、“奋进”号和“阿特兰蒂斯”号分别于2月24日、5月16日和7月8日升空后完成自己的“绝唱”之旅。航天飞机30年历程毁誉参半，航天飞机退役后，美国将暂时依赖俄罗斯“联盟”飞船前往空间站，而政府目前正将希望寄托于私营太空企业。　　NASA对媒体展示处于测试中的新型飞船——“奥赖恩”(Orion)航天器，它是美国载人航天事业青黄不接的拯救者、原“星座计划”重要组成部分。NASA表示有信心让此型号飞船作长途飞行之用，最早于2019年载人飞往小行星。　　斯隆数字巡天项目组(SDSS)的科学家们近期通过对宇宙中14000个类星体进行了研究后，利用这些类星体发出的明光线照亮了星系际空间的氢气物质，制出了一幅迄今最详尽的宇宙3D图景。其有希望帮助科学家们对110亿年前的宇宙膨胀速率进行测量，并还可能提供神秘的暗能量的研究线索。　　8月，NASA发布了在火星中纬度地区发现液态水存在的环境证据，进一步预示火星“可能支持生命”。NASA此次格外体现出科研应有的严谨态度，因为截止到目前，并没有火星上存在液态水的直接证据，即便是有“最大的可能性”，团队认为他们的结论仍只是一个间接推测。　　为了解火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境，美国开始了最大的火星探测行动。11月26日，“好奇”号火星车发射升空，预计于2012年8月在火星着陆，展开为期一个火星年(约687个地球日)的探测活动。“好奇”号称得上目前人类派往火星的最佳科学结晶。　　11月，“伽利略”号探测器发回的数据建模显示，尽管木卫二的冰层厚约10千米，但冰层内部可能存在分布深度达3千米的含盐水，水量与北美洲的五大湖相当。液态水向上喷发，使得冰水之间的转换有可能传递了能量和营养物，为生命存在提供条件。而这颗原本就排进“太阳系除地球外最可能孕育生命的五大星球”名单里的卫星，今朝更加备受关注。　　利用哈勃太空望远镜，NASA得到了迄今最精确参数，重新计算了宇宙扩张率，结果排除了一种可能代替暗能量的泡泡宇宙假说。这种假说认为，“宇宙以越来越大的速率在膨胀”的景象可能是个幻觉。　　钱德拉X射线太空望远镜和甚大望远镜拍摄到约3200万年前纺锤星系内一个巨大黑洞吞噬其他天体的天文奇观。这是人们首次在X波段清晰地获取这类图像。　　美国和英国科学家成功找到了一颗恒星发出的气体云，并捕捉到了一个巨型黑洞散发出来的光线，同时发现了第一批恒星遗留下来的残骸以及一颗正在爆炸的恒星爆炸余波的踪迹，从而弥补了宇宙进化史上大爆炸后和恒星诞生间“缺失的一环”。　　12月，开普勒天文望远镜新发现了一颗宜居类地行星，不但是迄今探测到的最小类地行星，且其表面温度是温和的22摄氏度，十分难得。该小行星被命名为开普勒-22b，宽度约为地球的2.4倍，质量据推测应至少小于地球质量的36倍——这个范围意味着，该行星表面可能有很多岩石并可能有水。　　英 国　　英国航天局正式成立；积极开展国际合作，与欧空局和NASA合作密切；研发对地观测卫星，提出静音飞机概念。　　刘海英(本报驻英国记者)4月1日，英国商业、创新和技能部宣布英国航天局正式成立。新成立的航天局将负责制定国家航天政策与重大预算，对英国所有的民用航空事务进行集中管理。　　8月，英国科学技术设施理事会卢瑟福空间实验室圆满结束了为詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)设计制造的照相机和光谱仪的制冷及低温测试。此次测试的中红外线仪器(MIRI)覆盖的波长范围为5微米到28微米，这意味着MIRI可在零下266摄氏度下工作。　　9月，英国萨里卫星技术有限公司成功发射两颗对地观测卫星igeriaSat—2 和 NigeriaSat—X，这两颗卫星有望显著提升非洲在自然资源管理和灾害援助等领域的能力。　　同是9月，英国对地观测仪器中心与8家英国企业及学术机构合作，开始研发用于对地观测的新型卫星技术。　　11月，英国剑桥大学研究人员公布的静音飞机概念称，对于波音767尺寸大小的飞机，通过采用翼身混合设计，可将其产生的起飞和行进噪声控制在机场边界之内。其最终目标是将飞机的噪声减少25分贝。

