2004 国外超燃冲压发动机技术的发展-胡晓煜

2004 国外超燃冲压发动机技术的发展-胡晓煜
2004 国外超燃冲压发动机技术的发展-胡晓煜

国外超燃冲压发动机技术的发展

2004-10-25

高超声速飞行器(飞行M数超过声速5倍的有翼和无翼飞行器)是未来军民用航空器的战略发展方向,被称为继螺旋桨、涡轮喷气推进飞行器之后航空史上的第三次革命。超燃冲压发动机是实现高超声速飞行器的首要关键技术,是目前世界各国竞相发展的热点领域之一。

国外超燃冲压发动机技术的发展已有50多年的历史。20世纪90年代,超燃冲压发动机技术取得了重大突破,目前已从概念和原理探索阶段进入了以飞行器为应用背景的先期技术开发阶段。预计,到2010年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹将问世。到2025年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速轰炸机和空天飞机将有可能投入使用。

本文将首先介绍超燃冲压发动机的基本概念、主要类型和性能特点,然后对各国超燃冲压发动机技术的研究进展和研究计划进行介绍,最后指出发展超燃冲压发动机的关键技术。

超燃冲压发动机的基本概念与主要特点

超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。在采用碳氢燃料时,超燃冲压发动机的飞

行M数在8以下,当使用液氢燃料时,其飞行M数可达到6~25。超声速或高超声速气流在进气道被扩压到较低超声速,然后燃料从壁面和/或气流中的突出物喷入,在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧,最后,燃烧后的气体经扩张型的喷管排出。

超燃冲压发动机具有结构简单、重量轻、成本低、比冲(单位质量流量推进剂产生的推力)高和速度快的优点。与火箭发动机相比,超燃冲压发动机无需携带氧化剂,因此,有效载荷更大,适用于高超声速巡航导弹、高超声速航空器、跨大气层飞行器、可重复使用的空间发射器和单级入轨空天飞机的动力。

超燃冲压发动机的主要类型

经过多年的发展,国外已研究设计过多种超燃冲压发动机的方案。主要包括普通超燃冲压发动机、亚燃/超燃双模态冲压发动机、亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机、吸气式预燃室超燃冲压发动机、引射超燃冲压发动机、整体式火箭液体超燃冲压发动机、固体双模态冲压发动机和超燃组合发动机等。其中,双模态冲压发动机和双燃烧室冲压发动机是研究最多的两种类型。

(1)亚燃/超燃双模态冲压发动机

亚燃/超燃双模态冲压发动机是指发动机可以亚燃和超燃冲压两种模式工作的发动机。当发动机的飞行M数低于6时,在超燃冲压发动机的进气道内产生正激波,实现亚声速燃烧;当M数大于6时,实现超声速燃烧,使超燃冲压发动机的M数下限降到3,扩展了超燃冲压发动机的工作范围。

目前,美国、俄罗斯都研究了这种类型的发动机,俄罗斯多次飞行试验的超燃冲压发动机就是这种类型的发动机。NASA即将进行飞行试验的也是这种类型的发动机。这种超燃冲压发动机可用于高超声速的巡航导弹、无人驾驶飞机和有人驾驶飞机。

(2)亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机

对于采用碳氢燃料的超燃冲压发动机来说,当发动机在M3~4.5范围工作时,会发生燃料不易着火的问题。为解决这一问题,人们提出了亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机概念。这种发动机的进气道分为两部分:一部分引导部分来流进入亚声速燃烧室,另一部分引导其余来流进入超声速燃烧室。突扩的亚声速燃烧室起超燃燃烧室点火源的作用,使低M数下燃料的热量得以有效释放。由于亚燃预燃室以富油方式工作,不存在亚燃冲压在贫油条件下的燃烧室-进气道不稳定性。这种方案技术风险小,发展费用较低,较适合巡航导弹这样的一次性使用的飞行器。目前,掌握该技术的主要是美国霍布金斯大学的应用物理实验室。

(3)超燃组合发动机

尽管超燃冲压发动机有许多优势,是高超声速飞行器的最佳吸气式动力,但它不能独立完成从起飞到高超声速飞行的全过程,因此人们提出了组合式动力的概念。早在50年代对超燃冲压概念进行论证时,人们就提出了以超燃冲压为主的组合式动力的方案。这种方案的M数范围是0~15甚至25,用于可在地面起降的有人驾驶空天飞机。至今,已经研究过的组合式超燃冲压发动机类型很多,包括涡轮/亚燃/超燃冲压、火箭/超燃冲压等。这种发动机将成为21世纪从地面起降的空天飞机的动力。

国外超燃冲压发动机的发展

从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机,最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始,重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前,美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000千米以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证,进行了飞行试验。预计,到2010年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹将问世。到2025年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。

(1)俄罗斯

俄罗斯从60年代开始研究超燃冲压发动机,目标是M数5~7的民用运输机、单级入轨航天飞机和高超声速巡航导弹。

俄罗斯中央航空发动机研究院是超燃冲压发动机的权威研究单位,20世纪80年代,该研究院与中央空气流体动力研究所等单位合作进行了"冷"高超音速技术发展计划,主要研究试验用矩形和轴对称双模态超燃冲压发动机。1991~1998年,共进行了5次超燃冲压发动机的验证性飞行试验,飞行M数最高 6.5,发动机使用的是氢燃料。其中第二、三次与法国合作,第四、五次与美国合作。据称第二次是最成功的,获得的数据最全。目前,该研究院正在进行速度为 6~7倍声速的高超声速飞行器用超燃冲压发动机的技术研究,应用目标是军民用高超声速飞行器。

目前,该研究院正在研制高超声速有翼飞行器,采用3台超燃冲压发动机。该项目目前还处在基础研究阶段,其缩比模型已进行了风洞试验。

中央航空流体动力研究所是俄罗斯重要的超燃冲压发动机技术研究机构。目前,该研究所正与俄彩虹设计局及德国一些部门合作进行导弹用M数5~7的超燃冲压发动机的研究,这种发动机的进气道呈三级斜面形状,目前已经进行了连接式和自由射流式试验,今后将进行飞行试验。同时,该机构将为俄罗斯空间局(RSA)的一项飞行试验计划("鹰"计划)研制M数6~14、氢燃料、双模态的超燃冲压发动机。该计划将发展一种

与NASA的Hyper-X相似的机体 /发动机一体化的高超声速试验飞行器,发动机由三个模块组成,进气道的喷管位于机体下方。目前还未找到合作伙伴。

"联盟"航空发动机科研生产联合体是俄航空发动机的重要研制单位,近年来,除为中央航空发动机研究院试制轴对称超燃冲压发动机外,还独立开发试验发动机,该单位设计了M数5~6的双模态冲压发动机,计划在导弹改装的试飞器上进行飞行试验。

(2)美国

美国是开展超燃冲压发动机技术研究较早的国家,目前NASA、空军和海军都有自己的发展计划。

NASA从1965年开始研究超燃冲压发动机技术,目标是有人驾驶飞行器和单级入轨飞行器的动力。1996年,美国NASA在历时8年、耗资30亿美元的 NASP(国家空天飞机)计划被终止之后,又开始实施投资1.7亿美元的高超声速飞行器试验计划(Hyper-X),研究用于高超声速飞行器(M数10)和其他可重复使用的天地往返系统的超燃冲压发动机与一体化设计技术。

