动态过程的飞艇排气特性分析_苗景刚_周江华_杨新
现代高静动升力比运输飞艇概述
／动升力比则小于１。以此来界定两
１．新颖而合理的气动布局
地完成绕场一周５ｍｉｎ飞行。
类不同升空机理和飞行原理的飞行 器具有实用意义。例如，虽然现代
现代“高静，动升力比”飞艇独 特的气动布局设计，使总体的阻力
３．强大动力组合与略重于空 气总体设计概念
“高静，动升力比”飞艇的升力设计， 特性、气动特性更趋合理。
需要住进世界各地繁多的旅馆，既
可以从天空中欣赏各地的优美景
色，也可以降落停留一段时间在地
面游览。
这种旅游模式，将为人类的旅行
活动带来很多方便，会节约很多时
间和旅游成本。
一
万方数据
航空科学技术Ｉ ２００９．６ Ｉ ５
现代"高静/动升力比"运输飞艇概述
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
项目＼ ＼ ＼＼＼飞行器
典型航空器 总体升力设计
静，动升力比
空气静升力飞行器
传统飞艇
现代“高静， 动升比”飞艇
全空气静升力
主体为空气静 升力
远大于１ （趋向于无穷）
大于１
大于１
空气动力飞行器
静升力飞机
飞机、直升机
主体为空气 动力升力
全空气动力升力
小于１
远小于ｌ （趋向于零）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小于１
飞艇姿态操控的功能。 英国“天猫”巨型飞艇系列，安
现代“高静，动升力比”飞艇空
组合了相当部分气动升力，但由于
飞艇常用的气动布局有“橄榄 重略重于空气，这也就解决了传统
其升力组合仍是以静升力为主体， 型”、“盘翼型”、“椭球型”、”环盘型”及 飞艇需要压舱物装卸和地面人员牵
飞艇螺旋桨推进系统动态特性验证方法研究
飞艇螺旋桨推进系统动态特性验证方法研究席亮亮;王海峰;宋笔锋;陈声麒【摘要】临近空间飞艇螺旋桨推进系统运行高度在20 km的高空,由于地面的空气密度约为该高度的14倍,因此在地面由于扭矩超限,推进系统并不能转到高空的额定转速,造成推进系统的动态特性在地面无法准确测试;另一方面,动态特性是反映推进系统整体性能的重要指标,也是研究工作中最值得关注的核心问题.目前主要有动态数值仿真、地面负载模拟器和全尺寸地面车载试验3种动态特性验证方法,这3种方法形成了一种梯次递进的验证途径,使验证结果逐步接近真实系统.全尺寸地面车载基本是推进系统在地面一定转速范围内的局部验证,由于该系统复杂性和篇幅所限,需要专题讨论,文章只针对前2种方法展开初步研究.根据电机和螺旋桨之间转速、力矩平衡关系在Matlab/Simulink中建立推进系统动态仿真模型,并进行某一实例仿真验证.通过在待测电机输出轴上联接负载模拟器,对推进系统分别进行加减速特性和抗突风特性测试,并进行半物理仿真分析.结果表明,文中基于动态数值仿真和地面负载模拟器的方法,在研究和评价系统动态特性时,有重要的参考价值.%Near space airship running at, because the air density of the ground is about fourteen times that of 20 km altitude, because of torque overrun, on the ground, propulsion system can′t go to rated speed of the high altitude, the dynamic characteristics of propulsion system can′t accurate measurement;On the other hand, the dynamic characteristics is an important index of propulsion system performance, is also the most notable problems in the study.There are three kinds of validation methods for propulsion system dynamic characteristics: the dynamic numerical simulation, the load simulator validation method and the full-size truck-mounted testing system.This three methods form a kind of arrangement in validation of progressive way, it makes the results of the validation gradually close to the real system.It is the full-size truck-mounted testing that propulsion system is partial validated of the ground speed range, due to the limitation of the system complexity and length in this paper, it requires special topic and this paper focus the others.According to rotational speed and torque balance between motor and propeller propulsion system, simulation model is built in Matlab/Simulink, and some simulation case is validated;then joining the load simulator to the motor output shaft under test, and testing the propulsion system property for deceleration or a sudden wind resistance, Semi physical simulation analysis was carried on.The results show that numerical simulation and full-size truck-mounted testing system have important reference value, in the research and evaluation of the system dynamic characteristics.【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】临近空间;推进系统;动态特性;Matlab/Simulink仿真;负载模拟器【作者】席亮亮;王海峰;宋笔锋;陈声麒【作者单位】西北工业大学航空学院,陕西西安 710072;西北工业大学航空学院,陕西西安 710072;西北工业大学航空学院,陕西西安 710072;中国电子科技集团第38研究所,安徽合肥 230031【正文语种】中文【中图分类】V274螺旋桨电推进系统作为临近空间飞艇的重要系统之一,是飞艇唯一的动力来源,其性能在很大程度影响了临近空间飞艇的性能[1]。
双囊体飞艇布局气动特性分析