  • 2012年世界科技发展回顾:航空航天篇

    2013年01月05日 来源： 中国科技网 作者： 本报国际部 航空航天 美国 无人机发展迅速；私营公司进入航天领域；火星表面曾有流水；黑洞“事件视界”被证实；太空存在大量蓝恒星。 毛黎（本报驻美国记者）波音公司由液态氢驱动的“幻影眼”新一代无人机在加利福尼亚沙漠中完成首次自主飞行。该机翼展约45米多，有效载荷约200公斤；采用形状记忆合金制成可变形机翼，新型激光充电系统，使其续航能力提高了24倍，飞行时间达48小时以上。 太空探索技术公司（SpaceX）的“龙”飞船搭乘“猎鹰9”号火箭升空，与国际空间站对接提供补给，拉开了私营企业进入航天领域的序幕，开启了美国后航天飞机时代，被美媒体高度评价为“人类航天的重要里程碑”。 科学家发现火星岩石中含有火星古老河床碎石，表明火星表面确曾有水流淌；对其土壤鉴定显示，火星土壤和夏威夷火山源周围的风化玄武岩土壤十分相似；而对大气分析后却未发现其中含有甲烷。由于地球大气中90%以上的甲烷由活体有机物制造，无甲烷的结果让期冀找到火星生命线索的科学家们颇为失望。 最新太阳内部等离子体运动核磁共振成像（MRI）图，显示了太阳如何将内部深处的热量传至表面，颠覆了人们对太阳热量传送的固有理解，并挑战了现有解释太阳黑子和磁场产生的理论。 天文学家对一个50亿光年外的类星体的核心区域进行了比人类视觉效果精细200万倍的高分辨率拍摄，发现其中藏着一个超大质量黑洞，并首次获得黑洞“事件视界”存在的直接证据。 科学家在仙女座M31星系中发现大量罕见蓝色恒星，围绕着仙女座螺旋星系附近一个相当于一亿个太阳质量的超大质量黑洞。 根据望远镜观测和计算机模拟，科学家推断银河系将和其邻居仙女座星系在40亿年后发生碰撞，合并成一个椭圆形星系。 研究人员通过分析南极望远镜最新数据，对大爆炸之后第一代大质量星系开始形成和持续的时间进行了更明确界定，判定它从宇宙2.5亿岁开始，持续了不到5亿年。 此外，还有罗希-X射线时变探测器卫星和甚长基阵射电望远镜记录了黑洞进入银河系并开始发射超快气体的爆发过程；广域红外巡天望远镜发现宇宙中存在上百万个尘埃弥漫的黑洞，约有1000个处于迄今发现的最明亮星系中；银河系包在一团巨大的热气晕中，整个热气晕跨越数十万光年，质量相当于银河系中所有恒星质量的总和；哈勃望远镜首次探测到宇宙早期形成的古老螺旋星系BX442，距今约107亿年，比通常发现的螺旋星系早了几十亿年。 俄罗斯 这一年，航天领域虽然完成了大量发射任务，但也遭遇了多次发射失败，航天主管部门和航天企业内讧，被迫改革。 张浩（本报驻俄罗斯记者）1月15日，俄罗斯近15年来发射的首个自动星际站在升空两个多月后坠毁，该星际站原本用来从火星卫星上运回土壤样品。由此事故，拉开了俄罗斯航天“被动”改革的大幕。 8月7日，搭载“特快列车-MD2”和“电信-3”两颗通信卫星的俄罗斯“质子-M”运载火箭升空后入轨失败，导致两颗价值不菲的通讯卫星沦为太空垃圾。 9月10日俄联邦政府召开了“保证航天装备质量和可靠性的政府会议”，提出成立政府工作组。11月26日，再次召开了关于俄航天领域改革的政府会议，提出了扩大俄罗斯航天署权力和职能，在火箭航天领域扩大现有的一体化机构、成立新机构、划分营利性和非营利性机构等建议，最终改革方案可能在2013年出台。 尽管俄罗斯航天管理机制备受指责，但在2012年仍取得了一些进展。8月，一艘名为“进步M-16M”的货运飞船与国际空间站实现快速对接，仅用6小时就完成了过去需要两天的向空间站运送物资的任务。 11月，俄罗斯太空空间监控系统总设计师对媒体透露，正在研制太空垃圾和危险小行星的追踪系统，将用于抵御近地空间的太空垃圾威胁，预警地球可能遭遇的小行星和彗星危险。 俄主管军工的副总理德米特里·罗戈津于6月指出，尽管俄罗斯是主要的航天器发射国，但在航天服务市场的实际市场份额却不足3%，俄打算制定长期民用航天活动发展计划。 英国 范堡罗航展成年度盛事；纪念首颗卫星发射50周年；启动空间合作创新团队计划；鼓励参与国际航空航天合作。 刘海英（本报驻英国记者）7月9日至15日，两年一度的范堡罗国际航空航天展顺利举行，来自全球39个国家的1506家飞机与发动机制造商、机场、导航服务提供商等在展会上展出了航空航天领域的最新研发成果，成交订单总额超700亿美元，成为2012年英国航空航天领域的一大盛事。 1月，英国第四个技术与创新中心——卫星应用技术与创新中心宣告成立，将成为英国卫星通讯、传播、定位和观察等产品和服务商业化开发的重要支撑。 2012年是英国设计和运营的第一颗卫星Ariel 1发射50周年。英空间局于4月启动了为期一年的系列纪念活动。 5月，英政府宣布将投资6000万英镑建立英国空气动力学中心。研究活动主要围绕支持环境新技术与更加环保的飞机展开，同时致力于识别和开发最新技术，确定重点支持领域，以保持英国在世界航空市场的竞争地位。 7月，英空间局启动了“空间合作创新团队”计划，旨在推动空间创新与经济增长，每个入选团队可获得50万英镑的资金并可利用位于哈维尔国际空间创新中心（ISIC）的先进设备开展研究工作。此外，还向爱丁堡大学等8家研究机构投入850万英镑经费，支持其参与欧洲空间局的“欧几里得卫星”计划。 德国 通过双雷达卫星基本生成地球大陆块的数字高度模型；参与完成了欧空局第三艘自动转移飞行器运送货物到国际空间站的任务。 李山（本报驻德国记者）经过一年多日夜不停的工作，德国雷达卫星TanDEM-X和TerraSAR-X组合基本完成了除南极洲以外的大部分地球陆地表面的测量，预计2013年可获得完整世界范围、连续的和同类的地形模型，高度信息的精度小于2米。该项目所获的高精度3D地球数字模用途广泛，例如ZKI（基于卫星的危机信息中心）、GMES（全球环境安全监视）和GEOSS（地球综合观测系统）等。 3月，德国参与的欧空局第三艘自动转移飞行器（ATV）发射升空，并顺利与国际空间站对接。它运送了6960千克货物到国际空间站，在轨运行6个月，最后带走了1.2吨的垃圾。自动转移飞行器的成功使欧洲增强了自主进入太空的能力，欧空局于11月宣布将建造一艘ATV衍生服务舱，为NASA的“猎户座”（Orion）提供服务。 6月，德国航空航天中心进行了“锐边飞行试验”（SHEFEX-II）第二阶段的试验，获得了大部分所需要的数据。“锐边飞行试验”（SHEFEX）以及后继研发的具有再入和重复使用功能的航天飞行器REX FREE Flyer是德国独立迈向太空的重要一步。 德国新型概念飞机项目（NACRE）取得新进展，开发出一种全新的“飞行翼”飞机，可使飞行阻力和油耗显著降低，减轻对环境影响。德国航空航天中心的无人小直升飞机ARTIS（智能系统的自主旋翼机试验台）投入使用；测试了新研发的头盔显示器（HMD），它将有助于直升飞机飞行员在特殊状况下安全着陆；发布了一套可同时满足气动弹性力学、空气动力学、客舱布局等多领域计算和模拟需求的统一软件，使飞机设计中高度复杂的计算大大简化。 10月，欧洲再次发射两颗“伽利略”卫星，由4颗卫星组成迷你卫星星座，可满足导航定位验证的最低要求，这是该导航系统向2015年开始提供服务迈出的重要一步。 运载火箭方面，德国在11月获准和法国同样的份额参与阿丽亚娜5ME计划，进而将进一步发展在空间运输方面的能力。该计划将与阿丽亚娜6的研究计划平行进行，以确保欧洲在全球发射运营市场的成功地位。 法国 欧洲小型运载火箭“织女星”成功首飞；欧洲航天局接纳波兰为成员国；阿丽亚娜火箭成功发射两颗通信卫星。 李钊（本报驻法国记者）2月13日，欧洲小型运载火箭“织女星（Vega）”携带9颗卫星，从法属圭亚那库鲁航天发射中心发射升空，取得首发的圆满成功。 9月14日，总部设在巴黎的欧洲航天局宣布，接纳波兰成为欧航局第20个成员国。波兰以成员国身份参加11月举行的欧航局部长级会议。 9月17日，欧洲第二颗极地轨道气象卫星Metop-B搭乘俄“联盟”运载火箭，从拜科努尔发射场发射升空。Metop-B卫星是欧航局和欧洲气象卫星组织联合研制的Metop三颗气象卫星中的第二颗，将运行在离地面约810千米的极地轨道，接替首颗卫星Metop-A为天气预报和大气监测等收集数据。 9月28日，欧洲阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，将两颗通信卫星——欧洲卫星公司的阿斯特拉2F通信卫星和印度空间研究组织的GSAT－10通信卫星送入轨道。阿斯特拉2F卫星发射后将运行在东经28.2度地球

