1 空军哈尔滨飞行学院理论训练系, 哈尔滨 150000
2 空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
运输机重装空投是一项前沿和尖端的**技术, 近年来已成为学术界竞相研究的热点。对重装空投过程的动力学模型和飞行控制方法研究现状进行了综述, 分析了整体法建模及分离体法建模的优缺点和适用性, 研究了线性控制、动态逆控制、滑模变结构控制、反步控制以及模型参考自适应控制等先进控制方法在重装空投控制器设计中的应用情况, 讨论了当前重装空投控制器设计中存在的问题与挑战, 为下一步的研究提供帮助和借鉴。
重装空投 动力学模型 飞行控制 运输机 heavyweight airdrop dynamic mode flight control heavyweight airdrop
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
利用PIC(particle-in-cell) 粒子模拟方法对长导通等离子体断路开关的断路过程进行了模拟研究.介绍了计算模型的建立和边界的处理.模拟结果揭示了断路间隙的形成过程和机制,并据此对等离子体断路开关断路阶段的现有模型进行了定性的修正,认为断路过程中Hall融蚀和静电融蚀机制将同时存在,静电融蚀在开关最终的断路中占主导作用,且静电融蚀是由于磁场排斥引起的.
等离子体断路开关 粒子模拟 磁场渗透 断路过程 强激光与粒子束
2007, 19(12): 2103
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
利用PIC粒子模拟方法,结合对同轴结构二极管工作模式的半解析描述,研究了离子存在与否对rod-pinch二极管(RPD)工作特性的影响.模拟给出了二极管的伏安特性、不同时刻电子和离子的相空间分布以及空间电流分布等.结果表明随着电流逐渐增大,其工作模式从空间电荷限制流依次向弱箍缩流和磁绝缘流转变.只有存在离子的情况下,电子才能沿着阳极杆表面运动并在其末端发生箍缩,表明RPD中离子电流的存在对于RPD工作是必需的.
闪光照相 rod-pinch二极管 PIC粒子模拟 X射线 强激光与粒子束
2007, 19(10): 1747
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
开展了基于等离子体断路开关的脉冲功率源驱动多丝Z箍缩负载初步实验,实验中采用了2根或4根钨丝组成的环形阵列,其中钨丝的直径分别为7 μm和20 μm.利用高速扫描摄影获取钨丝电爆炸和箍缩过程中等离子体自发光的物理图像.实验结果表明:导通电流为105 kA的等离子体断路开关将67%～78%的电流转换至金属丝阵负载上,负载电流上升沿为84～110 ns.高速扫描相机观察到了钨丝电爆炸形成晕等离子体及其向轴线箍缩和后期向外膨胀的物理过程.
等离子体断路开关 Z箍缩 晕等离子体 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2105
1 四川大学,原子与分子物理研究所,成都,610064
2 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
介绍了采用外差式记录系统和相位跟踪方法建立的高灵敏度(0.2°)迈克尔逊激光干涉系统对Z-pinch喷气负载质量线密度的测量.通过采用充气隔振光学平台和将干涉仪放置到喷气真空室内等隔振方法,有效地消除了机械振动对测量结果的影响,获得了拉瓦尔喷嘴产生的超音速Ar气喷气负载平均质量线密度随时间的变化曲线,为优化喷嘴理论设计程序提供了实验依据.气流稳态的建立时间可以用于精确控制喷气装置电磁阀门的打开时刻,保证喷气Z-pinch 实验中脉冲功率装置提供的脉冲电流与喷气负载平顶之间的时间同步.
喷气Z-pinch 拉瓦尔喷嘴 迈克尔逊干涉仪 相位 质量线密度 负载
中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621900
由于等离子体密度梯度和机械振动的存在,对于密度在1013～1016 cm-3范围的等离子体,通常需要采用外差式干涉仪进行小相位检测。包括Z箍缩、等离子体枪等在内的脉冲等离子体持续时间通常在数十纳秒到1 ms,而机械振动等因素引起的相位移动的周期大于1 ms,根据这种现象,采取40 mW的He-Ne激光器,迈克尔逊式光路,外差式记录系统和相位跟踪的方法,建立了一种高灵敏度干涉仪。干涉仪的最高灵敏度约为0.5°,空间分辨和时间分辨分别为1.4 mm和250 ns,成功测量的最低等离子体密度为1014 cm-2。该干涉仪结构简单而且可以获得连续的时间分辨,能较广泛地用于持续时间较短的等离子体密度测量。
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
开展了驱动电流为45,75和105 kA以及阴极直径分别为φ20 mm和φ40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究.结果表明:随着发生器驱动电流增加,负载电流上升时间逐渐减小,最高电压倍增系数逐渐增加.与阴极直径为φ20 mm的等离子体开关相比,阴极直径为φ40 mm的等离子体开关导通时间和负载电流上升时间增加,开关电压和电流转换效率降低.实验获得的最高电压倍增系数和电流转换效率分别为4.9和97%,负载电流上升时间小于100 ns.
等离子体断路开关 等离子体枪 触发延时 Plasma opening switch Plasma gun Time delay 强激光与粒子束
2005, 17(10): 1573
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
利用PIC(particle-in-cell)方法,结合实验装置的几何结构和实验结果,采用动态开关模型,对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究.模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形,并给出了开关下游出现的稀薄等离子体的密度(约1012cm-3)和速度(约1 cm/ns),同时也得到了开关下游的空间电流分布.模拟结果表明,开关下游的结构应避免阻抗突变以减少电流损失,同时提高开关阻抗可有利于提高负载上的最大功率.
电感储能 等离子体断路开关 功率流特性 PIC模拟 Inductive storage Plasma opening switch Power flow Particle-in-cell simulation
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
研制了最大导通电流约为100 kA的微秒导通时间等离子体断路开关,开展了该导通电流下的等离子体断路开关性能实验,得到的负载电流上升时间为54～76 ns,最高开关电压为1.38 MV,最高电压倍增系数达到4.9.建立了导通阶段开关区等离子体运动的二维雪耙模型,初步数值模拟结果表明,该模型对目前开展的实验有较好的预估能力.
等离子体断路开关 等离子体枪 延时 等离子体密度 二维雪耙模型 Plasma opening switch Plasma gun Time delay Plasma density 2D snowplow model
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
研制了可工作在长导通时间(约1μs)的等离子体断路开关,实验研究了等离子体源参数,包括等离子体枪与主回路之间的触发延时、等离子体枪的工作电压以及等离子体枪的数目对开关性能的影响规律。研究结果表明,开关导通时间和开关电压随触发延时、枪工作电压和数目的增加而增加,但当开关导通时间接近主回路电流四分之一周期时,开关电压呈下降趋势。当Marx发生器工作电压为120kV且采用4个等离子体枪时,实验获得的最大电压倍增系数约为1.8。
等离子体断路开关 等离子体枪 延时 导通时间 Plasma erosion opening switch Plasma gun Time delay Cenduction time