该计划将对3架无人驾驶研究机X-43进行飞行试验,发动机采用氢燃料的双模态冲压发动机,机身和发动机采用一体化设计。X-43A的第1次飞行试验是在2001年6月,不过,试飞以失败告终。2004年3月27日,X-43A在第2次飞行试验中成功地达到M数7的速度,成为世界上飞行速度最快的以空气喷气发动机为动力装置的飞行器。预计,2004年9月或10月,该计划将进行最后一次M数10的飞行试验。

为保持NASA高超声速技术的持续发展,NASA计划从2006年开始一个适度的Hyper-X后继计划。新计划将是

在X-43A之后非常低水平的高超声速技术发展计划,将进行基础性的技术研究,发展新的可变几何、能在更大M数范围工作的超燃冲压发动机。还将重点发展重量更轻、耐高温性能更好的发动机新材料。第一个5年的工作重点可能是M数5~6的飞行器,第二个5年的工作重点是M数8~9的飞行器,第3个5年将发展M数13~15的飞行器。计划的目标是经过5年的发展,技术准备达到能发展真实飞行器的水平。

美国空军在50年代末开始超燃冲压发动机的研究,目标是单级入轨的飞行器。1995年,美国空军开始实施高超声速技术计划(HyTech),目标是验证能够在M数4~8范围飞行、射程1400千米的高超声速导弹用液体碳氢燃料双模超燃冲压发动机的适用性、性能和结构耐久性。2003年,该计划完成了世界首台飞行重量的碳氢燃料超燃冲压发动机的地面试验。地面验证发动机(GDE-1)进行了M4.5和M6.5的试验。下一步将发展采用完全一体化燃油系统的GDE-2验证机。2004年将开始GDE-2的首次全尺寸试验。2007年夏天,一种利用GDE-2改型的发动机将开始M数6~7的自由飞行试验,超燃发动机的工作时间为5~10分钟。如果成功,接下来将在6~9个月后再进行两次飞行试验。该计划将于2010年结束,2010~2015年,高超声速空对地巡航导弹初步具备作战能力。

美国海军的超燃冲压发动机研究始于60年代初,目标是舰载导弹用发动机。最初设计的超燃冲压发动机采用分叉模块式进气道、轴对称燃烧室,尾喷管设计考虑了实际气体和粘性的影响。70年代,海军认为该方案所用燃料态活泼、有毒,不适于舰载导弹,改为使用碳氢燃料的双燃烧室冲压发动机方案。1997年5 月,海军提出了高超声速攻击导弹计划。采用M数8的超燃冲压发动机,射程1000千米。海军的超燃冲压发动机一直由约翰霍普金斯大学的应用物理实验室研制,为双燃烧室冲压发动机,2000年设计和制造了一个全尺寸直连式燃烧室试验件。目前正在进行全尺寸燃烧室的试验。

2001年,美国DARPA和海军开始了为期4年的"高超声速飞行验证计划(HyFly)",目标是发展最高巡

航M数6、射程1110千米、采用普通碳氢燃料的巡航导弹用超燃冲压发动机。目前正在进行不同飞行状态

(M数6.5、3.5和4)的地面试验。2003年,作为该计划的主要子承包商,航空喷气公司在NASA兰利研究中心和空军阿诺德工程发展中心(AEDC)进行了多种速度(M数3.5、4.1和6.5)和重要状态的自由射流超燃冲压发动机的试验。试验模拟了不同的飞行条件,包括不同的飞行高度和不同的燃油喷射器结构,取得了巨大成功。今后,该公司将对实际飞行重量的发动机制造方法继续进行研究和评估。在自由射流发动机试验结束后,将进行飞行重量的发动机的地面试验。2004年将对最终设计进行验证并开始飞行试验,该计划将于2005年结束。

(3)法国

法国自20世纪60年代以来一直未间断过高超声速技术的研究。1992年,法国政府开始了为期6年的国家高超声速研究与技术计划(PREPHA),目的是通过地面试验,验证M数4~8的超燃冲压发动机的性能,该发动机的发展目标是单级入轨的航天飞机。"小羚羊"(Chamois)超燃冲压发动机在相当于M数6的速度下进行了多次试验。

1999年,法国武器采购局决定延长PREPHA的研究工作,设立了为期5年的普罗米希(Promethee)研究计划,目的是探讨M数1.8~8的烃燃料变几何亚燃/超燃双模态冲压发动机作为一种空射型导弹的动力的可行性,计划总投资6200万美元。目前,M数7.5的超燃冲压发动机试验获得成功,发动机运行了10秒。在超燃冲压发动机技术的发展中,法国与俄罗斯、德国开展了合作。

(4)其他国家

澳大利亚昆士兰大学从1999年领导了一项国际合作的氢燃料超燃冲压发动机飞行试验计划--HyShot计

划。2002年7月,HyShot计划的飞行试验成功实现了超声速燃烧,试验M数达到7.6。美国、澳大利亚、德国、韩国、英国和日本参与了该计划。

日本从1984年开始研究超燃冲压发动机技术,已建成可模拟飞行高度35千米、飞行速度M数8的高超声速自由射流试验台,进行了大量高M数的模拟试验。目前,日本制订了以超燃冲压发动机为动力的单级入轨空天飞机(SSO)计划,这是一种有人驾驶的可像普通飞机一样起飞和着陆的可载客10人的民用飞机,计划到2005年结束。

此外,德国和印度也在超燃冲压发动机技术方面进行了大量的基础性研究。印度国防部正在实施的先进吸气式跨大气层飞行器(AVATAR)计划,该计划将采用涡扇/超燃冲压发动机组合动力。

超燃冲压发动机的关键技术

理论和试验研究结果表明,燃料在超声速燃烧室中的停留时间不足1.5毫秒。在这样短的时间内,碳氢燃料的释热效率只能达到85%,和普通冲压发动机或火箭冲压发动机相比,其燃烧效率是比较低的,

(1)燃料的喷射、掺混、点火

流过超燃冲压发动机的气流速度始终为超声速,空气流过飞行器体内通常只有几毫秒的滞留时间,要想在这样短的时间内完成压缩、增压,并与燃料在超声速流动状态迅速、均匀稳定地完成低损失、高效率的掺混、点火并燃烧是十分困难的,燃料与空气的掺混好坏直接影响发动机的长度和热负荷。因此,应对发动机尺寸、形状、燃料种类、喷注器设计、燃烧机理等多方面的因素进行综合性理论和试验研究。

(2)燃烧室的设计和试验技术

由于来流不均匀,超燃冲压发动机的燃烧室的工作非常复杂。因此,燃烧室的设计和试验特别是超声速燃烧过程的研究非常重要。尽管数值模拟技术已发展到了相当高的水平,但这种发动机燃烧室的研究发展还主要依靠试验。高超声速推进系统研究对试验设备的要求很高,要模拟的气动参数变化范围大。而且,只有有限的试验可在地面进行,大部分问题必须通过飞行试验解决。

(3)发动机与机体(弹体)的一体化设计

超燃冲压发动机的机体/发动机的一体化设计是非常复杂的技术,包括气动力一体化、结构设计一体化、燃料供应和冷却系统设计一体化和调节控制设计一体化。

(4)耐高温材料和吸热燃料

这两项技术是超燃冲压发动机的基本技术,由于高超声速推进系统极高的热负荷,因此需要耐高温的陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料,同时需要燃料在工作过程中完成许多部件的冷却任务。低温液氢是吸引人的燃料和冷却剂,但它的密度太小,需要较大的容积。对于导弹来说,由于机动性和长时间储存要求,需要更合适的吸热燃料。(胡晓煜)

