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吸气式激光推进推力产生机理的数值模拟 被引量：25
1
作者 李倩 洪延姬 曹正蕊 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期550-555,共6页
采用二阶精度的Roe格式,分别采用完全气体模型和高温平衡气体模型,对激光引致的激波在流场中的传播以及轴对称激光推力器的推力产生过程进行了数值模拟,揭示了大气吸气模式激光推进的推力产生机理。结果表明,采用高温平衡气体模型可以... 采用二阶精度的Roe格式,分别采用完全气体模型和高温平衡气体模型,对激光引致的激波在流场中的传播以及轴对称激光推力器的推力产生过程进行了数值模拟,揭示了大气吸气模式激光推进的推力产生机理。结果表明,采用高温平衡气体模型可以更精确地模拟等离子体流场的演化过程,计算所得的冲量耦合系数与已有实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 爆炸力学 流场演化 数值模拟 激光推进 大气吸气模式
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激光推进技术 被引量：22
2
作者 张楠 徐智君 +5 位作者 朱晓农 许宽宏 杨建军 吴泽华 梁艳梅 王明伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1025-1037,共13页
对近40年来国内外激光推进技术研究的发展进程和现状进行了综述;论述了激光推进研究的3个基本组成部分和研究的重点问题,分析了未来激光推进研究的发展方向;并对激光推进的分类、与传统化学推进方式相比的优势、激光推进的主要性能参数... 对近40年来国内外激光推进技术研究的发展进程和现状进行了综述;论述了激光推进研究的3个基本组成部分和研究的重点问题,分析了未来激光推进研究的发展方向;并对激光推进的分类、与传统化学推进方式相比的优势、激光推进的主要性能参数以及激光推进研究中常用的实验方法进行了较为详细的介绍;最后对笔者研究组近年来在超短脉冲激光烧蚀推进方面所做的研究工作进行了简要总结,主要包括利用自行搭建的扭秤测量不同脉冲能量、脉冲宽度、激光流量的超短激光脉冲烧蚀多种固体靶材产生的动量以及在水平和竖直方向推进微型小球的实验等。 展开更多
关键词 激光推进 大气呼吸模式推进 烧蚀模式推进 激光推进器设计 冲量耦合系数 比冲
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大气吸气模式激光推进的实验研究 被引量：17
3
作者 唐志平 龚平 +3 位作者 胡晓军 蔡健 谭荣清 吕岩 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期13-17,共5页
激光推进是一种新概念推进技术,在未来航天事业中将有重要的应用前景。利用高重复频率高功率TEA CO2脉冲激光器进行了抛物形飞行器的水平和垂直激光推进实验,实现了大气模式的激光垂直推进,飞行高度超过了1m。实验测定了多种工作状况下... 激光推进是一种新概念推进技术,在未来航天事业中将有重要的应用前景。利用高重复频率高功率TEA CO2脉冲激光器进行了抛物形飞行器的水平和垂直激光推进实验,实现了大气模式的激光垂直推进,飞行高度超过了1m。实验测定了多种工作状况下光脉冲能量转变为飞行器动量的推进效能,测得的光能-冲量耦合系数Cm达到27 7dyne·s/J,与国外文献报道相当。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 激光推进 TEA—CO2激光器 大气吸气模式 冲量耦合系数
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激光脉冲重复频率对冲量耦合系数的影响 被引量：16
4
作者 郑义军 谭荣清 +5 位作者 王东蕾 郑光 柯常军 张阔海 万重怡 吴谨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期979-982,共4页
设计了触发间隔从100ms到5ms可调的双脉冲触发器驱动TEACO2激光器高压开关,用以模拟激光器不同的输出脉冲重复频率。用该装置精确控制的不同激光脉冲重复频率下,对抛物面型光船模型进行了大气模式激光推进中冲量耦合系数的实验研究。发... 设计了触发间隔从100ms到5ms可调的双脉冲触发器驱动TEACO2激光器高压开关,用以模拟激光器不同的输出脉冲重复频率。用该装置精确控制的不同激光脉冲重复频率下,对抛物面型光船模型进行了大气模式激光推进中冲量耦合系数的实验研究。发现冲量耦合系数随着重复频率的增加而下降,而单位时间内光船获得的冲量耦合系数的增量则随着重复频率的增加而增大。初步分析认为,这是由于飞行器内的空气未得到充分的补充造成的。 展开更多