面经过理论计算、风洞试验、外场飞行试 验 等 过 程 验 证 和 优 化 后 确 定，具 有 良 好 的 气 动 外 形。 图 １（ｂ）、图 １ （ｃ）和图１ （ｄ）所示为部分双囊体飞艇外形图，由图可 以看出，双囊 体飞艇 是由 ２个单 囊体飞艇 组合 而 成 的， 尾翼成倒“П”字型布置在两个单体的后部，两片 垂 尾，两 片 平 尾，四 片 尾 翼 与 单 囊 体 尾 翼 外 形 完 全 相 同。其 中：图１（ｃ）所示的双囊体飞艇５中的两个囊体尚交联在一起；图１ （ｄ）所示的双囊 体飞艇 ６ 中的两 个囊 体已 不再相交。
龙飞等 的 ［７］ 风洞试验研究结果表明，浮升混合式飞 艇 的 升 阻 比 优 于 常 规 单 囊 体 飞 艇。 李 琦 等 讨 ［８］ 论 了 浮升混合式飞艇与常规飞艇升阻特性的区别。孟军辉 分 ［９］ 析 了 浮 重 比、巡 航 速 度 等 参 数 对 于 浮 升 混 合 式 飞 艇总体性能的影响规律，同时研究了浮升 飞 艇 气 动 性 能、总 体 飞 行 性 能 和 经 济 性 能。 糜 攀 攀 等 的 ［１０］ 研 究 结 果 表 明 ，浮 升 混 合 式 飞 艇 布 局 具 有 较 好 的 气 动 性 能 和 效 率 ，相 同 条 件 下 提 供 的 动 升 力 为 常 规 飞 艇 的 ３ 倍 。 但 是总的来说，上述均针对固定的双囊体浮升混合式飞艇开 展 研究，尚未有 针对囊 体之 间 的 间 距 开 展 研 究，缺 乏对双囊体飞艇布局的气动特性全面认识。
本 文 采 用 计 算 流 体 动 力 学（ＣＦＤ）方 法 对 双 囊 体 飞 艇 的 囊 体 之 间 的 间 距 进 行 研 究 ，分 别 计 算 了 单 囊 体 飞 艇 和双囊体飞艇的气动性能，对比分析了升阻特性，最后给出了双囊体飞艇设计中的两个囊体之间的间距范围。
汽车排气系统振动疲劳特性分析
汽车排气系统振动疲劳特性分析发布时间：2023-03-07T01:19:01.281Z 来源：《中国科技信息》2022年19期10月作者：窦海燕[导读] 排气系统是汽车整体的重要组成，由于不同因素的干扰导致排气系统管壁会出现不同程度的振动疲劳窦海燕安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥 230601摘要：排气系统是汽车整体的重要组成，由于不同因素的干扰导致排气系统管壁会出现不同程度的振动疲劳，因此，需要对汽车排气系统振动疲劳特性展开分析。
明确排气系统的基本特征，综合汽车的不同零部件，构建集成系统，同时要考虑到路面激励具有随机性，保证不同惯性力矩的平衡。
根据排气系统动态响应，完成总应力的集中性影响，考虑到振动特性等因素，获取疲劳参数，分析振动与疲劳特性之间的关系。
关键词：汽车；排气系统；振动疲劳特性排气系统在不同因素共同作用的影响下很容易产生裂纹。
排气系统运行过程中受到的较大振动，导致损伤不断叠加，最终排气系统疲劳程度加重一直到失效，而行车环境、舒适度等也会产生恶劣的变化，因此，需要进一步的分析汽车排气系统振动疲劳特性，这样既能够保障排气系统的使用寿命与质量，同时还能够获取更大的经济效益。
1考虑整车影响的排气系统力学模型排气系统与其他结构部分之间的关系具有相互影响相互促进的作用，因此，构建排气系统力学模型对于研究排气系统振动疲劳特性能够起到关键的效果。
通过排气系统力学模型考虑到整车的影响，能够更好地分解与简化排气系统。
排气系统在力学模型构建当中需要进行适当性简化，这样更加方便建模，同时要明确发动机的安全性，由于其铸造当中涉及到的材料等较多，需要一低阶模态的形式完成发动机机体的建设，并且还能够避免受到激励频率的影响。
悬置系统通常使用橡胶材质，模态频率与其他部位相比频率较低，而发动机悬置系统在模态频率的呈现上要明显的低于机体，这时候就能够将发动机机体进行适当的简化，成为刚体。
而由于轮胎能够保障汽车更为平稳的运行，增强乘车的舒适度，因此，轮胎就能够简化成为弹性元件。
动升力翼飞艇气动特性与修正技术研究
组 不 同位 置 的动 升 力 翼 浮 升式 飞艇 进 行 了风 洞
实验 ， 对模 型 的气 动 性 能 进 行 了 比较 ， 对 实 验 结 并
果做 了分 析 研 究 ， 出 了一 种 新 型 双 翼 式 飞 艇 布 提
局， 为今 后飞 艇布 局气 动 力 优 化设 计 提 供 了 实验 数
１ 实验设备及模型
１ １ 实验设备 ．
噪声 、 比飞机 服 务 费 用 低 廉 等 优 势 ， 来 越 多 地 被 越
应 用 于侦察 、 视 等 军 事 领 域 和 运 输 、 讯 等 民用 监 通
实 验是 在 西 北 工业 大 学翼 型 叶 栅 国 防重 点 实
验室 的 Ｎ Ｆ 低 速 风 洞 中 进 行 的 。该 风洞 有 三 个
面 形状 有关 的 因子 。 占 ＝ 固 ＋ 尾＋ 固 固 翼 固 身 （） ７
（） ａ
２ 尾 流 阻塞修 正 ： ）
１ ＳＣ
尾流 ：
加
图 １ 两种飞艇模型示意 图
（） ９
２ 实验状态和数据处理 ］
２ １ 实验 状态 ．
Ｃ 为模 型 ＋支杆 的最 小阻力 系数 ， Ｓ为机 翼面 积 。
截 面为３ ５ ｍ Ｘ ． 的切 角 （ ． 矩 形截 面 ， ． ５ ｍ ２ ０ ６ｍ） 长
１ 空风 洞 最 大 风速 可 达 ９ ／ ， 小 稳 定 风 速 ２ｍ， ０ｍ ｓ最
艇 ， 飞艇 的浮 升 力 、 动 特 性 等 进 行 了探 索 和 实 对 气
验 ， 得 了一些 研 究 成果 。 由于采 用 的 均是 软 式 飞 取 艇 ， 型结 构 的原 因很 难 开 展 较 为 深 入 的研 究 ， 模 对 飞艇 的气 动外形 及其 影 响 因素 尚无 涉及 … 。 动升 力翼 飞艇 相对 常规 飞艇优 势 明显 ， 以 可
无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制
无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制花良浩;殷芝霞;杨蒲【摘要】对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架.在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台.利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各模块相对独立,有较好的移植性和工程应用性,系统测试结果表明了该平台设计的合理性,为无人机故障注入与故障诊断通用仿真平台设计提供了有益参考.%We divide and describe the functional modules of simulation platform for UAV (unmanned aerial vehicle) fault injection and diagnosis,and built the framework of the simulation system.We also establish a real-time half physical simulation platform for UAV fault injection and diagnosis in VxWorks/Windows environment.The platform can be used for various simulation tasks such as the flight control,fault injection and diagnosis,etc.Meanwhile,these modules are independent each other and have preferably good portability and engineering applicability.System test results prove the rationality of the platform design,it provides a beneficial reference for designing the general simulation platform of UAV fault injection and diagnosis.