  • 航天科技精准计量助力民营航天发射

    [align=left] 前不久，北京星际荣耀空间科技有限公司（简称星际荣耀）（民营）在酒泉卫星发射中心成功发射代号为“双曲线一号”的商业亚轨道火箭。[/align][align=left] 中国航天科技集团有限公司五院514所国家航天器产业计量测试中心承担了此次火箭发射角瞄准任务，为确保火箭发射成功、搭载卫星准确进入回收区域作出突出贡献。这是514所首次承担商业航天发射场精测任务。[/align][align=left] 火箭发射角瞄准是精度要求非常高的计量测试工作，由一系列复杂精测工作组成，具有高度的专业性，直接关系火箭是否按轨道运行。[/align][align=left] 为保障此次任务，514所国家航天器产业计量测试中心派出了具有丰富型号计量测试经验的测试人员，组成专项组。[/align][align=left] 该所组织计量中心与产品科研中心积极与星际荣耀细致沟通、研讨方案，反复研究完善测试方法，开展户外演练、火箭出厂前方位角测试预演等工作。[/align][align=left] 时间紧是此次任务的一大特点。从试验队进场、箭体总装、模飞验证、惯导与反射镜偏角测量、转运吊装、靶场瞄准到最终发射，共5天时间，时间节点非常紧凑。来自514所的试验队员开启了24小时工作模式，紧锣密鼓推进所承担的工作。[/align][align=left] 在风疾天干的戈壁滩，预先对地标、瞄准点、台面高度等现场考查、测量；在深邃宁静的星空下，搭建调试精测系统并开展惯导一次瞄准至凌晨；在正午炎炎烈日下和不断逼近的节点前，面对强光和疾风带来的挑战，测试组成员轮番上阵，在2.5米高的扶梯上以半蹲姿势操作经纬仪，艰难寻找瞄准影像……辛苦的付出得到了回报。在测试组报出准确数据后，客户向测试人员竖起大拇指。[/align][align=left] 短暂的几天，514所凭借专业的表现、积极的态度、热情的合作精神得到星际荣耀参试人员的尊重与信任。双方结下了良好的友谊。[/align][align=left] 在发射准备工作的间隙，514所还与星际荣耀公司进行深入交流，为后续持续合作打下基础。[/align][align=left] 火箭发射成功后，搭载卫星在分离后准确进入预定回收区域，并被快速找到，这进一步证明了514所精测数据的可靠性，再次验证了514所精准计量对任务发射成功起到的重要保障作用。[/align][align=left] 近年来，商业航天发展加速，514所抢抓机遇，积极思考参与商业航天的途径和措施，充分发挥国家航天器产业计量测试中心平台作用，探索为商业航天提供技术支持，开展业务合作。[/align][align=left] 本次发射角瞄准任务的圆满完成，不仅使514所又一次出色完成精准计量测试任务，也是国家航天器产业计量测试中心迈向商业航天产业广阔天地的重要一步。[/align]

  • 航天器单机热循环试验技术

    航天器单机热循环试验技术

    [font=宋体]　　在航天工程（包括载人与卫星）中整机包含大量的驱动器，配电器，控制器，分流调节器等中枢产品，统称为航天器单机产品。航天器单机产品是飞行器的控制中枢，在先期的环境试验过程中，如试验问题带来了产品损伤而隐患未被发现并及时处理的情况下进入航天轨道，随着隐性损伤在发射过程中通过振动、气压、温度、湿度、辐射等综合应力下出现故障，则航天器将无法完成预定功能而出现任务失败，损失很大。热循环试验是航天组件级单机产品可靠性验证的一种手段，在试验过程中如何保证产品不经受温度带来的损伤是本文研究点。[/font][font=宋体]热循环试验是一种利用[b][url=http://www.instrument.com.cn/netshow/SH101384/]高低温交变试验箱[/url][/b]对试验产品进行的预设高低温交替的应力考核，用以验证材料和产品是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标的一类可靠性试验。通过大温变速率可暴露产品潜在的材料与性能缺陷，经过不断地质量改进，达到可靠性提升的目的。航天单机类产品一次热循环示意图见下图[/font]1[font=宋体]所示。[/font][align=center][img=,690,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207041715501083_5128_1385_3.png!w690x375.jpg[/img][/align][font=宋体]　　展开单机热循环试验应采用电容式湿度传感器试验设备，单机温度循环试验速率为[/font]3[font=宋体]℃[/font]/min[font=宋体]～[/font]5[font=宋体]℃[/font]/min[font=宋体]，根据经验得知一般常规航天组件级单机热滞后设备温度[/font]20[font=宋体]℃左右，只要设备升温过程相对湿度小于[/font]25%[font=宋体]可避免产品表面空气降至露点温度以下出现凝露现象。[/font][font=宋体]可在升温过程中充注氮气或者露点温度小于[/font]-50[font=宋体]℃干燥空气，并根据空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]对湿度进行低露点气体充注。一般经验表明低露点气体阀后压力在[/font]0.5MPa[font=宋体]以上可避免产品表面凝露。[/font][align=center][img=,600,600]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207041716288097_8039_1385_3.jpg!w600x600.jpg[/img][/align]