关键词 激光推进 脉冲重复频率 大气模式 冲量耦合系数
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激光诱导冲击波应用技术研究现状 被引量：19
5
作者 乔红超 赵吉宾 陆莹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-6,48,共7页
激光等离子体冲击波应用技术以其节能、高效、可控性强等优点,受到了众多研究者的广泛关注。综述了激光等离子体冲击波作用效应,分析了靶表面等离子体和激光维持的爆轰波对靶冲量传递的影响,重点介绍了利用激光等离子体冲击波效应的两... 激光等离子体冲击波应用技术以其节能、高效、可控性强等优点,受到了众多研究者的广泛关注。综述了激光等离子体冲击波作用效应,分析了靶表面等离子体和激光维持的爆轰波对靶冲量传递的影响,重点介绍了利用激光等离子体冲击波效应的两项技术——激光冲击强化技术和激光推进技术。通过对比国内外技术的优势,系统考察了激光冲击强化技术和激光推进技术的原理和应用研究现状,并分析了未来应用研究的趋势。移动式短脉冲大能量激光器的研制将是未来的一个重要研究方向,需从理论和试验两个方面研究激光参数、环境参数和靶材参量对激光与靶相互作用产生的激光等离子体冲击波效应和声波效应的影响,探索激光等离子体声波和激光等离子体冲击波力学效应的关系。大能量激光器的体积大,环境要求高,稳定性差,要想真正把激光等离子体冲击波效应应用于实际,就需要开发稳定性好的短脉冲、大能量移动式激光器,提高激光等离子体冲击波效应应用系统的机动性、方便性和可靠性。 展开更多
关键词 激光冲击强化 激光推进 等离子体 冲击波 激光器
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激光推进自由飞行实验 被引量：12
6
作者 郑义军 谭荣清 +6 位作者 张阔海 郑光 柯常军 万重怡 刘世明 吴谨 王东蕾 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期171-174,共4页
为了解决激光推进自由飞行演示中飞行器垂直飞行的稳定性问题,设计了旋转发射平台装置。在飞行器起飞前,给其施加一定的转速。当转速达到700 r/m时,质量为4.2 g,焦距为10 mm的抛物面型飞行器在单脉冲输出能量为13 J,重复频率50 Hz的TEA ... 为了解决激光推进自由飞行演示中飞行器垂直飞行的稳定性问题,设计了旋转发射平台装置。在飞行器起飞前,给其施加一定的转速。当转速达到700 r/m时,质量为4.2 g,焦距为10 mm的抛物面型飞行器在单脉冲输出能量为13 J,重复频率50 Hz的TEA CO2激光器的推进下,成功实现了重复频率脉冲激光推进竖直自由飞行演示。飞行高度达到2.6 m,飞行持续时间为1.75 s。结果表明,在激光输出能量一定的情况下,通过提高飞行器的转速,可以提高激光推进自由飞行演示中飞行器的稳定性,从而适当地提高飞行高度。 展开更多
关键词 激光技术 激光推进 自由飞行 TEA CO2激光
原文传递
激光烧蚀机理研究进展 被引量：14
7
作者 孙岳 黄海明 高锁文 《失效分析与预防》 2008年第2期58-63,共6页
激光技术在当今世界正扮演着越来越重要的角色。本文回顾了在众多研究领域对激光烧蚀现象的研究成果,概述了激光武器的原理和特点,并对研究激光烧蚀机理的各种实验方法、理论模型及数值模拟进行了评论与总结。简述了目前在激光烧蚀机理... 激光技术在当今世界正扮演着越来越重要的角色。本文回顾了在众多研究领域对激光烧蚀现象的研究成果,概述了激光武器的原理和特点,并对研究激光烧蚀机理的各种实验方法、理论模型及数值模拟进行了评论与总结。简述了目前在激光烧蚀机理研究中存在的问题及其发展前景。指出目前实验限于结果的规律性总结,要加强对烧蚀机理及其本质的深入探讨;针对不同烧蚀问题所建立的理论模型各不相同,需要提高理论模型的通用性;数值模拟所基于的理论陈旧,对有限元模拟时的边界条件处理不理想。此外,激光烧蚀也是激光推进中的障碍,利用学科交叉有望得到解决。 展开更多
关键词 激光烧蚀 激光武器 激光推进 烧蚀机理
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水滴烧蚀激光推进性能测试 被引量：14
8
作者 李修乾 洪延姬 +2 位作者 王军 陈景鹏 何国强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期353-356,共4页
以脉冲式TEA CO2激光器为光源将雾化水滴用作推进剂进行了激光推进实验研究。由力传感器测量得出的推力随时间的变化关系曲线得出了冲量耦合系数的大小。实验发现水工质激光推进冲量耦合系数的大小与雾化水滴的尺寸、速度等性能参数及... 以脉冲式TEA CO2激光器为光源将雾化水滴用作推进剂进行了激光推进实验研究。由力传感器测量得出的推力随时间的变化关系曲线得出了冲量耦合系数的大小。实验发现水工质激光推进冲量耦合系数的大小与雾化水滴的尺寸、速度等性能参数及其分布密切相关,水滴尺寸和速度越小,速度分布范围越集中,冲量耦合系数越大。 展开更多