完井技术国内外发展现状分析

完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油气层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1.查阅现代完井技术方面的文献,对各种完井技术现状进行综合性分析: (1)射孔完井技术; (2)割缝衬管完井技术; (3)砾石充填完井技术; (4)膨胀管完井技术; (5)封隔器完井技术; (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状,重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。

第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型,但是所处构造位置不同,所选定的完井方式也不尽相同,如油藏有气顶、底水,若采用裸眼完成,技术套管则应将气顶封隔住,再钻开油层,而不钻开底水层。若采用射孔完成,则应避射气顶和底水。又如油藏有边水,套管射孔完成时,油田开发要充分利用边水驱动作用,避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式(如图2-1)是钻头钻至油层顶界附近后,下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后,再从套管中下入直径较小的钻头,钻穿水泥塞,钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式(如图2-2)是指适合于裸眼完井的厚油层,但上部有气顶或顶界邻近又有水层时,可以将技术套管下过油气界面,使其封隔油层的上部,然后裸眼完井,必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式(如图2-3)是不更换钻头,直接钻穿油层至设计井深,然后下套管至油层顶界附近,注水泥固井。固井时,为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层,通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液,以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层

国外涡桨发动机的发展_周辉华

0 概述 涡轮螺旋桨(简称涡桨)发动机是一种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞机的航空动力装置,非常适合中等飞行速度(400~800km/h )的飞机使用。与航空活塞式发动机相比,涡桨发动机具有功重比大、迎风面积小、振动小等优点,特别是随着飞行高度的增加,其性能更为优越;与涡轮喷气和涡扇发动机相比,它又具有耗油率低、起飞推力大等优点。涡桨发动机的这些特点对于往返于中小型机场甚至简易机场的短、中程运输飞机和通用飞机来说是非常适宜的。自20世纪50年代起,世界各国纷纷发展了以涡桨发动机和涡扇发动机为动力的中型运输机,其后因涡桨发动机高速性能不理想,市场逐渐被涡扇发动机挤占。近年来,由于燃油价格飙升,涡桨飞机的经济性优势更为凸显出来,同时随着螺旋桨设计、制造技术的进步,涡桨飞机在高亚声速 国外涡桨发动机的发展 摘 要:以航空发动机的技术性能为重点,通过对比、分析涡桨发动机的发展历程、发展现状,发展途径和发展计划,预测其未来的技术发展趋势并整理出成功的发展经验,为我国涡桨发动机的发展提供参考。 Abstract: Focusing on the technical performance characteristics of aero-engine,this article analyzes the development status, approach,trend,experience of turbo-propeller engines, and provides reference for the turbo-propeller engine research. 关键词:涡桨发动机;发展现状;发展途径;发展趋势;发展经验 Keywords: turbo-propeller engine ;development status ;development approach ;development trend ; development experience The Development Prospect of Turbo -Propeller Engines 周辉华/中航工业航空动力机械研究所 飞行时的推进效率大大提高,涡桨飞机重新受到军民用户的青睐,其市场开始逐渐复苏,涡桨发动机也被誉为“明天的绿色动力”、“支线飞机的脊梁”。 本文通过对比、分析国外涡桨发动机的发展历程、发展途径,整理出成功的发展经验和未来发展趋势,为我国涡桨发动机的发展及航空发动机产业的腾飞提供参考。 1 国外涡桨发动机发展历程和现状 1.1 国外涡桨发动机发展历程 1942年,英国研制出世界上第一台涡桨发动机“曼巴(Memba )”,配装在皇家海军“塘鹅”舰载反潜飞机上。1945年由Derwent 涡喷发动机发展成的涡桨发动机,装于皇家空军著名的“流星”战斗机上首飞成功,标志着涡桨发动机进入实用阶段。此后,英国、美国和前苏联也陆续研制 出多种涡桨发动机,如Dart 、T56、AI -20和AI -24等。强劲的动力造就了一大批声名显赫的运输机和轰炸机。例如,美国于1956年服役的涡桨发动机T56/501,配装于C -130运输机、P -3C 侦察机和E -2C 预警机等多型飞机,经过不断改进改型,功率从2580 kW 发展到4414 kW ,用途上从军用转化为民用,且成系列化发展,目前已生产了17000多台,出口到50多个国家和地区。据报道,目前T56发动机仍在不断发展中,可能还会再服役30年;前苏联的NK -12M 的起飞功率达11025kW,是世界上功率最大的涡桨发动机,用于图-95“熊”式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机等。 加拿大普惠公司的PT6A 发动机在民用涡桨发动机领域,无论是生产数量还是产值,都当之无愧扮演了领头羊角色。短短40年间,该发动机已系列化发展出数十个型别,功率范围涵

国内外海洋工程技术的现状及发展趋势

国内外海洋工程技术的现状及发展趋势 海洋工程技术是造船界关注的技术领域之一,世界上现代化的一流船厂都把高新技术船舶与大型海洋工程结构物作为其纲领性产品。海洋工程技术涉及的领域很广,包括海洋发电技术、海洋钻探技术、海水淡化技术、海洋油矿开采技术、海岸风力发电技术、海层探测技术、海洋物质分离技术、海水提炼技术、海洋建筑设计等。海洋发电技术包括:海水发电、海洋风力发电、潮汐发电、温差发电等。海洋钻探技术包括:海洋油井开发、海洋矿石开采等、海水淡化技术包括:太阳能净水、工业净水等。海洋物质分离技术包括:海水金属分离、轻水物质提炼等。能源开发、资源开采等领域海洋工程技术数目众多,未来人类利用和保护海洋是个新新话题。 随着近年来海洋开发“热”的升温,特别是专属经济区资源勘探和开发的实施,海洋工程技术得到了迅猛发展。 ——在潜水器技术方面。目前世界上建造的载人潜水器超过160艘,无人潜水器超过1000艘。日本继1989年建成深海6500 米载人潜水器“SHINKAI6500”以后,于1993年又建成了世界上第一艘潜深10000米的无人潜水器,用于深海矿产资源和海洋生物资源的调查研究。经过“七五”和“八五”的工作,我国的潜水器技术有了很大的发展。在无人潜水器方面,某些项目已经达到国际水平;在载人潜水器方面,潜深600米的“7 1 03”深潜救生艇是我国第一艘载人潜水器,还有300米工作水深的“QSZ—II型双功能单人常压潜水装具系统”、潜深150米的鱼鹰I号和双功能的鱼鹰II。综合国内从事潜水器开发的各院校、研究院和研究所的力量,我国已具有开发深海载人潜水器的技术能力。