  • 航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构——第2部分 热变形测试方案和可行性试验研究

    航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构——第2部分 热变形测试方案和可行性试验研究

    [color=#990000]摘要：本文针对航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构的热变形测试，从样品的热膨胀系数测试到桁架全场大尺寸热变形测试，全方位提出了相应的解决方案。特别针对激光干涉法在大气环境下的高精度热变形测量，介绍了上海依阳公司开展的方案性试验结果，证明了激光干涉法完全可以用于大气环境下的位移测量，尽管测量精度有所降低，但完全可以满足百纳米量级的全场热变形测量，同时也证明了此方案的可行性，为打通整个技术路线奠定了基础。　　[/color][color=#990000]关键词：尺寸稳定性,桁架,激光干涉法,热变形,热膨胀系数,航天器[/color][align=center][img=,690,387]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232018598367_8587_3384_3.jpg!w690x387.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#990000][b]1. 引言[/b][/color]　　从目前公开报道的相关文献来看，国内在航天器尺寸高稳定性复合材料桁架结构热变形测量方面还刚刚起步，还没找到有效可行的测试技术方向和手段，而对于尺寸高稳定性复合材料桁架的热变形测试，需要满足以下几方面的要求：　　（1）为长期控制结构在轨期间的变形，除需测量材料的热膨胀系数之外，还需测量材料的湿热膨胀系数。　　（2）为进一步降低复合材料的热膨胀系数，并获得超稳定的结构，还需深入研究复合材料的铺层设计、热膨胀系数的预测方法，同时提高样品级别的热膨胀系数测量准确性，要具备测量热膨胀系数1~5×10-8/K范围的能力。　　（3）为进一步提高复合材料桁架结构整体变形测量的准确性、减小测量不确定度，需具备模拟空间环境的真空（低气压）条件下的原位测量能力，利用真空环境消除或减弱热对流所带来的不确定度。更准确的说，要对大尺寸桁架结构0.1 um的总变形量要有准确的测试能力。　　本文针对上述要求，从样品的热膨胀系数测试到桁架全场大尺寸热变形测试，全方位提出了相应的解决方案。特别针对激光干涉法在大气环境下的高精度热变形测量，介绍了上海依阳公司开展的方案性试验结果，证明了激光干涉法完全可以用于大气环境下的位移测量，尽管测量精度有所降低，但完全可以满足百纳米量级的全场热变形测量。同时也证明了此方案的可行性，为打通整个技术路线奠定了基础。[b][color=#990000]2. 技术方案[/color][/b]　　技术方案主要针对材料样品和整体桁架两个尺度级别的测试进行设计。样品级别的热膨胀和湿膨胀系数测试还采用顶杆法，整体桁架的热变形和热膨胀系数采用目前位移测量精度最高的激光干涉法，并实现激光干涉法既可以在大气环境下又可以在真空环境下进行测量。整体技术方案如图2-1所示。[align=center][img=,500,354]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232024059437_8538_3384_3.png!w690x489.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图2-1 热变形测试技术方案框图[/color][/align][color=#990000]2.1. 顶杆法高精度热膨胀系数测试方案[/color]　　为了实现样品级别的高精度-8量级热膨胀系数测量，测试方案包括以下几方面的内容：　　（1）采用传统顶杆法进行样品级别的热膨胀系数测量，顶杆的作用是将样品的尺寸变化传递出来，而不是非接触式激光干涉法直接对镜面样品表面进行测量。选择顶杆法的目的是降低样品制作难度和测量光路的调整难度。　　（2）顶杆法超低热膨胀系数测量装置放置在放置在大气环境中，由此在实现变温测量的同时，还可以进行变湿测量。另外，在大气环境下样品的辐射加热速度要比真空条件下快很多，这使得大气环境下的测试效率远高于真空条件下的测试。　　（3）普通热膨胀仪中的顶杆材料一般选用的是热膨胀系数为5.3×10-7/K的熔融石英，这限制了顶杆法热膨胀仪的测试能力。在±50℃范围内，可选用热膨胀系数小于1×10-8/K零膨胀材料，并结合基线修正，可使顶杆法具有非常高的测量精度。　　（4）在±50℃范围内，样品温度的热电偶测温传感器和电加热控制方式很容易造成将近1℃的测量不确定度，室温附近热物理性能测试的最大误差源往往都是温度项。为此选用高精度的液体循环浴加热方式和热敏电阻温度传感器，可大幅度降低温度项误差。　　（5）热膨胀测试中的位移传感器直接选用绝对测量的激光干涉仪，这样可以保证几个纳米的测量精度（不是分辨率）。　　（6）在超低热膨胀系数测试中，位移传感器随环境温度变化所带来的影响非常明显，所有高精度的位移传感器都有温漂指标。为此，要对位移传感器采取恒温措施，根据不同位移传感器的温漂指标确定传感器环境温度的稳定性和恒温手段。[color=#990000]2.2. 激光干涉法全场测试方案[/color]　　为了实现尺寸高稳定性复合材料桁架结构的全场热变形测量，如图2-1所示，测试方案选择采用激光干涉测试技术，这主要是基于以下几方面原因：　　（1）激光干涉测试技术是目前工程应用中测量精度最高的成熟技术，由于是基于波长长度的测量，所以激光干涉法是一种绝对测试方法，比较容易实现几个纳米的位移测量精度。　　（2）目前成熟的激光干涉测试技术，既可以测量热变形位移，又同时可以测量角度变化，非常适合桁架结构的全场热变形测量。　　（3）目前成熟的激光干涉测试技术已经解决了以往激光干涉法测量对环境振动的苛刻要求问题，不再需要特殊和昂贵的抗震减震措施，在普通实验室的一般隔振台上就可以进行高精度测量。　　激光干涉法全场测试方案是基于真空条件下的全场热变形测试，整个测试系统主要由真空系统、试验系统和测量系统三部分组成，整个测试系统放置在气浮隔振台上，如图2-2所示。[align=center][img=,690,274]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232024226897_8935_3384_3.png!w690x274.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图2-2 真空型激光干涉法桁架全场热变形测试系统结构示意图[/color][/align]　　在实际测试过程中，根据被测对象情况，将激光干涉仪的分布位置设计为双端和单端测量布局两种形式。　　双端测量布局形式如图2-3所示。[align=center][color=#990000][img=,690,246]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232137181177_6207_3384_3.png!w690x246.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图2-3 双端测量结构示意图[/color][/align]　　双端测量布局具有以下特点：　　（1）光程差小，两端反射镜平行度要求不高，有利于保证测量精度。　　（2）多通道测量和扩展成本高，两台干涉仪只能测量一个试样。　　单端测量布局形式如图2-4所示。[align=center][color=#990000][img=,690,439]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232137381187_8450_3384_3.png!w690x439.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图2-4 单端测量结构示意图[/color][/align]　　单端测量布局具有以下特点：　　（1）光程差大（试件长度），两反射镜平行度要求高，可能会带来一定误差。　　（2）优点是便于今后多通道测量和扩展，一台激光器可带三台干涉仪进行三个试件测量。　　（3）关键是可以进行空载测量，确定系统误差。　　总之，对于尺寸高稳定性复合材料桁架结构的热变形高精度测量，采用真空型激光干涉法基本是国际上的主流测试方法，而且基本都是采用上述单端测量结构形式，由此可实现模拟空间真空环境的航天器桁架的原位热变形准确测量。　　尽管真空型激光干涉法可以实现很高精度的热变形原位测量，且非常适合航天器桁架结构的整体性能评价和考核，但在实际应用中还存在以下几方面的不足：　　（1）为满足庞大尺寸的航天飞行器桁架结构热变形测试，需要将整个桁架结构件完整放置在相应庞大的真空腔体内，并需要对真空腔体的光学窗口和真空度进行长时间的精确控制，以消除真空度变化带来的一系列影响，这使得整个测试系统非常复杂和造价昂贵。　　（2）在真空环境下热传递速度很慢，桁架的整体加热和控温方式很容易造成温度不均匀，而且桁架温度达到稳定需要漫长的恒温时间。因此对于大尺寸桁架的热变形测试需要采用分区加热方式，这造成加热系统也非常复杂，且恒温时间同样的漫长。　　（3）真空型激光干涉法测试系统的兼容性和灵活性较弱，需要采用巨大的真空腔体才能满足各种尺寸规格桁架的热变形测试，相应的调试工作量巨大。　　综上所述，对于航天器尺寸高稳定性复合材料桁架的热变形测量，特别是对于桁架管材和整体结构的研制和考核，更大的需求是测试简便快速、覆盖广和造价低的大气环境下的激光干涉法测试系统，在测量精度上至少要比国内目前采用的数字散斑法提高1~2个数量级。[b][color=#990000]3. 大气环境下激光干涉法位移测量试验考核[/color][/b]　　在大气环境下，大气中气体的波动会造成激光波长的改变，从而影响激光干涉法测量的准确性和稳定性，且非常容易造成试验过程中断，因此绝大多数激光干涉法测量基本都是在精确真空度控制条件下进行。　　为了考核大气环境下激光干涉法测量的准确性和稳定性，采用激光干涉仪位移测量系统，并结合各种不同的实验环境和密封手段，对不同光程长度进行了测试。[color=#990000]3.1. 可行性试验装置和方法[/color]　　可行性试验装置是在一个可拆装式木箱中放入一块0.6 m左右的石英板，石英板上分别放置参考反射镜和测量反射镜，并在石英板一侧固定激光器和干涉仪，整个木箱放置在气悬浮隔振台上，整个装置结构如图3-1所示。[align=center][color=#990000][img=,690,305]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232025524053_1160_3384_3.png!w690x305.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图3-1 可行性考核试验装置结构示意图[/color][/align]　　为考核方案的可行性，设计了两种测量模式，如图3-2所示。[align=center][color=#990000][img=,690,215]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232026226487_6991_3384_3.png!w690x215.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图3-2 测量模式示意图[/color][/align]　　在空载测量模式下，测量光和参考光都照射在一个平面反射镜上，这时激光干涉仪的位移测量值应为零。空载测量模式常用来考核激光干涉仪的系统测量误差，即考核各种试验环境条件对激光干涉仪位移测量的影响。　　在差分测量模式下，测量光和参考光分别照射在测量反射镜和参考反射镜上，两反射镜之间的距离变化量就代表被测物热变形大小，由此来考核大气环境下空气波动对激光干涉仪位移测量稳定性的影响。[color=#990000]3.2. 考核测试条件和结果[/color]　　为了模拟不同大气环境条件，设计了以下几种试验环境，如表3-1所示。[align=center][color=#990000]表3-1 大气环境试验条件[/color][/align][align=center][img=,690,202]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232026395370_1501_3384_3.png!w690x202.jpg[/img][/align]　　在以上测试环境条件下，分别进行空载和差分两种模式测量，每种模式下的测试持续15分钟（选择更长测试时间会受到环境温度变化带来的影响），并进行多次重复测量，计算出不同环境条件和测量模式下的测量误差平均值。测量结果如表3-2所示。[align=center][color=#990000]表3-2 考核试验结果[/color][/align][align=center][img=,690,323]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232026537688_1320_3384_3.png!w690x323.jpg[/img][/align]　　由表3-2所示的测试结果可以看出，通过增加密闭形式的木箱，可以大幅度降低空调和大气环境对测量带来的影响，在狭窄的密闭空间内，即使是大气环境下也能达到纳米量级的测量精度，由此证明了密闭容器大气环境下采用激光干涉法测量热变形技术方案的可行性。[color=#990000][b]4. 参考文献[/b][/color]　　（1）刘国青, 阮剑华, 罗文波, 白刚. 航天器高稳定结构热变形分析与试验验证方法研究. 航天器工程, 2014, 23(2):64-70.　　（2）马立, 杨凤龙, 陈维强, 齐卫红,李艳辉. 尺寸高稳定性复合材料桁架结构的研制. 航天器环境工程, 2016, 33(3).[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center] [img=,690,215]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901232023218793_4119_3384_3.png!w690x215.jpg[/img][/align]