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2013(030)008【总页数】4页(P106-108,142)【关键词】无人机;故障注入;故障诊断;半物理仿真平台【作者】花良浩;殷芝霞;杨蒲【作者单位】南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016;南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016;南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TP2710 引言无人机是航空领域的重要分支，一旦飞行器发生故障，会导致重大财产损失。
动升力翼飞艇气动特性与修正技术研究
动升力翼飞艇气动特性与修正技术研究白静;解亚军【摘要】A comparative experimental study of two similar winged airships is presented. The force measurement experiments are carried out in NF-3 low speed wind tunnel at Northwestern Polytechnical University. Due to the specialty of airship experiments, several experimental aspects such as test models, balance configurations, process control and data processing are presented in detail. Necessary corrections including side - slip angle, blockage effect and lift effect are implemented to increase accuracy. The aerodynamic characteristics of two airships are also discussed.%针对动升力翼飞艇模型在双翼浮升和大载重浮升情况下风洞测力实验的特殊性,系统地开展了实验模型、测力天平、过程控制与数据处理方法等研究.对实验结果进行了支架干扰修正、气流偏角修正、阻塞效应及升力效应修正,给出了两种飞艇模型的气动特性,提高了实验精度.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(000)022【总页数】5页(P5350-5354)【关键词】飞艇;动升力翼布局;测力实验;气动特性【作者】白静;解亚军【作者单位】西北工业大学翼型叶栅国家重点实验室,西安710072;西北工业大学翼型叶栅国家重点实验室,西安710072【正文语种】中文【中图分类】V265.2飞艇早于飞机诞生，属于轻于空气的航空器。
浮升一体化飞艇尾翼关键参数敏感性分析研究
Value Engineering———————————————————————作者简介:齐志国（1989-），男，山东济南人，工程师，硕士研究生，研究方向为企业管理、工程管理。
1研究背景现代重载飞艇具备更好的安全性、超大有效载荷、超长航时与超远航程、良好的垂直起降功能、可实施独立操控飞行、“点对点”的运输方案等独特优势，因此，现代重载飞艇可以应用于以下多个领域：①货物运输：重载飞艇可对运行场地要求宽松，可在平底、沼泽甚至水面上完成起降，便于在地形复杂缺乏基础设施的区域轻松往返[1]。
②起重吊装：特种领域的起重作业目前主要使用直升机，如高压铁塔建设与风力机吊装等，但其有效载重受限。
重载飞艇可有效解决这一问题。
③军事用途：飞艇的超长续航时间在军事领域大有作为。
例如美国LEMV 飞艇要求其在6000m 以上高度具有连续侦察21天的能力[2]。
④除了以上几方面，大型重载飞艇还可以用于旅游观光、资源勘探、气象预报、环境监察等领域，提供社会服务，保障公共安全，满足国家建设和经济发展需求。
经过多年来对飞艇的探索实践，人们逐渐意识到，气动特性是飞艇总体设计必须首先考虑的因素，确定其基本纵向气动特性和不同布局形式对纵向气动特性的影响，对于飞艇后续的结构动力和能源系统设计至关重要。
随着近年来飞艇任务的多元化、长期化以及复杂化，传统的飞艇外形很难同时满足所有要求。
因此，不断有人尝试对飞艇气动外形进行改进。
2国内外研究现状浮升一体化飞艇是一种将浮力与气动升力结合起来的新型飞行器，发挥浮力体和动升力体共同的优势，从而提高飞艇的气动性能和装载能力，对于提高飞艇的可操纵性、减小飞艇外形尺寸有着重要的科学研究意义和工程使用价值。
针对飞艇的减阻优化设计、流动分离控制和各部件的气动干扰等关键气动问题，各国业已开展了广泛研究。
如德国斯图加特大学的FOGL 小组采用风洞实验方法来研究LOTTE 飞艇的流动分离问题，获得了一系列非常重要的实验数据[3]；Beheshti 等在拖曳水槽中进行测力及流动显示实验研究了风速、侧风及飞艇吊舱对模型阻力的影响[4]；解亚军、白静等给出了不同长细比飞艇模型在十字形尾翼和叉形尾翼下的气动特性[5]。
船舶动力装置排气红外抑制装置性能
船舶动力装置排气红外抑制装置性能
孙清磊;万雷;石玥
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】随着船舶动力装置的排气温度日渐升高,所产生的红外辐射逐渐增强,而辐射源是军事中红外制导武器的主要目标,容易被红外武器锁定,舰船的生命安全受到更大威胁。
为降低排气系统的温度提高舰船安全性,以带有某型引射器为研究对象,探究不同工况下以及不同结构参数对引射器性能影响。
结果表明,引射系数增大时混合度趋近1,引射器的引射能力增强。
主流喷口与混合段距离增大,会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加指0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低,该结论可以用于红外抑制器设计过程,提高整体性能。
【总页数】7页(P1-7)
【作者】孙清磊;万雷;石玥
【作者单位】海军装备部某项目管理中心;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院【正文语种】中文
【中图分类】U664.6
【相关文献】
1.船舶主动力装置排气温度过高原因分析及解决措施
2.船舶动力装置排气系统的红外辐射研究
3.船舶主动力装置排气温度过高原因分析及解决措施