——在海底管线埋设、检测和维修技术方面。我国海底电缆的铺设已有几十年的历史,第一条国际通讯电缆于1976年完成,1993年成功研制出MG一1型海缆埋设犁,并于同年成功完成中日光缆的埋设任务。上世纪80年代开始,英国SMD(Soil Machine Dynamics Ltd.)公司和Land& Marine Eng.公司建造了不少拖曳式埋设系统。而美国的海洋系统工程公司为AT&T研制的SCA- B号埋设机是一种ROV型(水中航行型)的埋设机。可在1850米深用喷水的方式埋设电缆至地下0.6米,可以取出埋深在1.2米以内的电缆,埋设电缆直径为300毫米。履带爬行自走式、带有不同功能挖掘机构的埋设机是海底管道及电缆的埋设技术的发展趋势。在这种履带车载体上通过更换不同的挖沟机械,装备各种探测设备后,既能在沙泥底中进行埋设作业,也能在软岩底中进行埋设作业;既能铺设又能跟踪、挖掘、检修、复埋;既能在水下,也能在浅滩或滩涂工作。目前,这种自走式埋设机已有20多台。 作为开发海洋资源的一种活动,海洋空间利用已有相当长的历史,最早利用海面空间是两千多年前的海上交通运输。然而直到20世纪60年代,由于海洋工程等技术的逐步提高,以及城市化、工业化的迅速发展,导致陆上用地日趋紧张,使人们更加重视海洋空间的利用。海洋空间资源的开发利用可分为几个方面。第一、生活和生产空间;第二、海洋交通运输;第三、储藏和倾废空间;第四、海底军事基地。 解决海洋空间利用的工程技术问题也是近年来海洋工程界研究的热点。 国外研究现状 (1)超大型浮式海洋结构的研究。 在这方面,目前进行最广泛和深入的是日本和美国。日本于1999年8月4 日在神奈川县横须贺港海面上建成—个海上浮动机场。这个浮动机场于1995年开始研制,它由6块长380米、

超燃冲压发动机的热防护技术

中国矿业大学电力工程学院 制冷设备技术进展报告 姓名: 班级: 学号:

超燃冲压发动机的热防护技术 摘要热防护技术是发展高超音速的关键技术之一。本文综合近年来高超音速飞行器中发动机的冷却方式的进展,对超燃冲压发动机的热防护技术进行简单介绍,并对未来有应用趋势的技术简述。 关键字:超燃冲压再生冷却闭式循环 飞行速度超过5倍声音速度的叫做“高超声速飞行器”[1]。高超声速飞行器有两大类,一类是在稠密大气层中较长时间飞行的“高超声速巡航飞行器”,主要有目前尚在研究发展阶段的,以超声速燃烧冲压发动机为动力的“空天飞机”和“高超声速巡航导弹”等;另一类是由火箭发动机发射到外层空间再返回地球的“再入航天器”(包括弹道式中远程导弹弹头,返回式卫星,宇宙飞船和航天飞机等)。 超燃冲压发动机是高超声速飞行的理想动力装置,结构简单、质量轻、成本低、易维护、超声速飞行时性能好,具有高比冲、高速度和大巡航推力的特性,适宜在大气层或跨大气层中长时间超声速或高超声速动力续航飞行[2]。但是由于其工作环境极其恶劣,一般在高马赫数下飞行,飞行过程中高温空气不断向壁面传热,为了保证发动机长时间安全正常运行,维持适宜的电子元器件工作环境,所以研究超燃冲压发动机的热防护技术十分必要[3]。 超燃冲压发动机的热防护技术按原理和冷却方式分为三种:被动式、半被动式和主动式。被动式是指采用轻质的耐烧蚀隔热材料对冷却结构进行热防护,热量被吸收或者是直接辐射出去;主动式是指利用低温冷却介质进行防护,全部热量或绝大部分被工作介质带走,主要包括发散冷却、对流冷却和气膜冷却;半被动式是指大部分热量由工作流体带走,主要有两种结构方式,热管理结构和烧蚀结构。 被动式涉及的防护与材料联系及其密切,局限性就是防护时间不宜过长,不涉及我们制冷原理。半被动式适用于高热流长时间使用要求,有图1,热量被工作介质由高温区传至低温区,通过对流和辐射进行冷却放热。 图1 1.主动式: 主动式中对流冷却方式应用于主体发动机喷管,如图2所示,主要是通过热量传递给冷却介质、冷却介质受热带走热量而达到冷却效果的。

教育技术的发展趋势简析

教育技术的发展趋势简 析 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

我国教育技术的发展趋势简析 北京师范大学信息科学院黄荣怀曾兰芳余冠仕 摘要:本文分析和探讨了目前我国教育技术理论和实践领域存在的问题,包括软硬件建设不能同步、重效应轻效果、理论研究与实践需求存在较大差距、实践领域的管理体制欠完善、支持教育技术的青金欠充足、照搬国外理论和经验等,并提出了与教育技术发展息息相关、尚待解决的实际问题。文章最后预测T教育技术未来的发展趋势,认为庄谊重视教育技术实践性和支持性研究,更全面审视和研究计算机教育应用,更关注技术环境下的学习心理研究,更重视学习活动的设计与支持以及需要进一步完善教育技术学科建设。关键词:教育技术教师培训学习活动学习支持 教育技术作为教育改革的制高点和突破口.已成为人们住目的焦点。那么,教育枝术如何更有效地促进教育教学改革、促进我国教育信息化进程如何把握教育技术的发展趋势这已是人们共同关注的问题。 一、教育技术目前存在的问题 在过去的几十年里,教育技术极大地促进了我国教育的发展,这值得我们欣喜。但我国的教育技术丁作确实还存在不少问题,有的问题还很严重,如果不重视,不解决,势必会阻碍我国教育技术的发展.对我国的教育改革事业产生不良影响: 1.几个误区 (1)硬件、软件建设不同步。这是一个我国教育技术发展过程十的老问题.往往是重硬件,轻软什。70年代末日。年代初,我国出现过一哄而上搞电视课堂搬家的现象,造成了很大的浪费。90年代以后,以计算机为核心的信息技术兴起,教育信息化成为世人瞩目69焦点。据2000年底不完全统计,全国中、小学各类计算机没备242万台,建立校园网的学校5700所。至此,硬件建设已取得一定成绩.但软件建设还是没有跟上硬件建设的步伐,·软件匮乏”成为开展教育技术工作的瓶颈。因此,我们应该关注硬件和软件的并行建设,探索出一条符合中国国情的软件建设的路子。 (2)重效应轻效果。这反映在多个方面:其一,重技术轻理论。教师热衷于学习技术,而对教育技术理论则持怀疑、否定甚至拒绝的态度。其二,重制作轻应用。人们在制作教育教学软件时,认为“只要运用了教育技术,就一定能够促进教学”,而不注重教学过程的设计、教学的反馈和评价,致使真正优质的教育教学软件稀缺。其三,重评奖轻实用。许多教师运用教育技术手段只是为了获得参加各种比赛、公开课的机会。 (3)理论研究与实践需求存在较大差距。一方面,教育拄术的研究人员普遍存在重理论轻实践的现象,另一方面,教育技术的实际工作者,尤其是一线教学人员,存在重实践轻理论的现象。教育技术是理论和实践的结合,实践是理论的先导,同时理论指导实践,并在实践中检验和修改理论。这是一个反复的过程。教育技术研究人员和一线教师各有优势和不足,如果能够协力合作,交流沟通,优势互补,将会促进教育技术在理论和实践领域的更快发展。近几年,在这方面我国取得了一些进展,像"小学语文四结合教学改革试验研究”就是一个理论与实践、专家与教师密切结合的成功范例。 2.几个问题