  • 航空航天空间真空紫外辐照试验及测试服务

    [b]航空航天空间真空紫外辐照试验及测试服务[/b]北京领宇天际科技可以开展空间真空紫外辐照试验, 并提供测试服务。[color=#191919]空间紫外辐射环境可造成航天器材料的光学性能、电学性能或力学性能退化甚至失效。在地面模拟试验过程中较难真实模拟空间紫外辐射环境，因此，通常采用基于效应等效原理的加速模拟试验方法。对国内外紫外辐射效应试验方法和标准现状进行梳理，进而从紫外曝辐量的计算方法、紫外波长的选择、模拟光源选用、温度选择与控制以及总曝辐量和加速因子的选择等角度对紫外辐射效应地面模拟试验方法进行分析研究，并给出应进一步开展工作的建议。航空航天空间真空紫外辐照试验及测试服务：北京领宇天际科技可以开展空间真空紫外辐照试验, 并提供测试服务。[b]航空航天空间真空紫外辐照试验及测试服务[/b][/color]

  • 【转帖】欧洲航天局或将采用人工智能控制飞船

    北京时间2月15日消息，据《每日电讯报》14日报道，英国和欧洲航天局科学家研发的人工智能飞船，将能像人类一样做决定，有自己的期望和动机。这一概念在科幻片《2001太空漫游》里给宇航员造成致命后果，当时飞船上的人工智能电脑决定杀死所有宇航员，以便继续任务。尽管亚瑟·克拉克和主管斯坦利·库布里克发出了这种警告，但是欧洲航天局现在仍希望利用真实的人工智能控制未来飞船。　　研发新控制系统　　得到欧洲航天局支持的英国工程师正在研发用于人造卫星、遥控探索车辆和自控飞船的控制系统。这些太空飞行器会学习、查找问题、在任务期间适应不同环境、进行自我修复和自己做决定，确定如何能更好地执行任务。欧洲航天局公布了详细研究结果，该局准备发射第二艘自动货运飞船(ATV)，在这个月底给国际空间站送去补给品。欧洲航空公司阿斯特里厄姆公司设计和制造的“自动货运飞船2”将沿着预定路线前往空间站，然后利用机上传感器和防撞系统与该站安全对接。　　欧洲航天局还表示，它打算制造第一艘可以把人类安全送入太空和带回地球的飞船。南安普顿大学自动控制系统专家桑多尔·威勒斯教授负责研发人工智能控制系统的项目，他表示，这项技术最终将在用来运送人类的飞船上找到用武之地。他说：“我认为，最初它将被应用于遥控和无人任务中。采用这项技术后，现在需要地球上的控制员进行24小时不间断监控的通信卫星和太空探索任务，将能进行自我控制，这将大大减少开支。我们正在考虑把它应用到下一代自动货运飞船上。”　　人工智能 用途多多　　威勒斯说：“我们证实在特定知识领域内，以前只能人类做出的决定和优先考虑的对象，现在机器也能做出。我并不是说它们懂得所有物理学知识，但是在它执行的任务和活动方面，该系统有自己的目标，会对它可能遇到的问题进行预测，并很快想出应对办法。它评估的信息量比人类工程师更多。”威勒斯一直在研发被称作sysbrain的飞船控制系统，因此它能利用自然语言获得新指令或新信息。这意味着飞船的控制系统能够读懂用英文写成的文件，而不是只能识别特殊编码。　　威勒斯说：“该系统甚至能登陆网络，了解最新信息，从中学习新知识。我们已经把人类的推理能力与此结合，以便它能更好地理解这个世界、它的目标和在做决定前优化目标的能力。”飞船采用人工智能在科幻片和书籍里一直是个非常受欢迎的话题，但是科幻影片《2001太空漫游》里的电脑HAL 9000和其他书籍里的情节，令人对此产生担忧。　　未来任务采用人工智能　　在《2001太空漫游》里，HAL 9000故意引起故障，杀死飞船上的所有宇航员，不给他们留下毁掉电脑的机会。威勒斯表示，用于现实世界里的任何系统都要经过特殊编程，以便它们不会做出决定，对人类构成威胁。阿斯特里厄姆公司自动货运飞船生产和研发部主管沃尔夫冈·帕特斯彻博士表示，该公司还在研发可用在飞船上的人工智能系统。他说：“安全是载人太空飞行中的重中之重。载人任务采用的人工智能面临的最大挑战是确保人类安全。”　　欧洲航天局已经通过“火星快车”任务对一种人工智能形式进行了检测，该系统能帮助科学家在最佳时间段内从飞船上下载数据。欧洲航天局德国太空操作中心的先进概念和技术办公室主管艾里斯安多·多纳提表示，他希望在以后的行星探索车和其他飞船上使用人工智能软件。他说：“当它们发现一块比较感兴趣的岩石时，它们能自行决定是否给其拍照，不用等待控制员发出让它们如何做的新指令。”　　取代美国航天飞机　　2008年第一艘自动货运飞船成功与空间站对接，把补给送上去，此时该站正以每小时1.74万英里(2.80万公里)的速度围绕地球运行。它利用28个分离推进器进行自我操作，与空间站安全对接。第二艘自动货运飞船于2月15日发射升空，它像一辆双层公交车那么大，可携带7公吨货物，通过它有望证实该技术既安全又可靠。当前这代自动货运飞船经过特殊设计，完成任务后会在大气层里燃烧掉。不过欧洲航天局现在已经开始研发类似飞船，这种飞船能把货物和实验仪器放入重返舱里，重新送回地球。　　欧洲航天局自动货运飞船生产项目主管尼克·德特曼称，这种可以携带人类并能当作一种飞行工具的自动货运飞船，将能在美国宇航局的航天飞机退役后取而代之。他说：“我们有望为成员国设计出一些能用于自动重返飞行器和机组成员运输的东西。”