4.船舶动力装置节能新途径的探讨——柴油机排气与冷却水余热的再利用
5.船舶动力装置排气红外抑制装置性能分析
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临近空间飞艇保形升空过程热运动特性研究
航天返回与遥感第44卷第2期24SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING2023年4月临近空间飞艇保形升空过程热运动特性研究郑志东1刘宁1韩笑雪2戴秋敏3（1 中国人民解放军32802部队，北京100191）（2 中国人民解放军31576部队，北京100043）（3 南京理工大学能源与动力工程学院，南京210094）摘要为了掌握双气囊临近空间飞艇升空过程中因保形需要而导致的复杂的热运动特性，文章建立了飞艇升空过程中的热平衡模型与运动模型，对某双气囊飞艇的保形升空过程进行仿真研究，获得了临近空间飞艇升空过程中轨迹与温度的变化规律。
结果表明：临近空间飞艇保形升空时，升空速度呈现先降低后升高的变化趋势；受升空过程中氦气囊膨胀对外做功的影响，内部气体“过冷”现象明显，“过冷”最高可达20K；当飞艇升至驻空高度附近时，内部气体温度快速上升；受净浮力影响，飞艇的升空时间与充气质量呈反比；受夏至日太阳辐射投影面积的影响，飞艇升空过程中俯仰角越大，虽然阻力系数减小，但辐射得热降低，造成整体升空时间增加；气囊超压设置越大，飞艇升空时间越长。
研究成果对临近空间飞艇的升空与运行控制具有一定的指导作用。
关键词双气囊保形升空热运动特性升空轨迹临近空间飞艇中图分类号: V274文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)02-0024-09DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.02.003Research on the Thermal-motion Characteristics of Near-space Airship During Ascent with Preserving ShapeZHENG Zhidong1LIU Ning1HAN Xiaoxue2DAI Qiumin3（1 Unit 32802 of the Chinese People's Liberation Army, Beijing 100191, China）（2 Unit 31576 of the Chinese People’s Liberation Army, Beijing 100043, China）（3 School of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China）Abstract Aiming at the problem of predicting the thermal-motion characteristics of near space airship during ascent with preserving shape, a thermal and motion models of a double-balloons near space airship when ascents with preserving shape is established based on the analysis of heat transfer and force. Then, a simulation code is developed and the ascent progress is simulated. The ascent trajectory of the airship and the temperature of the internal gases after launching are obtained. Results showed that the ascent velocity decreases after launching and then increases smoothly. The temperatures of the contained gases are lower than the ambient temperature during ascent. Affected by expanding, the super cooling can be as high as 20K. The contained gases increased dramatically when the airship reaches the horvering altitude. The ascent time decreases with the increase of helium mass because of the net buoyancy. Although the drag coefficient收稿日期：2022-09-01基金项目：国家自然科学基金（52006100）；江苏省自然科学基金（BK20190469）；装发预研课题（315087501）引用格式：郑志东, 刘宁, 韩笑雪, 等. 临近空间飞艇保形升空过程热运动特性研究[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(2): 24-32.ZHENG Zhidong, LIU Ning, HAN Xiaoxue, et al. Research on the Thermal-motion Characteristics of Near-space Airship第2期郑志东等: 临近空间飞艇保形升空过程热运动特性研究 25decreases with the angle of pitch increasing during ascent, the ascent time increases with the increasement of angle of pitch due to the effect solar radiation on summer solstice. The ascent time increase with the increasement of overpressure. The results can be helpful to the design and operation for near space airship.Keywords double ballonets; ascent with preserving shape; thermal-motion characteristic; ascent trajectory; near space airship0 引言临近空间飞艇工作在20km左右的高度，具有定点滞空时间长、覆盖范围广、载荷能力大、效费比高等优势，在导弹预警、边境监控以及应急通信等诸多领域具有广阔的应用前景，是理想的临近空间长时驻空平台[1-3]。
中国Kindle用户调查报告：电子书阅读大有乾坤_调查报告.doc
2019年中国Kindle用户调查报告：电子书阅读大有乾坤_调查报告日前，亚马逊中国首次发布了中国kindle用户调查报告。
尽管不能囊括全部电子书读者，但在某种程度上，或许可以看出现有数字阅读爱好者的一些行为特征。