中国超燃冲压发动机研究回顾

2008年8月第29卷 第4期 推 进 技 术 J OURNAL OF PRO PUL SI ON TECHNOLOGY Aug 2008 V ol 29 No 4 中国超燃冲压发动机研究回顾 * 刘兴洲 (北京动力机械研究所,北京100074) 摘 要:回顾了中国近年来在超燃冲压发动机领域的研究进展。首先是高超声速进气道的研究进展,包括高超声速进气道中激波与附面层干扰、起动和再起动、隔离段、进气道附面层抽吸、进气道通道内外压缩比、侧压式进气道、Buse m ann 进气道等。其次是超声速燃烧方面的研究及模型超燃冲压发动机研究。最后对研究工作进行了评述。 关键词:超燃冲压发动机;高超声速进气道;超声速燃烧;超燃冲压发动机试验 中图分类号:V 235 21 文献标识码:A 文章编号:1001 4055(2008)04 0385 11 * 收稿日期: 2008 01 09;修订日期:2008 03 06。 作者简介:刘兴洲(1933 ),男,工程院院士,研究领域为冲压发动机设计。 Revie w of scra m jet researc h i n Chi na LI U X i n g zhou (Be iji ng P o w er M ach i nery R esearch Inst .,Be iji ng 100074,China) Abstrac t : The scra m j e t research i n Chi na i n recent years i s rev ie w ed .F irstl y , stud i es for hyperson ic i n lets are re v ie w ed ,i nc l udi ng i ssues re lated to i nteracti on bet w een boundary and sho ck w av e i n hype rson i c i n l et ,unstarting /restarti ng phenom ena ,iso l a t o r ,boundary b l eeding f o r hypersonic inlet ,interna l/ex terna l compression rati o for inlet ,inlets w i th si dewa ll compression ,etc ..Second l y ,supe rson i c co m bustion research i s rev ie w ed .T hen ,i nvestigati on for scra m j e t eng i ne mode l is su mm ar i zed .F i na lly ,so m e co mments on the research wo rks a re g i ven . K ey word s : Scra m jet ;H yperson ic inlet ;Supersonic co m bustion ;Scra m jet test . 1 引 言 在中国的一些研究机构和高等学校进行了超燃冲压发动机的基础研究和模型超燃冲压发动机的研究。本文对中国在高超声速进气道、超声速燃烧和模型超燃冲压发动机研究等方面的工作作一简要回顾。 2 高超声速进气道的研究 2 1 激波/附面层干扰 通过求解二维N S 方程[1,2] ,对高超声速流中的激波/附面层干扰进行了数值研究,给出了入射斜激波在平直壁面引起湍流附面层分离的流动特征、分离点的反射激波、分离包引起的膨胀扇以及再附点的反射激波.计算的壁面压力分布与试验值吻合较好(见图1、图2)。 在三维管内激波/湍流附面层干扰流场的数值模拟中,对两方程湍流模型进行了可压缩性修正,计 F i g .1 M ach nu m ber d istribution in shock / boundary layer in teract i on area 算和试验结果比较表明,这一方法可以较准确地预测三维激波/湍流附面层干扰流动中激波结构和流动分离的基本特征。这些工作加深了对复杂流动现象的理解。 2 2 进气道的起动和再起动 对高超声速侧压式进气道模型不起动特性和再

超燃冲压发动机

超燃冲压发动机科技名词定义 中文名称:超燃冲压发动机英文名称:scramjet engine 定义:燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。应用学科:航空科技(一级学科);推进技术与航空动力装置(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片超燃冲压发动机超声速燃烧冲压式发动机,它简称超燃冲压发动机,可以在攀升过程中从大气里攫取氧气。放弃携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。 目录 概况简介 发展历史 主要特点 航空航天中的运用 主要类型双模态冲压发动机 双燃烧室冲压发动机 超燃组合发动机 超燃冲压发动机关健技术燃料的喷射、掺混、点火 燃烧室的设计 一体化设计 耐高温材料和吸热燃料 火焰保持器 热平衡 燃料的喷射 火焰特性描述 国内外研究现状及发展趋势俄罗斯 美国 法国 其他国家 发展趋势 发动机原理及工作过程超燃冲压发动机原理 展开概况简介 超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。在采用碳氢燃料时,超燃冲压发动机的飞行M数在8以下,当使用液氢燃料时,其飞行M数可达到6~25。超声速或高超声速气流在进气道扩压到位置4的较低超声速,然后燃料从壁面和/或气流中的突出物喷入,在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧,最后,燃烧后的气体经扩张型的喷管排出。美国超然发动机 高超声速飞行器(飞行M数超过声速5倍的有翼和无翼飞行器)是未来军民用航空器的战略发展方向,被称为继螺旋桨、涡轮喷气推进飞行器之后航空史上的第三次革命。超燃冲压发动机是实现高超声速飞行器的首要关键技术,是目前世界各国竞相发展的热点领域之一。目前,国外发展较多的超燃冲压发动机包括亚燃/超燃双模态冲压发动机和亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机。亚燃/超燃双模态冲压发动机是指发动机可以亚燃和超燃冲压两种模式工作的发动机。当发动机飞行M数大于6时,实现超音速燃烧,当马赫数低于6时。

2004 国外超燃冲压发动机技术的发展-胡晓煜

国外超燃冲压发动机技术的发展 2004-10-25 高超声速飞行器(飞行M数超过声速5倍的有翼和无翼飞行器)是未来军民用航空器的战略发展方向,被称为继螺旋桨、涡轮喷气推进飞行器之后航空史上的第三次革命。超燃冲压发动机是实现高超声速飞行器的首要关键技术,是目前世界各国竞相发展的热点领域之一。 国外超燃冲压发动机技术的发展已有50多年的历史。20世纪90年代,超燃冲压发动机技术取得了重大突破,目前已从概念和原理探索阶段进入了以飞行器为应用背景的先期技术开发阶段。预计,到2010年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹将问世。到2025年,以超燃冲压发动机为动力的高超声速轰炸机和空天飞机将有可能投入使用。 本文将首先介绍超燃冲压发动机的基本概念、主要类型和性能特点,然后对各国超燃冲压发动机技术的研究进展和研究计划进行介绍,最后指出发展超燃冲压发动机的关键技术。 超燃冲压发动机的基本概念与主要特点 超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。在采用碳氢燃料时,超燃冲压发动机的飞 行M数在8以下,当使用液氢燃料时,其飞行M数可达到6~25。超声速或高超声速气流在进气道被扩压到较低超声速,然后燃料从壁面和/或气流中的突出物喷入,在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧,最后,燃烧后的气体经扩张型的喷管排出。 超燃冲压发动机具有结构简单、重量轻、成本低、比冲(单位质量流量推进剂产生的推力)高和速度快的优点。与火箭发动机相比,超燃冲压发动机无需携带氧化剂,因此,有效载荷更大,适用于高超声速巡航导弹、高超声速航空器、跨大气层飞行器、可重复使用的空间发射器和单级入轨空天飞机的动力。 超燃冲压发动机的主要类型 经过多年的发展,国外已研究设计过多种超燃冲压发动机的方案。主要包括普通超燃冲压发动机、亚燃/超燃双模态冲压发动机、亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机、吸气式预燃室超燃冲压发动机、引射超燃冲压发动机、整体式火箭液体超燃冲压发动机、固体双模态冲压发动机和超燃组合发动机等。其中,双模态冲压发动机和双燃烧室冲压发动机是研究最多的两种类型。 (1)亚燃/超燃双模态冲压发动机 亚燃/超燃双模态冲压发动机是指发动机可以亚燃和超燃冲压两种模式工作的发动机。当发动机的飞行M数低于6时,在超燃冲压发动机的进气道内产生正激波,实现亚声速燃烧;当M数大于6时,实现超声速燃烧,使超燃冲压发动机的M数下限降到3,扩展了超燃冲压发动机的工作范围。 目前,美国、俄罗斯都研究了这种类型的发动机,俄罗斯多次飞行试验的超燃冲压发动机就是这种类型的发动机。NASA即将进行飞行试验的也是这种类型的发动机。这种超燃冲压发动机可用于高超声速的巡航导弹、无人驾驶飞机和有人驾驶飞机。 (2)亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机 对于采用碳氢燃料的超燃冲压发动机来说,当发动机在M3~4.5范围工作时,会发生燃料不易着火的问题。为解决这一问题,人们提出了亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机概念。这种发动机的进气道分为两部分:一部分引导部分来流进入亚声速燃烧室,另一部分引导其余来流进入超声速燃烧室。突扩的亚声速燃烧室起超燃燃烧室点火源的作用,使低M数下燃料的热量得以有效释放。由于亚燃预燃室以富油方式工作,不存在亚燃冲压在贫油条件下的燃烧室-进气道不稳定性。这种方案技术风险小,发展费用较低,较适合巡航导弹这样的一次性使用的飞行器。目前,掌握该技术的主要是美国霍布金斯大学的应用物理实验室。 (3)超燃组合发动机