  • 揭秘离心机如何帮助航天员训练

    有人问：一般人只能承受一两个g(重力加速度)的荷载，超过就会眼冒金花产生眩晕，而航天员怎么能超荷载承受呢？是不是有什么特别之处呢？“其实我们没有什么特别之处，只能通过魔鬼训练不断提升本身荷载力”，中国人民解放军航天员大队大队长费俊龙介绍说。在太空环境适应过程中，航天员训练最多的是离心机，同时这也是一个基本功，也被大多数航天员公认为最痛苦的一环，坐在座舱里的航天员不仅要重复各种抗负荷动作，还要判断信号答题。通过高速离心机旋转，让身体去适应加速度带来的超荷载。与常人不同的是，航天员承受的荷载通常能达到8~10个g。“8个g就相当于8倍的体重压在你身上”，中国载人航天办公室副主任杨利伟说，每次训练的时候，面部肌肉都会产生变形，眼泪会自动的唰唰往外流，同时呼吸困难。总之，航天员的魔鬼训练五花八门，例如失重飞机或失重水槽训练，失重环境下吃饭、穿脱航天服、各类操作。此外还有冲击塔训练、高空跳伞训练等等重重考验。http://www.hexiyiqi.com/d/file/hexi2012xingyedongtai/2013-06-13/f176f1337be3bada25dc6448bbf97556.jpg据悉，航天员使用的离心机一般转速控制在70转-100转。以上信息由hexiyiqi网首发，转载请注明。

  • 美国航天局称好奇号火星车发现类地岩石

    美国航天局称好奇号火星车发现类地岩石http://www.people.com.cn/mediafile/pic/20121013/82/15770294916186841822.jpg火星车拍摄的火星石“杰克”。　　据新华社电 美国航天局11日宣布，“好奇”号火星车发现的一块被命名为“杰克”的火星石，其矿物构成不同于此前在火星上发现的其他岩石，而是类似地球内部产生的岩浆岩。　　“好奇”号项目研究人员说，这块岩石的构成与“机遇”号和“勇气”号火星车发现的不同，与美国夏威夷以及美国与墨西哥之间里奥格兰德区域的岩石相似。　　加拿大古尔弗大学学者盖勒特说：“这块岩石是我们在火星遇到的全新岩石形态。”“好奇”号激光探测设备发现，这块岩石缺乏镁元素和铁元素，富含与长石类似的矿物。加利福尼亚技术研究院地质学家爱德华·施托尔珀说：“这种岩石形成的方式……类似于苹果白兰地的制作方法。”　　人们把苹果酒放在大桶里，苹果酒冬季会部分结冰。“冰结晶而出”。施托尔珀说，一颗星球内部的岩浆同样经历类似过程。“岩浆到达星球表面，就会像苹果酒遇到冬季低温一样冷却、结晶。”他补充道，由岩浆结晶构成岩石需要特定环境，类似岩石只能在地球一些特定区域找到。　　这块足球大小的火星石以美国航天局最近去世的一名员工“杰克”的名字命名。　　“好奇”号于8月6日在火星盖尔陨石坑中心山脉的山脚下着陆。这是迄今最昂贵的火星探测项目，旨在探索火星过去及现在是否有适宜生命存在的环境。

  • 东菱公司获批国家重点研发计划项目“航空航天装备复杂服役环境大型振动实验系统”

    近日，科技部公布了2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项第一批项目立项结果，由[b]上海交通大学、苏州东菱振动试验仪器有限公司、中国航发商用航空发动机有限责任公司、上海卫星装备研究所[/b]联合申报的[b]“航空航天装备复杂服役环境大型振动实验系统”[/b]项目成功获批立项。该项目[b]聚焦航空航天领域重大装备对复杂服役环境的地面模拟以及环境-振动一体化综合实验的重大需求，以自主研制的大型电磁振动台为突破口，开展台体优化及改进设计，形成高/太空动力学试验环境模拟装备的整套解决方案[/b]，提升我国大型科研仪器的自主创新能力，促进航空航天装备水平与产业升级发展。[align=center][img=东菱.jpg]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/06a05829-0205-4c62-9ff4-4bae1cb035c3.jpg[/img][/align]苏州东菱振动试验仪器有限公司表示：此次立项不仅是东菱公司“硬核实力”的有力证明，更标志着东菱公司的大型电磁振动台技术取得了重大突破，东菱公司也将以该项目实施为契机，积极践行国家创新发展驱动战略，瞄准关键“卡脖子”问题，集聚力量进行原创性、引领性科技攻关，推动更多科技成果转化，切实履行好高水平科技自立自强的国企担当，为中国式现代化建设贡献智慧和力量。[来源：仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

