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充液飞行器刚液耦合动力学研究

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-12-04 18:08:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”南昌高新区航空制造产业科技服务团| 杨亮 | 2022-12-05 18:39:49
随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高,液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加.液体推进剂的晃动影响着航天器的运动稳定性和姿轨控系统的可靠性,是航天器动力学中一个备受关注的问题.充液航天器中晃动的液体是一个分布参数系统,理论上是无穷维的,而工程上希望建立的数学模型是简单、低维的,因此对液体晃动等效力学模型的研究经久不衰.另外,液体推进剂对航天器的结构动特性有着重要的影响,在建立充液航天器的结构动力学模型时需要考虑液体推进剂与贮箱等结构的耦合效应.本成果首先结合液体晃动动力学理论和航天工程实际,从理论研究、数值研究和实验研究等三个方面综述了国内外在充液航天器液体晃动动力学领域的研究现状,并以此为基础介绍了航天工程中液体晃动等效力学模型的应用进展情况;然后,以液体运载火箭为例概述了国内外在充液航天器液固耦合建模方面的成果,介绍了求解液固耦合问题的数值方法和应用软件;最后,根据航天器工程的发展需求,对充液航天器液体晃动和液固耦合动力学的进一步研究方向提出了一些建议.
刚体运动规律的研究属于离散系统的经典力学,而流体的运动规律属于连续介质力学,各有不同的研究方法。要研究刚体与液体组成的复杂系统,首先要用统一的概念建立系统的动力学方程。液体作为不可压缩的流体,是流场内每个确定位置的流体质点所组成的质点系。所谓流场是指流体所占据的空间,空间内的每个点与确定的速度相对应。由于流体的流动,不同瞬时占据同一点的可能不是同一个流体质点。但对每个确定的瞬时,此质点系与通常理解的质点系并无区别。将刚体与液体组成的系统视为一种特殊的质点系,应能用统一的分析力学方法建模。

装置成功应用于:太极一号、SY-01、天仪-11和中国空间站高微距等型号任务的多种微推进器。同时为科研院校和公司研发多套弱力测量装置,为其高精尖。科研任务与高新技术产品研发提供强有力的支撑。

1.核心技术团队技术水平国际领先,公司创始人康琦长期耕耘在航天领域,拥有较高 的学术声望和市场认可度,公司面临的市场相对狭窄且封闭性较强,对于产品技术的 要求门槛较高,因此核心团队依托较高的产品技术水平和长期积累的市场渠道关系, 能够在公司市场拓展早期,发挥较强的效应。 2.核心团队成员基本为同事或师生关系,共事时间基本不少于三年,相互了解且均具 有中科院共同的文化背景,在长期的技术开发过程中形成了合理的搭配结构。同时, 由于产品研制主要面向工程应用,团队在上下游产品配套方面,也形成了稳定的供应 商,能够及时进行生产调配,保证产品质量。 3.市场及商务团队,长期从事产业孵化工作,熟悉中科院各项政策和科研团队产业化 的进程、规律,了解政府及国有企业的基本需求和合作脉络,可以弥补技术团队市场 开拓能力的不足。

逐步打造国内领先的航天微动力研发、生产、实验、测试和制造综合型平台。在科研方面将研制刚液耦合动力推力器,力争在引力波探测等科研中得到应用。在商用方面将研制mN级微推力器,用于商业通讯等行业,占领未来6G市场。在军用方面将研制多种型号的百mN级吸气式射频离子推力器,用于超低轨卫星或导弹轨道维持。在元器件选择方面,为降低刚液耦合动力器成本,可以采用工业级元器件。

2021-2022年 首轮融资1200万元(释放10%),开始航天微动力产品定型及样机研制,基本完成首飞实验所需。 2024年 融资5000-1亿元建成综合研究、实验、生产、测试中心;同时将发动机系统部组件产业化2023年 融资3000-5000万元具备产品系列生产能力,发动机飞行件研制,开展搭载飞行验证,实现产品首飞。2025年 融资3-5亿元具备批量生产射频离子微型发动机产品的能力以及研发大型射频离子发动机和其他航天微动力技术的能力。