用户：“80后”读者最爱电子书根据调查发现，kindle的主体用户是13-35岁的年轻人，其中“80后”占比最高。
在北京、上海、广东kindle用户中，北京“80后”读者较多;上海则比较平均;“90后”在广东的占比最高，达到一半。
调查还发现，kindle 用户的教育程度和收入都是相对比较高的，大学本科以上的占76%。
另外，从男女比例来看，男性占优，占60%，女性占40%。
kindle用户的阅读是多样化的，取决于时间、地点和具体内容。
调查结果显示，使用kindle的读者多是满足文学、小说等精神上的追求。
当他们使用纸书阅读的时候，看的是一些学术书籍和教材教辅。
当用手机看的时候，他们更喜欢在线文学。
另外还有一些读者爱好用手机读有声读物。
排行：畅销书纸电同榜根据kindleXX年第一季度的图书排行榜，亚马逊发现了一个很有趣的现象——《解忧杂货店》无论是纸书还是电子书都排在第一位，并且《何以笙箫默》、《乖，摸摸头》、《狼图腾》和《解忧杂货店》是纸电同时都进榜的4本书。
另外《三体》在第一季度也快速进入了kindle榜单，与纸书同步成为畅销书。
进入电子书排行榜后，它的生命周期也在被延长，而且被快速扩散。
除图书排行榜之外，亚马逊还同步发布了读者评价榜，该榜单是通过亚马逊kindle电子书店的大数据平台进行分析的。
在这个榜单中，排名前几位的分别是《解忧杂货店》、《乖，摸摸头》、《灿烂千阳》、《微微一笑很倾城》、《白夜行》，有一些跟纸书排行不太一样，说明电子书读者也有其独特喜好。
趋势：今年阅读量比去年大从阅读量来讲，从报告中能够很欣喜地看到中国人的阅读量比去年有所增加，尤其是电子书的阅读量上升了11%。
还有一个明显的趋势是，kindle用户的阅读量大于全民阅读量。
船用低速智能柴油机排气阀驱动特性
数据对 比验证 的基础上进行 了排气 阀驱动过程仿真分析 ． 分 析 了排气 阀液压 控制单 元的进 油 口倒 角 、 回油 口倒 角 、 排气
阀节 流孔 等主要参 数对 排气 阀的开启 和关 闭过 程的影响规律 ， 得 出以下结论 ： 随着排气阀液压控制单元进油 口倒 角的增 大， 排气阀开启时刻提前 ， 关 闭时刻延后且伺服油压力越小 ， 影 响越明显 ； 排气 阀关 闭过程 的关 闭时间长度随排气 阀液压 控制单元 回油 口倒 角增 加而逐渐减小 ； 排气 阀开启时间随排气 阀节 流孔径增 大而逐渐增 加 ， 而节流孔径 增大 ， 排气 阀关
闭时刻提前．
关键词 ： 船用柴油机 ； 排气 阀 ； 进油 口倒角 ； 回油 口倒 角 ； 节流孔
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ７ ０ ４ ３ ． ２ ０ １ ２ １ １ ４６ ０
网络出版 地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｅ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ２ ３ ． １ ３ ９ ０ ． Ｕ． ２ ０ １ ３ ０ ６ ０ ６ ． １ ５ ４ １ ． ０ ０ １ ． ｈ ｔ ｍｌ 中图分类号 ： Ｕ ６ ６ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ０ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ７ 一 Ｏ ８ ４ ４ 一 ｏ ５
Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎｔ ｌ ｏ ｗ— ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ
一种太阳能飞艇的设计及增长航时效果估算
Internal Combustion Engine&Parts1研究背景自改革开放以来，我国的经济水平不断提高，对于更大的交通运输能力的需求也是愈发迫切。
飞机作为高效运输的代表，但它的运输量和运输成本却显得有些差强人意了；轮船的超大运输量和相对低廉的成本深受许多运输企业的喜爱，但许多内陆城市却难以直接享受到轮船带来的便捷；火车运输的各项指标相对飞机和轮船显得更加均衡，但一个火车站的建造成本却是一个发展中的小城镇或者绝大多数乡村难以接受的[1-3]。
纵观目前的运输设备，能低成本大运量并且能够点对点输送的运输工具相对缺乏，而民用运输飞艇却能够完美的结合火车的低成本、轮船的高运力和汽车的高精度运输等优点，着力带动中小型城市以及乡镇运输业的发展[4]。
如今的全球气候变化给人们生活带来的种种问题日益凸显出来，绿色环保同样也是飞艇设计中的一个需要重点研究的问题。
为了满足我国中小型城市和乡镇对高效率低成本运输的需求，以及目前对运输的低碳环保的要求，民用太阳能运输飞艇具有较高的研究价值[5]。
本文提出并设计了一款基于目前已经问世的飞艇和当今运输产业需要的太阳能运输飞艇，并命名为“AS-1”（AirShip-1）。
2太阳能飞艇总体设计本研究结合飞艇体积大、运载能力强的优势，将其与太阳能薄膜电池结合，形成一套长航时太阳能飞艇运载系统。
2.1太阳能飞艇总体外形设计太阳能飞艇主体为菌伞状的氦气舱、驾驶舱、载货舱和发动机组。
其中氦气舱表面覆盖有太阳能电池板，保证在日光充足的各个时段提供足够的动力，有效太阳———————————————————————作者简介:唐国荃（2003-），男，陕西西安人，就读于西安市第二十六中学，高中在读，研究方向为飞行器设计。
处理时，还要充分需要过滤到多少东西，要保证重要信息的保留，没用信息的去除，达到高效识别分析的结果，给自动驾驶的完全智能化，创造有利的生存和发展空间。
对于特征提取，现在的传感器都是获取汽车周围环境的所有信息，对周围信息进行全方位的监测，但对驾驶员自身的监测也是有必要的，驾驶员的行为，如精神状况，生理状况等都应进行检测，并确定一定的指标，限制车辆的驾驶，保证行驶的安全性。
(硕士气动热环境研究)气动加热环境下结构动态特性及动响应分析
Keywords: dynamic characteristics, temperature gradient, aero-thermal environment, finite element method (FEM)
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哈尔滨工业大学硕士学位论文
目
摘 要
录
......................................................................................................................... I
Date of Defence： Degree-Conferring-Institution：
哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘
要