  • 【分享】首届“计量测试与航天发展”论坛召开

    [b]提升计量测试能力　支撑航天事业发展[/b][b]首届“计量测试与航天发展”论坛召开[/b]　　以“提升计量测试能力，支撑航天事业发展”为主题的首届“计量测试与航天发展论坛于8月26日在北京召开。此次论坛由中国航天科技集团公司质量技术部主办，北京航天计量测试技术研究所承办。来自航天科技集团公司和相关单位的代表以及论坛论文作者近200人参加了论坛。　　国家质检总局计量司副司长刘新民、中国计量科学研究院副院长吴方迪，中国工程院院士张钟华、国防科工局科技与质量司副司长张良瑞、总装备部电子信息部技术基础局总师傅兴男、航天科技集团公司副总经理袁洁、顾问张履谦院士等参加了论坛。论坛由航天科技集团公司总工程师李锋主持。　　刘新民副司长在致辞中对首届“计量测试与航天发展”论坛的成功召开表示祝贺，对50年来中国航天计量人对计量事业做出的贡献表示感谢。航天计量是工业计量中的杰出代表，他希望航天计量测试工作根据航天事业发展的需要开展深层次的研究，要有原创性的技术作支撑，计量测试技术的发展应与航天发展同步并有一定的超前性。他预祝航天计量测试工作在十二五期间取得更大的发展。

  • 【原创】“中国航天之父”钱学森老先生今日在京去世--中国的一大损失

    【原创】“中国航天之父”钱学森老先生今日在京去世--中国的一大损失

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/11/200911021037_179720_1634653_3.jpg[/img]钱学森（1911年12月11日—2009年10月31日8时6分），著名物理学家、火箭专家。　　浙江杭州人，汉族，1959年8月加入中国共产党，博士学位，中将军衔，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国火箭之父”“导弹之王”，2007年被评为感动中国年度人物。　　1934年毕业于交通大学机械工程系，1934年在美国麻省理工学院和加利福尼亚理工大学学习。1935年赴美国研究航空工程和空气动力学，1938年获加利福尼亚理工学院博士学位，后留在美国任讲师、副教授、教授以及超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心主任，并从事火箭研究。　　1950年开始争取回归祖国，当时美国海军次长金布尔说：“钱学森无论走到哪里，都抵得上5个师的兵力，我宁可把他击毙在美国也不能让他离开。”因此钱学森受到美国政府迫害，失去自由，历经5年于1955年才回到祖国。　　1955年10月，经过周恩来总理外交上的不断努力，钱学森冲破种种阻力回国后，1959年加入中国共产党。曾任中国科学院力学研究所所长，第七机械工业部副部长，国防科工委副主任等职；现任中国科技协会名誉主席等职。　　钱学森与胡锦涛总书记钱学森为中国火箭和导弹技术的发展提出了极为重要的实施方案。1958年4月起，他长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务，对中国火箭导弹和航天事业的发展作出了重大贡献。钱学森曾是全国政协副主席、中国科学院数理化学部委员、中国宇航学会名誉理事长、中国科技协会主席。1991年10月，国务院、中央军委授予钱学森“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英雄模范奖章。　　2009年10月31日上午8时6分在北京去世，享年98岁。