我国教育技术的发展趋势

我国教育技术的发展趋势 院系:班级:姓名:学号: 随着社会不断的发展和进步,我国的教育技术也呈现出较好的发展势头,然而,它将如何发展?或者说它的未来发展趋势是怎样的?现在我们就来整体探讨一下。 首先,我们要清楚,何谓教育技术?美国是教育技术产生最早、发展较快的国家。教育技术作为一个专业和领域的出现,最早可以追溯到20世纪20年代美国的“视听教育运动”。从1963年到1994年,美国教育技术界对教育技术进行了多次定义。而我国的学者在多年的研究和实践当中,对教育技术也逐渐形成了自己的看法,并针对新兴技术和传统技术的结合,提出了现代教育技术的概念。综合国内外学者对于教育技术的理解和定义,大致可以分为以下三种: 1)媒体—工具论:这种观点主要存在于教育技术发展的早期,认为教育技术是用于教学的各种媒体和工具。代表媒体—工具论的典型定义如美国教育技术委员会(AECT)1970年定义和Lumsdaine.A.A的1964年定义。 2)手段—方法论:这种观点认为教育技术是教育手段和教育方法的总和,以系统方法为核心更有效地发挥教育手段的作用。比较典型的定义如AECT1972年定义、尹俊华等的1996年定义和南国农的1997年定义。 3)理论—实践论:这种观点是伴随着教育技术的发展,尤其是美国教育技术协会1994年定义的提出而逐渐为人们接受和认可的。理论—实践论认为教育技术由教育技术学理论和教育技术实践两个部分组成。关于这种理论和实践的范围以及它们之间的关系,还存在着不同的理解。 虽然关于教育技术,目前在我国还没有一个统一的定义或描述,但是从各种定义可以分析得出:(1)教育技术支持和优化教学,最终促进学习者的学习;(2)教育技术围绕教学过程和教学资源展开理论研究和实践;(3)教育技术的基本要素包括方法、工具、技能。 如今,教育技术作为教育改革的重点和出口.已成为社会各界关注的焦点。可是,教育枝术如何更有效地促进教育教学改革、加快我国教育信息化进程?如何把握教育技术的发展趋势这已是人们共同关注的问题,我们乐观的看到,在过去的几十年里,教育技术在我国的教育发展中所起到的重要作用和成就,但是,我国的教育技术确实还存在不少问题,有的问题还很严重,如果不重视起来,及时解决,势必会阻碍我国教育技术的发展,对我国的教育改革事业产生不良影响,接下来,我们来分析一下,目前我国的

教育技术学十位国内外著名专家

国内外教育技术专家 1、南国农(西北师范大学) 教授,博导,现任教育技术与传播学院、网络学院名誉院长,国家级学术刊物《电化教育研究》杂志主编,中国教育技术协会顾问,西北五省电教协会理事长,甘肃教育学会会长,甘肃省政协常委等职务。 主要研究方向:电化教育、现代教育技术原理 详细资料: 1943年毕业于前国立中山大学教育专业,1947年赴美国哥伦比亚大学教育研究院攻读比较教育与视听教育专业,获硕士学位。1953年任教国立西北师范大学教育系,1978年以来,致力于我国电化教育的理论研究和教学实践。著作甚丰, 主编我国第一本《电化教育学》《电化教育学》和《电化教育研究》杂志,是当代知名的电化教育专家,在全国电化教育界享有崇高威望。科研方向是:电化教育理论,教育传播学和电化教育试验研究等。南先生曾于1992年享受国务院政府特殊津贴,2008年获得甘肃省教学名师奖,2010年获“中国教育技术事业杰出贡献奖”,2010年获“情系陇原、献身教育”特别荣誉奖,2011年获得全国教育科学研究终身成就奖等。 成就: 1978年以来,电化教育重新起步,南先生、萧先生一起从理论和实践上竖起电化教育这面大旗,使电化教育得到了前所未有的大发展。 1978年,将电化教育赋予了教育的身份进入教育学。 1979年——1982年,在西北师范大学举办了电化教育研讨班,被誉为中国电化教育的“黄埔军校”。 1980年,创办《电化教育研究》杂志,该杂志成为电化教育的理论阵地。 1983年,在华南师范大学创办新中国第一个电化教育本科专业。 1984年——1990年,担任全国电化教育课程教材编审组组长,该组现为中国教育技术协会,先后担任该协会的负责人有南国农、顾明远、何克抗、徐福荫。1990年以后,担任中国教育技术协会顾问等职。 代表作品: 《电化教育基础》 《电化教育学》 《教育传播学》 《信息化教育概论》 《中国电化教育(教育技术)史》 2、何克抗(北京师范大学) 教授,博导,现任北京师范大学现代教育技术研究所所长。我国一位教育技术学博士生导师。北京师范大学教育技术学院教授、现代教育技术研究所所长,现为东北师范大学荣誉教授(终身教授)。长期从事教育技术理论与应用研究(特别是基于Internet的网络教育应用研究)。 主要研究方向:计算机应用、中文信息处理、教育技术基本理论、信息化教育、教学系统设计。 详细资料:

超燃冲压发动机燃烧效率评价方法

超燃冲压发动机燃烧效率评价方法 摘要:超燃冲压发动机是未来快速飞行器的心脏,是目前世界各国正投入巨大精力研究的科研制高点。在评估发动机和燃烧室的各项性能时,燃烧效率是评价的重要性能指标之一。本文针对这一性能指标,将介绍几种评价超燃冲压发动机燃烧效率的方法:氢燃料特征原子团光谱辐射强度测量换算氢燃料燃烧效率的方法,探针取样组份分析方法、一维流动参数评估方法。在这些燃烧效率计算方法中涉及燃烧学的基本知识。在介绍这些评价燃烧效率的方法时,本文还将对这种方法做简单评价,并学习它们解决问题的思路。 关键词:超燃冲压发动机、燃烧效率、一维评价方法 超燃冲压发动机简单地说就是燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。 ,其飞行速度一般都在马赫5以上,以美国X-51高超声速飞行器为例,其飞行速度达到马赫数6。但从速度来讲,高超声速飞行器在国防和军事领域将有很好的发展前景,可以应用于高超声速导弹和空天飞机,这也是为什么如今有实力的世界大国都在争先发展这种 飞 行 器的 主 要原 因 。 图 1高超声速导弹 超燃冲压发动机属于冲压发动机范畴。与一般的冲压发动机不同的是发动机进气前与进气后其气流都维持在5马赫的高超音速以上。而一般的冲压发动机则需要把气流减速增压。但气流速度一旦达到了5马赫的高超音速以上时, 气流减速增压所带来的高压强高温度会超过发动机材料承受极限。所以解决最好的办法就是以高超音速吸气后经过燃烧后马上高超音速喷出。这样发动机内滞留的静压静温就不会威胁发动机正常运作。当然要在这种速度下正常飞行,也是有很大的难度的,目前而言,困难主要集中在两个方面:一是点火困难,在高超音速中添加燃料并点火无异于在龙卷风中点燃一根火柴;二是飞行器热防护问题,在Ma>5时,飞行器将受到空气急剧地加热效应,这种加热是一般材料承受不了的,因此,高温条件下的主动热防护成为研究的关键之一。 对于超燃冲压发动机的研究,前人已经做了很多工作。在对超燃冲压发动机及其燃烧室的研究过程中,对其性能的评价是非常重要的工作。在评估发动机和燃烧室的各项性能时,燃烧效率是评价的重要性能指标之一。在这方面,人们也做了很多研究,取得了丰硕的成果。燃烧效率不能直接测量,需要通过一些测量的参数经过处理换算求出。经过多年研究,燃烧效率的评估方法不断得到完善,目前,各国研究中常