关键词 激光推进 水滴 冲量耦合系数 雾化
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烧蚀模式激光推进的机理和应用探索 被引量：12
9
作者 唐志平 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1300-1305,共6页
激光推进是一种全新的驱动概念,在未来航天领域具有重要的应用前景.介绍了我们采用凝聚态工质的"火箭烧蚀模式"激光推进方面的最新研究进展,包括烧蚀模式激光推进的机理、激光水推进、激光微推力器模型以及分离式全方位接收... 激光推进是一种全新的驱动概念,在未来航天领域具有重要的应用前景.介绍了我们采用凝聚态工质的"火箭烧蚀模式"激光推进方面的最新研究进展,包括烧蚀模式激光推进的机理、激光水推进、激光微推力器模型以及分离式全方位接收激光推力器概念,目的在于探索烧蚀模式激光推进的机理、规律和可能应用. 展开更多
关键词 激光推进 烧蚀模式 激光水推进 激光微推进 激光推力器
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吸气式激光推进环聚焦光船设计方法 被引量：8
10
作者 洪延姬 崔村燕 +1 位作者 王鹏 李俊美 《装备指挥技术学院学报》 2003年第2期102-104,共3页
激光推进是一种先进的推进技术,光船是进行激光推进研究的模拟飞行器;提出了吸气式激光推进环聚焦光船设计方法和原理,数控机床加工中光船内表面和外表面尺寸计算方法,以及体积、质量和质心位置计算方法.对空气吸气式模式的激光环聚焦... 激光推进是一种先进的推进技术,光船是进行激光推进研究的模拟飞行器;提出了吸气式激光推进环聚焦光船设计方法和原理,数控机床加工中光船内表面和外表面尺寸计算方法,以及体积、质量和质心位置计算方法.对空气吸气式模式的激光环聚焦推进光船设计和试验研究有重要参考意义. 展开更多
关键词 激光推进 光船 吸气式 质心位置 体积 质量 设计方法
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基于复摆模型的高速摄影冲量耦合系数测量方法 被引量：14
11
作者 文明 洪延姬 +1 位作者 王军 杨健 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1061-1065,共5页
提出了一种基于复摆模型的高速摄影冲量耦合系数测量方法，冲量缓慢加载时由编码器标定复摆的系统参数，脉冲激光瞬态作用冲击加载时由高速相机测量最大摆角，有效地解决了编码器由于振动干扰无法进行角度判别的问题。实验测量结果表明... 提出了一种基于复摆模型的高速摄影冲量耦合系数测量方法，冲量缓慢加载时由编码器标定复摆的系统参数，脉冲激光瞬态作用冲击加载时由高速相机测量最大摆角，有效地解决了编码器由于振动干扰无法进行角度判别的问题。实验测量结果表明：系统参数标定相对误差低于2．8％，冲击加载时冲量耦合系数测量结果具有很好的重复性，在（32．3～32．9）×10^-5N·s·J^-1范围内，与国外报道的同类构型激光推力器数据吻合。 展开更多
关键词 激光推进 冲量耦合系数 复摆 高速摄影 缓慢加载 冲击加载
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单脉冲能量对光船推进性能的影响 被引量：11
12
作者 曹正蕊 洪延姬 +2 位作者 李倩 王鹏 姚宏林 《热科学与技术》 CAS CSCD 2005年第2期183-188,共6页
根据实验装置的形状,建立了点聚焦光船喷管内部等离子体流场演化的物理和数学模型;通过数值计算,获得了内流场的压强分布、推力随时间的变化规律以及光船获得的总冲量和冲量耦合系数。计算结果表明:点火区域和总冲量随着激光脉冲能量的... 根据实验装置的形状,建立了点聚焦光船喷管内部等离子体流场演化的物理和数学模型;通过数值计算,获得了内流场的压强分布、推力随时间的变化规律以及光船获得的总冲量和冲量耦合系数。计算结果表明:点火区域和总冲量随着激光脉冲能量的增大而增大,而冲量耦合系数却有所减小。 展开更多
关键词 推进性能 光船 冲量耦合系数 激光脉冲能量 等离子体流场 计算结果 实验装置 数学模型 数值计算 压强分布 变化规律 内流场 增大 时间
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激光推进原理与发展状况 被引量：7
13
作者 王骐 李琦 尚铁梁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期3-7,共5页