本文主要对高速飞行器结构在气动加热环境下的动态特性及动响应进行了研 究。随着高超声速飞行器技术的发展，飞行任务的气动热环境更加恶劣，飞行器 结构受热环境的影响也越来越大。因此对结构热环境下动态特性的研究也日益迫 切。 首先，文章介绍了梁板结构关于热-结构非耦合振动的理论，并给出了解析解 的求解过程。在此基础上推导了一种求解存在热应力情况下结构附加刚度矩阵的 求法。基于此，结构热环境下的动响应问题得以用有限元方法求解。通过对梁结 构热振动理论解的扩展，得出用有限元方法求解结构热振动问题必须采用体单元。 其次，将用温度梯度引起的热应力作为预载荷求解结构刚度矩阵，及用非线性求 解方法将整个过程分为多个载荷增量步，再基于每步多次迭代求解结构热问题两 种方法应用到相同的结构中，分别得出两者的优缺点。另外，文中对典型 TPS 结 构在热环境下进行了随机响应分析。最后，本文对复杂结构模型简化及有限元建 模的难点提出了一些解决办法：适当的建立壳单元，并用 RSSCON Surf-Vol 来连 接两种不同类型的单元；固体火箭发动机药柱的建模可以采用轴线上多个集中质 量进行简化， 并用一个 RBE2 单元及多个 RBE3 单元将这些集中质量按权值分配到 发动机壳体上。文中对结构在气动热环境下动态特性及动响应的研究将对实际工 程工作有一定的指导意义。 关键词：动态特性，温度梯度，气动热环境，有限元
利用发动机排气引射作用的综合效果实验研究
利用发动机排气引射作用的综合效果实验研究摘要：本文探讨了利用发动机排气引射作用的综合效果实验研究技术。
在此基础上，本文从流体特性的角度介绍了发动机排气引射的基本原理以及其影响因素，并介绍了发动机排气引射作用的不同综合效果实验研究技术，以及实验方法的优点。
最后，本文分析了发动机排气引射作用的实验研究的总体成果，以便为未来的研究提供参考。
关键词：发动机排气引射；综合效果；实验研究正文：发动机排气引射是一种有效的发动机排气技术，可以在给定工况下为发动机提供良好的气流组织，以改善发动机性能。
发动机排气引射作用是指将热排气从发动机出口流出时所产生的气动效应，这种气动效应有助于改善发动机的燃烧、排放和发动机性能等。
因此，实验研究发动机排气引射作用的综合效果是重要的课题。
首先，本文介绍了发动机排气引射的基本原理，并探讨了发动机排气引射的影响因素，包括发动机气流组织、排气流组织、气动力学数学模型等。
然后，本文针对不同类型的发动机排气引射作用，介绍了几种实验研究技术，分别是水池实验技术、风洞实验技术、台架实验技术和流体动力学(CFD)的实验技术。
对每种实验技术，本文提出了其优点和缺点，以及综合效果实验研究的可行性方案。
最后，本文介绍了发动机排气引射作用的实验研究结果总结，并对综合效果实验研究的潜在发展方向进行了展望。
利用发动机排气引射作用的综合实验效果应用在很多领域，比如航空领域，汽车领域，船舶工程领域和体育活动中，都是重要的研究领域。
在航空领域，发动机排气引射作用的实验研究可以为飞机性能的改进提供有效和实用的方法，以提升飞机的发动机性能，因为利用发动机排气引射作用可以改善研究对象的姿态，减少其受力影响，提高飞行速度，改善飞行特性。
在汽车领域，发动机排气引射作用的实验研究也为发动机性能的改进提供了重要的参考，可以提高发动机加速性能，燃油经济性，减少排放污染物，延长发动机使用寿命等。
在船舶工程领域，发动机排气引射作用的实验研究可以改善船舶性能，提高船舶的航行和推进效率，减少排放污染物，改善船舶的稳定性，延长发动机使用寿命。
常规飞艇与组合式飞艇升阻特性研究
。 飞艇按 照 升 力 源 可 分 为 常 规 飞 艇 和 组 合 式
２］ 将动力飞行器和静力飞行器 飞艇 。 组合 式 飞 艇 ［
的优点组合在一起 ， 以几何尺寸增加不多的情况下 获得比常规飞艇更大的运载能力 。
］ ３ 升阻比是关系飞艇运输能力的重要属性［ ， 与飞
行器的最大飞行速度 、 航程和运载能力直接相关 。 由 于飞机的升力和阻力均是由气动力产生 ， 因此升阻比 主要取决于飞机气动布局和飞行姿态角 。 飞艇的升 阻比不但与飞艇相对空气运动受到的空气动力有关 ， 还与飞艇浸没在空气中受到的静浮力有关 。 本文通 过公式推导分析了常规飞艇与组合式飞艇的升阻特 并分析了影响升阻比地主要因素 。 以一种飞翼式 性， 飞艇为例 ， 计算了该飞艇的气动特性 ， 分析了升阻特 性与飞艇体积和飞行速度之间的关系 ， 最后给出了飞 艇设计中保持高升阻比的建议 。
第３ ３卷 第３期 ２ ０ １ ５年 ５月
西 安 航 空 学 院 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＸ ｉ ＇ ａ ｎＡ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ３Ｎ ｏ ． ３ Ｍ ａ ２ ０ １ ５ ｙ．
常规飞艇与组合式飞艇升阻特性研究
０ 引言
主要依靠 空 气 浮 力 克 服 自 身 重 力 的 航 空 器 称 为飞 艇 。 飞 艇 具 有 技 术 相 对 简 单 和 低 能 耗 的 特 点
［ １］
总浮力与囊体内的 气 体 重 量 之 差 ， 是表征飞艇全部 携带能力的物理量 ； 阻力由飞艇受到的空气动力产 生 。 常规飞艇升力和阻力的表达式如下 ： ） 犉犔０ ＝ 犞０ ·狆犎０ ·（ １ （ 犵 犃 － 犎） ρ ρ １ ２） ／ ２ ３ ） ·犆犇０ （ 犉犇０ ＝ （ ρ 狏 · 犞０ ２ 犃 ２ ／ ２ ３ 其中 ， 浮 空 器 一 般 用 犞０ 犞０ 为飞艇囊 体 体 积 （ 作为参考面积 ） ， 狆犎０ 为设计工作高度主气囊内浮升 气体与囊体的体积比 例 ， 犃 和ρ 犎 分别为空气和氦 ρ 气的密度 ， 狏 为飞 艇空速 ， 犆犇０ 为 阻力系 数 ， 犵 为重 常规飞艇的升阻比 ： 力加速度 。 因此 ， （ 犉 ／ 犔 ０ 犃－ 犎） 犵 ３ ρ ρ （ ） 犞１ ３ ＝２ 狆 犎 ０ ０ · ２ · 犉 犆 狏 犇 ０ 犃 犇 ０ ρ 由此 （ 式 可 知， 常规飞艇升阻比随着体积增 ３）
飞艇扰动特性的分析方法研究
Ｋｅ ｒ ｓ ａｍｏ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｅ ｃ ； ｉｔｒ ａ ｃ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ； ｉ ｌ ｔ ｎ ａ ａｙ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｓ ｈ ｒ ｕ ｂ ｌｎ ｅ ｄ ｓ ｂ ｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｉ ｕ ｉ ｃ ｍｕ ａｉ ｎ ｌ ｓ ｏ ｓ
研 究大气 扰 动对 飞 艇 运 动 的影 响 ， 建 立描 述 大 需 气扰 动 现象 的数 学模 型 。大 气扰 动 中包 含各 种 时间 和 空 间尺度 的运 动 ， 其产 生 的机 理 和发展 过程 各不相 同。
・
１４・ １
《 测控技术） Ｏ １ ２ ｌ 年第 ３ ０卷第 １ 期 １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
飞艇 扰 动 特 性 的 分析 方 法 研 究
乔 振 宇 ， 天 祥 杨
（ 中国特种 飞行器研究所 ， 湖北 荆门 ４ ８ ３ ） ４ ０ ５
摘要 ： 目前 ， 究 大气扰动 对 飞艇 的影响 ， 研 广泛使 用简化 大 气扰 动模 型 ， 又称 工程 化模 型 。 以大气紊 流为
ｌｎ ａ ｎ ｏ ｌｎ ａ ｄ １ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌ． ｈ ｕ ｂｕ ｅ ｅ ｆｅ ｔｏ ｈｅ ａｒｈｉ ｔ ｎ ｐ ｒ ｉ ｅ ｒａ ｄ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｍｏ ｅ ． ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｔ ｅ ｔ ｒ ｌｎ ｅ ｅｆ ｃ ｎ ｔ ｉｓ ｐ ｍｏ ｉ ｅ ． ｏ ｆｒ ｎ ｅ ｉ ｔ ｄ ｅ ． ｏ ｍａ ｃ Ｓｓｕ ｉ ｄ