国内外石油钻井装备的发展现状分析

国内外石油钻井装备的发展现状分析 摘要:通过对当前国外石油钻机新技术的介绍和国内石油钻机装备的现状及问题的分析,提出了石油钻井装备的发展趋势,并重点介绍了矢量控制全数字变频超深井钻机ZJ70DB。 关键词:石油钻井钻机钻井技术 当前的经济形势使我国油气工业面临着巨大的压力,加之跨国石油公司进入我国市场所形成的压力,使得我们必须大力推进技术进步。在这种背景下,我国钻井行业要想和国外钻井承包商及其技术服务公司争夺国内钻井市场,并挤入国际钻井市场,除了保持钻井技术持续高速发展之外,还必须有技术先进的钻机。 一、国外石油钻机新技术 为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探开发,国外研究改进、开发创新了多种新型石油钻机,涌现了许多新结构、新技术,美、德、法、意、加和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。 1.挪威AKER MH公司可编程自动钻井系统(CADS),该公司的第一套可编程管子处理系统己在挪威海上钻井平台上使用 操作该系统时,司钻可以预先依次将起下钻操作步骤程序化,不需要分别操作绞车、顶驱、管子处理装置和卡瓦。钻台上除司钻操作室内的司钻外,不需要其它操作者。该系统总称为可配置自动钻井系统(CADS),根据承包商和操作者的要求,该公司可将各种操作程序化。系统除有一套可编程管子处理系统外,还包括一套先进的防碰系统,用来防止操作间的相互干扰。在司钻操作室内,触摸屏代替了按钮和开关,同时配备有手动操作的备用系统,所有操作都是经过优化的,大大减少了起下钻时间,每小时可以起下55柱立根。 2.Varco公司钻机在线监视与诊断系统 Varco公司的E-Drill是第一套可用于远程监视和诊断世界各地钻机上的Varco监测系统,钻机操作人员可以在1h以内和Varco的技术人员取得联系,各种参数可以直接从置于Varco公司监测系统内的智能系统取得,用于最大限度提高顶驱、排管系统和Varco集成控制和信息系统(V-ICIS)的性能。通过该监测系统,操作人员可以访问由解决方案、事件记录、运行检查、通话记录组成的档案数据库,各钻机数据资源可共享。当遇到故障时,可与Varco公司的E-Drill 技术人员和钻机人员联系,分析故障原因并提出解决方案。 3.RIGSERV钻机集成控制系统 RIGSERV钻机集成控制系统是安装在钻台上司钻控制室内完整和最先进的

涡桨发动机控制技术演变及趋势

涡桨发动机控制技术演变及趋势 摘要:涡桨发动机是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的动力。且 由于螺旋桨技术的不断进步,螺旋桨飞机在高亚声速飞行时的推进效率也大大提高,噪声水平已大幅度下降,其乘坐舒适性基本与涡扇发动机相当。发动机在最 高可达700km/h的亚声速飞行速度范围内的经济性远远超过相应推力等级的涡喷 和涡扇发动机,因而是亚声速飞机尤其是运输机的主要动力装置。 关键词:涡桨发动机;控制;发展 1 国际现有螺旋桨产品的梳理分析 1.1 功率等级 为了确定螺旋桨的功率等级,本文将配装发动机功率为1500kW以下的螺旋 桨称为小功率螺旋桨,功率为1500kW以上的螺旋桨称为大功率螺旋桨。美国哈 策尔(HARTZELL)、欧洲MT所产品主要为小功率螺旋桨,主要装机对象为PT6A 系列和TPE331系列发动机。作为世界最重要的大功率螺旋桨供应商之一,英国 道蒂的螺旋桨产品应用于PW150系列发动机,配装发动机的功率等级达到 3700kW以上。俄罗斯Aerosila的产品功率覆盖范围较广,美法合资FigeacRatier 所列出的产品主要为大功率螺旋桨,被应用于C130和P–3C等知名机型。 1.2 桨叶材料 目前,螺旋桨桨叶主要包括实心叶片或复合材料空心叶片两种类型。从美国 哈策尔(HARTZELL)和欧洲MT的产品可以看出,800~1626kW功率的螺旋桨采 用实心叶片。而英国道蒂3000kW级的螺旋桨采用复合材料制成的叶片。 1.3 螺旋桨转速及直径 小功率等级的螺旋桨具有转速高和直径小的特点,800kW~1500kW功率的螺旋桨设计转速范围为1552~2200rpm,直径为2.25~3.6m。大功率等级螺旋桨的 设计转速在1300以下,直径在3.6m以上。 1.4 变距方式 从美国哈策尔(HARTZELL)和欧洲MT的产品可以看出,800~1626kW功率 的螺旋桨采用“弹簧+单油路”的变距方式。而英国道蒂3000kW级的螺旋桨采用双 油路变距方式。 1.5 安装形式 螺旋桨的安装形式主要包括共轴和偏置两种,主要取决于发动机的减速器功 率输出形式,见图1和图2。减速器功率同轴式输出的发动机,具有径向尺寸小 和轴向尺寸长的特点;减速器功率偏置式输出的发动机,结构紧凑,轴向尺寸短,但是迎风面积较大。 图1 共轴式安装图2 偏置式安装 2 结构形式演变 如表1所示,许多20世纪80年代以前研制的涡桨发动机的控制系统采用了 机械液压式结构,如苏联伊伏琴科设计局40年代末期研制的AI-20单转子涡桨发 动机、普惠加拿大公司50年代研制的PT6A单转子涡桨发动机、美国艾利逊公司(1994年被罗罗公司收购)在20世纪40年代末期研制的T56单转子涡桨发动机等;自20世纪80年代中期以来,涡桨发动机基本采用数字电子控制系统实现对 发动机和螺旋桨的控制(详见表1)。 表1世界典型涡桨发动机控制系统结构形式