  • 【求购】航空航天用超高强度钢的现状与发展

    摘要 文中主要介绍了典型Ni-Co-Mo-Ti系和Ni-Mo-Ti无Co马氏体时效钢及Ni-Co-Mo-Cr系二次硬化钢等航空航天钢化学成分、力学性能，介绍了超高强度钢最新研究动态。关键词 马氏体时效钢，二次硬化钢，T250，F206，23CoNi合金超高强度钢是在室温条件下抗拉强度大于1400MPa〈1〉〈2〉 〈3〉，具有良好的塑韧性、优异的疲劳性能、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。 超高强度钢分为低温回火马氏体组织或下贝氏体组织强化的低合金超高强度钢；高温回火析出合金碳化物、二次硬化组织的超高强度钢和从低碳马氏体基体析出金属间化合物进行强化的马氏体时效钢〈1〉〈3〉〈4〉及正在探索和研究的复合强化型（沉淀强化、二次硬化和时效强化复合强化）的超高强度钢。五十年代末期我国开始研究超高强度钢〈5〉〈6〉，经过几十年的努力，已形成以40Cr2Si2Ni2MoVA为代表的低合金超高强度钢；1700—2500MPa的Ni-Co-Mo-Ti系列马氏体时效钢和Ni-Mo-Ti系列无Co马氏体时效钢〈7〉 〈8〉；1700—2000MPa、K1C100—210MPa 的C-Ni-Co-Cr-Mo系列二次硬化型超高强度钢〈9〉〈10〉和正在研究的二次硬化型超高强度不锈钢（σb≥1900MPa、K1C≥100MPa ）、复合强化型超高强度钢（σb≥2200MPa,K1C≥90MPa ）。超高强度钢已在航空航天及军工尖端领域得到广泛应用。 1 超高强度钢的研发基础 超高强度钢发展至今，合金化研究已达到很高水平，挖掘现有钢种的潜力，充分发挥合金元素的作用，减少有害元素的含量，提高断裂韧性，已成为冶金科技工作者追求的目标。 近十年来围绕现有钢种挖潜，在超纯、超细化、高均质、低偏析进行技术创新，突破四大关键技术：1、超纯铁工业化大生产冶金技术：采用电炉+炉外精炼试制出18%Ni马氏体时效钢用超纯铁C≤0.01%、Mn、Si≤0.05%、S≤0.0015%、P≤0.005%；二次硬化钢用超纯铁Si、Mn≤0.03%、S≤0.001%、P≤0.003%、Al、Ti≤0.005%。2、VIM+VAR低偏析、高均质化的熔炼技术改变了传统的冶炼工艺方法，获得了成分均匀、组织细密的钢锭。熔炼技术创新，使马氏体时效钢的强度、塑韧性得到改善，F206二次硬化钢断裂韧性提高了30MPa 。3、钢锭均质化技术、大锻比锻造技术。4、超细化控制锻造技术和热处理控制技术。这是超高强度钢研发和产品工业化的基础。先后研制出TM210、T250、C300、C350马氏体时效钢、F206、23NiCo合金二次硬化钢。2低合金超高强度钢低合金超高强度钢广泛用于飞机起落架、轴、梁，目前我国已形成Cr-Ni-Mo-(V) 、Cr-Mn-Si-(Ni)、Cr-Mn-Si-Ni-Mo-(V)、Cr-Ni-W-(Mo)-V系列。航空用超高强度钢主要钢种有：30CrMnSiNi2A、40SiMnCrMoVA、35Cr2Ni4MoA(E)、40Si2CrNi2MoVA(300M)、40CrNi2MoA。VIM+VAR生产的30CrMnSiNi2A经热处理后可获得σb1680-1750MPa、δ10-14%、ψ40-53%、Ak60-90J、K1c100-130MPa ，是目前飞机起落架、轴、梁的主力钢种。40Si2MnCrNi2MoVA钢的力学性能可达到σb1870-2080MPa、σ0.21570-1800MPa、 δ10-13%、ψ32-40%、Ak40-70J、K1c70-85MPa ，该钢优异的性能已广泛用于新型战机起落架。35Cr2Ni4MoA钢是一种新型超高强度钢，该钢经淬火加高温回火处理，可获得高强度或超高强度并具有高的塑、韧性，该钢淬透性很高，适用于大截面、承受疲劳载荷的关键部件，如轴、接头、螺栓、起落架等。 3 超低碳马氏体时效钢18%Ni马氏体时效钢具有很高的屈服强度，屈强比≥95%，承载能力强；焊接不需预热和焊后处理，膨胀系数低，热处理变形小，无冷加工硬化现象，没有脱碳问题，热处理工艺简单，在相同的强度级别K1c比低合金钢要高。我国马氏体时效钢已用于核工业、火箭发动机壳体、高质量模具、弹簧、齿轮、轴类等高精度受力零部件。我国六十年代始研制马氏体时效钢，到目前为止已形成1700-2500MPa不同级别十余个钢种，实现了工业化生产，尤其九五年以来研制了C300、C350和T250、T300无Co马氏体时效钢,C+Si+Mn+S+P+O+N比九O年前生产的马氏体时效钢降低50PPm以上,C350、CM-1、TM210钢强度提高了50MPa，ψ提高了2-5%,Ak提高了4-6J。马氏体时效钢化学成分与力学性能见表1、表2：化学成分 （%） 表1元素钢种代号CMnSiSPO ppmN ppmNiCoMoTiT250150.0050.020.030.00100.00619.453.071.50F141420.0050.010.010.00100.00517.807.625.000.42TM210570.0040.0040.040.00130.00258618.0010.24.480.89C300580.0060.020.020.0010.00518.209.105.090.70C350590.0040.030.050.0010.00681018.1712.65.01.3力学性能 表2性能钢种代号σ0.2 MPaσb MPaδ %Ψ %Ak(J)HRCK1cMPa T2501517801820186019101415525351529585F141421810185018801930131251535052TM210571940199020402090101151583142527075C3005819402100202022401113292440536971C35059238024608.55525594318Ni马氏体时效钢以Co、Mo、Ti为强化元素，固溶状态是高密度位错马氏体基体，时效过程析出Ni3(TiMo)强化相，析出相与基体保持共格、半共格关系，实现强韧化。 钴固溶于基体，起固溶强化作用，降低钼在马氏体基体内的固溶度，促进Fe2Mo、Ni3Mo弥散强化相析出。无钴马氏体时效钢没有钴钼的交互作用，钼强化相降低，强化效果减弱。钛是马氏体时效钢中最佳的强化元素,时效析出Ni3Ti.无钴马氏体时效钢增加钛含量，弥补强度降低。94年研制了T250无钴马氏体时效钢，生产统计结果表明T250与C250钢相比，Ni含量提高了1%，Mo降低2%，Ti提高了1%。强度、韧性基本相当，σs、δ略有降低，K1C达90MPa 。T250马氏体时效钢已在航天得到普遍认可，是制造火箭发动机壳体的最理想的材料。 4 二次硬化钢 七十年代C.D.Little等人在HY180的基础上开发了AF1410钢，其设计思想是增加C、Co含量，增加钢的强度和二次硬化效果，时效后钢的强度可达1620MPa，K1c≥150MPa 。九二年由Carpenter公司在AF1410的基础上通过调整强化元素的含量，提高强韧化效果，研制出Aermet100钢，σb≥1930MPa, K1c≥110MPa ,其良好的强韧性、抗应力腐蚀性能取代了300M钢在载舰机起落架得到应用。为追求更高的焊接性能和高强度、更高韧性与抗应力腐蚀性能，八五期间由钢院牵头组织攻关研制了16Co14Ni10Cr2Mo(F206)钢，并成功用于某飞机平尾轴。F206钢是在固溶处理获得高密度位错马氏体基体中析出弥散的M2C强化相，引起钢二次硬化，达到强韧性最佳配合的新型高强钢〈11〉〈12〉〈13〉〈14〉，采用VIM+VAR熔炼工艺，纯洁度要求：Si、Mn0.1%、S≤0.005%、P≤0.005%、Al、Ti≤0.015%、N≤15ppm、O≤20ppm。锻造Ф140棒材，要求晶粒度≥8级，非金属夹杂物1级视场数不能超过8个，力学性能σb≥1620MPa、σ0.2≥1480MPa、δ≥12%、ψ≥60%、K1c≥143 MPa 。采用全新双真空冶炼工艺，生产出高纯度Ф406钢锭，化学成分〈14〉

  • 聚氨酯“天衣无缝”之宇航服

    现在，美国正在研制一种新型航天服，这种航天服将使用一种更为先进的材料，叫做“聪明材料”，之所以“聪明”，是因为在两层聚氨酯之间夹着厚厚的一层聚合物胶体。如果聚氨酯层出现破损，胶体就在破损部位渗出、凝固，自动将漏洞堵上。到时，“天衣无缝”将最终成为现实。据中国航天医学工程研究所教授吴国兴在《世界上最昂贵的衣服》中介绍，一套舱外航天服就包括了19个项目：服装上身、服装下身、上肢、手套、头盔、液冷通风服、男性用尿收集袋、女性用尿收集袋、头盔上的遮阳板、饮水袋、通讯装置、主生命保障系统、辅助氧气瓶等等。其中航天服部分就由14层组成。　　“最初美国的双子星号的航天服只要21万美元，后来美国最贵的航天服到了1200万美元。功能上逐渐完善，材料上也越来越丰富，所以费用也越来越高。”航天专家刘登锐解释。　　“杨利伟所穿的宇航服中就应用了130多种新型材料。”中国纺织材料专家姚穆在接受媒体采访时说，为了防止膨胀，航天服上特制了各种环、拉链、缝纫线和特殊衬料。　　根据不同部位的使用性能，航天服选取的材料也不同，同一种材料也有多种不同的类别，比如都是橡胶，但是航天服不同部位采用的橡胶种类也完全不同。可以说，航天服上的每一寸地方都不简单。　　由于航天服往往是全世界仅有一件，不可能大批量生产，因此生产航天服的原材料也是极小批量，这无疑增加了生产成本。而且，航天服的生产环境要求十分严格，一件航天服从设计到制作要有成百上千道工序。　　据《天府早报》报道，神七航天服从头到脚都由成都一家特种纺织品公司提供原材料，航天服的各个环节都要用高强度的锦丝来连接。　　神七舱外航天服的面料采用高级混合纤维制成，具有高强度、耐高温、抗撞击、防辐射等特性。另外，原材料都具有很好的弹性，面料内层还有橡胶包裹，能够抵抗紫外线和强烈的宇宙辐射。

  • 欢迎航天英雄凯旋归来！7

    欢迎航天英雄凯旋归来！7

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  • 欢迎航天英雄凯旋归来！1

    欢迎航天英雄凯旋归来！1

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  • 欢迎航天英雄凯旋归来！4

    欢迎航天英雄凯旋归来！4

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