１ 大 气 紊 流 分 析
１１ 大气紊流基本假设 ． 实际的大气紊流是十分复杂的物理现象。为了使 飞艇 响应 问题 的研究 不 至 于 过分 复杂 ， 大 气 紊 流加 把 以理想 化 。 （） １ 各项同性假设。 各 向同性是指大气紊流的统计特性不随坐标系的 旋转而变化 ， 即与方 向无关 。因而当研究三维紊流结 构时 ， 坐标轴 的方 向可 以任意选取。这个假设对 于中 高空是符合 实际的 ， 但是在低空 ， 特别 是大气层边界 内， 存在着明显的各向异性。 （ ）Ｇ ｕｓ 布假 设 。 ２ ａｓ分 该假设认为大气紊 流是 Ｇ ｕｓ ａｓ 型的， 即速度大小 服从于正态分布。这个假设对于飞艇运动量的频谱和 均方差来说是不起作用的 ， 但对 于有关概率计算是有
飞艇蒙皮振动对流场特性的影响
飞艇蒙皮振动对流场特性的影响周铮;叶正寅【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(009)003【摘要】通过求解二维雷诺平均Navier-Stokes方程,采用SST两方程湍流模型对飞艇二维绕流流场进行数值模拟,重点分析飞艇蒙皮振动对流场的影响.为便于流场对比,在飞艇蒙皮的上表面给定一种沿流向传播的振动波型,通过调整振动的振幅、频率和波长,分析3种振动参数对流动分离和阻力的影响.研究结果表明:沿流向的蒙皮振动会使飞艇绕流流场产生显著变化.在一定振幅和频率条件下,随着波长的减小,流动分离加剧,阻力系数增加;在固定波长和频率条件下,随着振幅的增加,流动分离加剧,阻力系数增加;而在固定振幅和波长条件下,随着频率的增加,非定常效应增强,流动分离减弱,阻力系数减小;此外还发现,选取一定的振动形式和合适的参数可能起到抑制流动分离,从而减小阻力的作用,为高空飞艇减阻提供了一种技术途径.【总页数】5页(P6-10)【作者】周铮;叶正寅【作者单位】西北工业大学,翼型、叶栅空气动力学重点实验室,陕西,西安,710072;西北工业大学,翼型、叶栅空气动力学重点实验室,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】V211.3【相关文献】1.临近空间环境对飞艇蒙皮织物材料力学性能的影响研究 [J], 马瑞强; 王长国; 谭惠丰2.平流层飞艇螺旋桨布局对蒙皮表面对流换热系数影响数值仿真研究 [J], 张宇; 谢炜程; 王晓亮3.自然环境对飞艇蒙皮材料聚氨酯耐候层性能的影响 [J], 刘平平;武国军;卢欢;丁永志4.热压工艺对循环拉伸下飞艇蒙皮材料的能量耗散与残余应变特性的影响 [J], 古占华;邵慧奇;蒋金华;陈南梁5.焊接带对飞艇蒙皮强度的影响 [J], 陈政;赵海涛;黄继平;陈吉安因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
平流层飞艇高空定点悬停的热力学模型
平流层飞艇高空定点悬停的热力学模型
秦鑫;王生
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2015(032)008
【摘要】对平流层飞艇高空定点悬停的热力学模型进行研究,难点在于平流层飞艇所处的热环境是辐射和对流耦合,并且一昼夜过程中太阳的方位角高度角不断变化,利用改进的fluent辐射模型算法,分析了平流层环境和太阳方位变化对飞艇艇体材料、薄膜电池和氮气温度的影响,并采用该模型计算仿真了一天之中薄膜电池、艇体材料和氮气温度随时间的变化.仿真结果表明0点飞艇艇体材料和氮气达到最低温度,中午12点为最高温度.为了保证在不同温度下飞艇保持定点悬停状态,飞艇螺旋桨外加推力从0增加到228.46N.为了保证飞艇悬停过程中内外气体压差一致,飞艇主气囊体积从782.32立方米增加到1047.197立方米.
【总页数】4页(P45-48)
【作者】秦鑫;王生
【作者单位】中国科学院大学,北京100090;中国科学院光电研究院,北京100094;中国科学院光电研究院,北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】TK514
【相关文献】
1.复杂热环境下平流层飞艇高空驻留热动力学特性 [J], 姚伟;李勇;范春石;宋琦
2.平流层飞艇热力学模型和上升过程仿真分析 [J], 姚伟;李勇;王文隽;郑威
3.基于改进遗传算法的平流层飞艇定点悬停控制 [J], 王延;周凤岐;周军;郭建国
4.基于状态估计和特征模型的高空飞艇定点控制 [J], 沈少萍
5.平流层飞艇定点气动力计算与仿真分析 [J], 吴二兵;胡少兴;张爱武
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摘
要： 在体积可变的情况下， 针对一次排气过程中压差和艇囊体积的动态变化， 利用伯努利方程和气体状
态方程， 揭示了飞艇的排气特性， 即压差的平方根随时间线性下降 。 进而提出一种排气阀效率和艇体变形的实验 方法， 可在飞艇集成测试中同步完成 。试验校验了飞艇的排气特性， 且飞艇体积变形率与压差成正比， 排气阀效率 压力和浮力控制提供参考 。 与标定结果一致。本文的结果可为飞艇总体设计 、 关键词： 平流层飞艇； 压力控制； 排气效率； 艇体变形 中图分类号： V245. 3 文献标识码： A 1328 （ 2016 ） 02015306 文章编号： 1000DOI： 10． 3873 / j． issn． 10001328． 2016． 02． 003
试验中发现（ 见第 3． 2 节 ） 飞艇艇体成型后， 纵 纵 向线变形很小。这一方面由于传统细长体艇型， 向应力小于环向应力， 另一方面是由于纵向焊缝的 约束。因此式（ 6 ） 可进一步简化为： δV δD ≈2 珚 珔 V D 1． 2 动态过程的排气特性 飞艇绝大多数排气过程集中在副气囊， 即排出 副气囊的空气以维持艇囊压差。 简单起见， 本文仅 针对副气囊排气过程进行推导。在主气囊应急排氦 时， 理论排气速度应由排氦阀内外压差和氦气密度 获得。对于副气囊， 囊体内外大气压由于重力作用 而囊体压差基本一致， 不随高度变 随高度略有变化， 化。记囊体内平均压强为 P in ， 环境大气压强为 P ， 则 P in = P + p ， 环境温度为 T ， 由理想气体状态方 程， 飞艇内空气质量 m 可写为 m（ t） = P in V P in （ 珔 V + δ V） = RT RT （ 8）
0304 ； 收稿日期： 2015［2 ］
。 飞艇的排气特性主要包
0518 修回日期： 2015-
基金项目： 装备预先研究项目（ 61501010206B）
154
宇航学报
第 37 卷
前一个较为简单的方法是， 根据排气阀打开的时间 环境等信息， 实时获得飞艇各囊体体积及 以及压差、 排出气体体积， 从而获得精确的排氦量。 飞艇的净浮力也受到艇囊压差的影响， 压差越大 3］ 净浮力越小。文献［ 在热平衡状态下分析了不同压 差下飞艇净浮力的变化， 在富余升力 12% 的条件时， 在 体积不变的假设下， 压差在 750 Pa 时飞艇爬升过程甚 至可能出现静重。由于艇囊体积实际上随压差增大而 增大， 在飞艇净浮力的估算时具有较大的影响。 2 ） 压力保持和姿态调节 飞艇的排气能力制约了飞艇最大爬升速率 。放 飞艇副气囊体积由地面占比 90% 以上到 飞过程中， 驻空高度的几乎完全排空， 排气量巨大， 此时要求对 排气阀排气能力进行估计。飞艇排气系统性能对飞 艇安全至关重要， 洛克希德 － 马丁公司就将 HALED 飞艇飞行试验中止的直接原因归结于排气阀故障 而导致的排气不畅