中外教育技术发展史

中外教育技术发展史 摘要:文章从国外和国内信息技术的发展历史比较,分析其在教育活动中的巨大作用,国外教育技术对我国的启示,现代教育技术中存在的问题,以及未来发展趋势。 关键词教育技术发展趋势 引言 1970年以前,我国教育技术的概念是指教育过程中对各种教育机器的利用。这一阶段有关教育技术的定义是为了“一定的教育目的,提供各种机械,电子装备等硬件设备”而定。进入70年代以后,随着各教育系统的不断开发和实践,人们还逐渐认识到教育机器只不过是教育过程中诸多构成要素中的一个要素。教育技术中不仅包括各种机器的利用,还应该包括媒体的设计,评价,对学生特性的研究等内容。[1] 1、国外教育技术的发展历史 1、1 .古代教育技术的产生 外国世界古代最早的教育技术可以追溯到公元前3000年两河流域的苏美尔人发明的“泥板书”图画文字,“泥板”教材即泥板书。若论发明更早的教具,则是古埃及的“纸草”(paperus)。纸草原是生长在尼罗河沼泽地的一种长茎植物。古埃及人将这种植物的茎层层剥开,然后将薄片连接粘结起来,经过加工制成可用于书写的纸。成为一个正方理论探讨教育技术形,古希腊时期的教育技术得到了一定的发展。据《荷马史诗》记载,其教师咯戎教导阿喀琉斯的时候,向他传授了骑马、掷标枪、打猎、弹奏七弦琴和医术等方法的技能在雅典教育中要学习纺织、缝纫和弹琴。同样都需要借助器具进行学习,同样渗透了教育技术手段。 1、2 .近代教育技术的产生 13、14 世纪英法等国学徒制作使用了一些教学仪器。1658 年捷克教育家夸美纽斯通过图画出版了150 幅插图的《世界图解》,标志着教育技术学的诞生。最早提出教育技术理论的当推卢梭,他主张师生共同亲手制造一些仪器用以验证知识。瑞士的裴斯泰洛齐(1746—1827)在发音教学中发明了拼读课本,并设计了进行拼读练习的拼读板,在算术教学中所采用的分数表、正方形和算术箱等教具都是简单的教育技术手段。德国的福禄贝尔发明的恩物(Froebel’s Gifts)是一套供儿童使用的教学用品,他认为恩物的教育价值在于它是帮助儿童认识自然及其内在规律的重要工具。1836 年他创制了1-5 种恩物,后来演变到8 种。这些教具可帮助学生理解抽象的事物,提高了教学效率。[3] 1、3.现代教育技术的产生 美国是现代教育技术的先驱,视觉教育运动的发生和发展是其主要表现。它是以幻灯和

超燃冲压发动机原理与技术分析

本科毕业论文(设计) 题目:超燃冲压发动机原理与技术分析 学院:机电工程学院 专业:热能与动力工程系2010级热能2班 姓名:王俊 指导教师:刘世俭 2014年 5 月28 日

超燃冲压发动机原理与技术分析 The Principle and Technical Analysis of Scramjet Engine

摘要 通过对超燃冲压发动机的基本原理与特点的介绍,比较了世界主要国家在超燃冲压理论研究与工程实际中的一些成果;结合高超音速空气动力学以及流体力学的一些基本原理,阐述进气道、隔离段、燃烧室、尾喷管的设计并进行性能分析;列举目前投入应用的几种主流构型及其选择依据;分析主要参数对超燃冲压发动机的影响;最后综合阐述超燃冲压发动机的发展趋势以及用途。 关键词:超燃冲压发动机性能分析一体化设计热循环分析

Abstract: Introduction the basic principle and features of scramjet engine, comparison of major powerful countries’ theoretical researches and practical achievements on this project. Expound and analyses the design and property programmes of air inlet、isolator、combustion chamber、tailpipe nozzle with theories of hypersonic aerodynamics and hydrodynamics; Its application in several mainstream configuration and its choice; analysis of the effect of main parameters on the scramjet. Finally, the developing trend of integrated scramjet paper and uses Key words: scramjet engine property analysis integrating design Thermal cycle analys

超燃冲压发动机的第一个40年_占云

推进技术 超燃冲压发动机的第一个40年 摘 要 对近40年超声速燃烧冲压发动机(简称超燃冲压发动机)技术的出现与成熟进行了综合的论述。根据对美国、俄罗斯、德国、日本、澳大利亚及其它国家已完成的或者正在进行的研究工作进行了论述,简单地叙述了超燃冲压发动机燃烧室研制的问题。鉴别了两种新出现的超燃冲压发动机的应用,即通向空间入口用碳氢燃料高速发动机和高超声速空射导弹用碳氢燃料发动机。 主题词 超燃冲压发动机 高超声速 导弹 前言 大约40年以前,各种高速导弹用的碳氢燃料常规冲压发动机(CRJ)处于持续发展中。美国洛克希德的X-7可重复使用的试飞器论证了Ma=3~4范围内的冲压发动机性能。国际上对冲压发动机进行了很好的研究,同时一直对高超声速的常规冲压发动机很感兴趣。 20世纪50年代后期,发表了很多论文,对常规冲压发动机的发展历史进行了评估,并提出了提高飞行速度的各种设计方法。可是,关于将常规冲压发动机性能扩大到Ma=5.0以上的速度的可行性存在很大的分歧。 同时,对超燃冲压发动机的可行性引起了注意。早在1946年,Roy就提出了借助于驻波直接将热量加入超声速流中的可能性。1959年, Nicholls等人又论证了超声速氢气流中稳定的爆燃波,随后Gross和Chinitz也报导了类似的研究,此外,在这段时间,关于向围绕机体的外气流中加热以产生升力与推力,还有各种各样的研究。1958年9月在马德里举行了第一届国际航空科学会议。在这次会议上,Ferri简略地概述了Brookly n Poly-technic研究院的一些工作进展,并证明在Ma= 3.0的超声速气流中实现了稳定燃烧,没有强激波。他报导了这个重要新闻之后,就作为美国超燃冲压发动机技术研究的主要领导者出现。 早在1958年,加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学开始了超燃冲压发动机研究工作。Sw ithenbank报导了一些早期有关超燃冲压发动机的进气道、燃料喷射与燃烧及排气喷管方面的工作,重点是Ma=10~25高速范围内的工作。 Weber和M ackay于1958年发表了超燃冲压发动机的基本分析,此分析研究Ma=4~7范围内超燃冲压发动机和常规冲压发动机(采用氢燃料)的有关性能,并指出在Ma=7.0以上的速度下超燃冲压发动机的潜在优越性。分析中明确预测了超燃冲压发动机研究中所面临的某些主要技术障碍,包括没有严重激波损失的燃料喷射与混合、燃烧气体动力学现象、壁面冷却与摩擦损失,以及喷管性能等。此外还讨论了对扩散燃烧室形状的要求以避免由于热阻塞而引起等面积管道中加热的局限性,同时提出了一种积分方法来计算这种扩散管道的壁面压力。很显然,超燃冲压发动机研究中必须提出的同类问题大约在40年前已经提出了。 1957年约翰霍普金斯大学的应用物理实验室的Avery和Dueger开始了超燃冲压发动机及其潜力的分析研究与试验研究。紧接着,于1960年Dugger发表了煤油燃料常规冲压发动机和超燃冲压发动机的有关性能的研究,此项工作的结论与Weber和M ackay的类似,即:在Ma=6~8的速度范围内,超燃冲压发动机性能在某些方面超过常规冲压发动机的性能,而且在较高的速度下将占优势。文章着重说明常规冲压发动机喷管的不平衡流对发动机性能有不好的影响。令人感兴趣的是,文章中也提出了爆燃波超声速燃烧室可能得到的性能优于超燃冲压发动机的可能性。虽然,他们确实对常规发动机和超燃冲压发动机的相关性能很感兴趣,但是由于缺少验证的超燃冲压发动机部件性能,又缺少有关高超声速常规冲压发动机的试验数

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