［4 ］
兰盘安装在艇囊上， 利用电机对阀盖进行升降操作， 从而打开和关闭排气阀。这种排气阀通常只固定在 两个位置， 即完全打开和完全关闭， 而不在中间位置 停留。这种典型结构中， 排气通道受到阀盖影响， 排 气阀的排气效率也因此降低。
图1 Fig． 1
飞艇用排气阀结构图
Structure of valve for airships
·
珔 V = － γA （ 1 + εP in + εp） p RT 整理可得
槡
（ 11 ）
pP in 2 RT 槡 = － γA 槡 p 珔 V （ 1 + εP in + εp）
（ 12 ）
艇囊压差变形率通常很小， 式（ 12 ） 中 εp 与 εP in （ 5） 相比为小量， 可以忽略。此时可对式 （ 12 ） 进行变量 分离， 得： P in d槡 p RT / 2 γA 槡 槡 =－ 珔 dt V （ 1 + εP in ） （ 13 ）
Analysis of Exhaust Characteristics for Airships in Dynamic Process
2 MIAO JingGang1， ，ZHOU JiangHua1 ，YANG Xin1
（ 1． Academy of OptoElectronics，Chinese Academy of Science， Beijing 100094 ，China； 2． University of Chinese Academy of Science， Beijing 100049 ， China）
0
引
言
括飞艇排气时的压差变化规律， 以及单位时间内排 出的气体流量。平流层飞艇的精确控制需要对飞艇 排气特性深入了解， 主要表现在以下两个方面： 1 ） 浮力的精确控制 平流层飞艇的放飞主要利用携带更多的氦气产 这部分氦气在飞艇达到压力高度 生富余升力实现， 时需要利用排气阀排放出去。 同时， 进入驻空飞行 阶段后， 受飞艇热特性变化影响， 氦气体积变化也会 导致应急排氦。过多和过少的氦气排放均会导致严 重的后果。由于缺乏气囊体积感知方法， 飞艇的囊 体内空气和氦气的体积往往难以准确实时获得 。当
［7 ］
（ 3）
， 用压差体积变形率
ε 来表示体积与压差之间的关系， 即 ε =－ 1 δV 1 V ≈－ 珔 δ V δp V δp
( )
( )
（ 4）
式中： 艇囊在压差 p 下的体积为 V ，δV 为体积变化 量， δp 为艇体压差相对 p 的变化量（ 对于超压气球， 珔为飞艇标称体积， 通常为高度变化所引发 ） 。V 即不 考虑加工和材料因素的设计体积。 考虑理想情况 下， 蒙皮材料的曲率变化与压差变化成正比
Abstract： Under the condition of the variable volume，the dynamic changes of the envelop volume and the differential pressure are analyzed by using Bernoulli equation and gas state equation． The result reveals that the square root of the differential pressure is linearly declined over the time． A kind of experimental method of valve efficiency and envelop deformation rate is put forward，which can be finished in integration test of the airship． Experimental result verifies the exhaust characteristics of the airship，meanwhile shows that the airship envelop deformation rate is proportional to the differential pressure，and the valve efficiency is consistent with the calibration result． The result of this paper can provide a reference for the airship overall design as well as pressure and buoyancy control． Key words： Stratosphere airship； Pressure control； Exhaust efficiency； Airship envelop deformation
第 37 卷 第 2 期 2016 年 2 月
宇
航
学
报
Journal of Astronautics
Vol． 37 No． 2 February 2016
动态过程的飞艇排气特性分析
1， 2 1 苗景刚 ，周江华 ，杨
新
1
（ 1． 中国科学院光电研究院，北京 100094 ； 2． 中国科学院大学，北京 100049 ）
平流层飞艇是指一种利用浮升气体 （ 通常为氦 气） 提供静升力， 依靠推进系统和控制系统在平流 层高度定点驻留或低速机动， 并完成特定任务的飞 载荷量大、 效费 行器。平流层飞艇具有留空时间长、 比高、 隐身性能好和生存能力强的优点 ， 成为近期各 国竞相研究的新领域
［1 － 2 ］
。
压力保持和浮力控制涉及到飞艇的安全、 升浮 特性以及对环境温度变化的适应能力， 是软式飞艇 控制的关键领域之一
v和 排气阀的排气效率 γ 定义为实际排气速度 ^ 理论排气速度 v 之比值， 即 γ = ^ v v （ 1）
。 同时， 放飞过程中可以利用
不同囊体结构 （ 如多个副气囊 ） 的调姿控制爬升速 率。各个副气囊体积的感知可以进入控制策略的反 提高控制精度。 馈过程， 针对飞艇的浮力和压力控制问题， 一些学者已经 展开了研究， 但在建模和控制系统设计时， 均将体积 5］ 作为常数。文献［ 建立了多气囊机构浮力调节动力 学方程， 并利用模糊方法设计了浮力调节控制器， 文 6］ 献［ 则考虑了超热条件下的飞艇压力控制。此时若 单纯以压差进行排气量估计， 会带来较大误差。 气体的排出会引起飞艇体积变化， 通过研究排气 阀开关时间和飞艇体积变化之间的关系， 可得到飞艇 利用伯 的排气特性。本文首先在体积可变的情况下， 努利方程和气体状态方程， 揭示了一次排气过程中压 差随时间的变化规律及其与排气阀效率的关系。针 对飞艇排气阀效率的标定和测试的实际需求， 在飞艇 体积变形与压差成正比的假设下， 设计了测定排气阀 在验证飞艇内场集成测试中 效率的试验方法。最后， 完成了上述试验， 获取了飞艇压差变化曲线和排气阀 排气效率， 从而建立了飞艇的排气特性。 1 1． 1 排气特性 排气阀效率与体积变形 排气阀用于排出艇囊内的气体。 图 1 是一种 典型的飞艇用排气阀的结构图。排气阀通过密封法