文章简要介绍了激光推进原理、测试实验设计和国内外发展状况并且给出了今后发展趋势。
关键词 激光推进 CO2激光器 推进剂 二氧化碳 航天 火箭发动机
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激光水推进的机理研究及参数优化 被引量：9
14
作者 王彬 唐志平 +1 位作者 蔡建 胡晓军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期586-589,共4页
为了研究双层结构靶的激光水推进过程中各阶段能量转移和转化的物理机制,将一个激光脉冲推进过程划分为四个阶段,并针对双层结构靶的特点,提出了"爆炸-连续爆炸推进模型",利用该模型定性解释了实验结果。实验显示,激光水推进... 为了研究双层结构靶的激光水推进过程中各阶段能量转移和转化的物理机制,将一个激光脉冲推进过程划分为四个阶段,并针对双层结构靶的特点,提出了"爆炸-连续爆炸推进模型",利用该模型定性解释了实验结果。实验显示,激光水推进得到的冲量耦合系数比其它推进模式高一到两个数量级。定义了金属粒子与水分子单次碰撞的能量传递率κ为表征推进效率的一个参量,计算不同的金属基底材料对应的κ值:A l为96%,Fe为73.6%,Cu为68.8%,该结果与实验得到的Cm值变化趋势一致。通过对模型的分析,得出选择原子量与水分子量接近的金属,可以得到更好的推进效果;并存在一个与基底材料和激光参数对应的水层最优厚度。 展开更多
关键词 激光推进 激光水推进^+ 双层结构靶 基板 材料
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来流对吸气式激光推力器冲量耦合系数的影响 被引量：10
15
作者 李倩 文明 +1 位作者 曹正蕊 崔村燕 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期485-488,共4页
针对大气吸气模式激光推进的原理,采用二阶精度的Roe格式,在气体模型为完全气体时,分别对无来流以及来流马赫数为2.5和5的条件下,环聚焦激光推力器内外流场的演化过程进行了数值模拟。结果表明,无来流、来流马赫数为2.5和5时的冲量耦合... 针对大气吸气模式激光推进的原理,采用二阶精度的Roe格式,在气体模型为完全气体时,分别对无来流以及来流马赫数为2.5和5的条件下,环聚焦激光推力器内外流场的演化过程进行了数值模拟。结果表明,无来流、来流马赫数为2.5和5时的冲量耦合系数分别为2.42×10-4N.s/J,1.00×10-4N.s/J和1.13×10-4N.s/J,无来流时激光推力器的冲量耦合系数高于同工况下有来流的情况,但来流马赫数为5时由于激波不会传播到推力器前体而产生负推力,因此冲量耦合系数较马赫数为2.5时高。研究结果可为激光推力器的构形设计以及实验模拟高空环境下推力器的飞行情况提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 激光推进 耦合系数 数值仿真
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吸气式激光推进单脉冲性能实验研究 被引量：10
16
作者 文明 洪延姬 +2 位作者 崔村燕 杨健 李倩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期522-525,565,共5页
利用实验室建立的多种测量系统,组合不同的聚焦及约束条件,广泛进行了吸气式激光推进单脉冲性能实验研究。给出了气压、单脉冲能量和实验件构形对冲量耦合系数影响规律,发现随实验条件变化存在不同的冲量耦合系数稳定区间;测量了单脉冲... 利用实验室建立的多种测量系统,组合不同的聚焦及约束条件,广泛进行了吸气式激光推进单脉冲性能实验研究。给出了气压、单脉冲能量和实验件构形对冲量耦合系数影响规律,发现随实验条件变化存在不同的冲量耦合系数稳定区间;测量了单脉冲激光推力加载过程,其持续时间约为170μs,峰值约为200 N;获得了不同约束和不同能量下的流场波系结构,认为激波速度大、有效作用时间长有利于获得高的冲量;进一步综合分析了目前吸气式激光推进的研究局限和发展方向,为重复多脉冲性能研究奠定了很好的实验方法和数据基础。 展开更多
关键词 激光推进 吸气模式 单脉冲 冲量耦合系数 推力 流场参数
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液体工质激光推进冲量耦合系数实验测试 被引量：11
17
作者 李修乾 洪延姬 +2 位作者 崔村燕 文明 何国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期526-529,共4页
在成功研制液体工质注入系统的基础上,以脉冲式CO2激光器为光源,将雾化水滴用作工质,进行了激光推进性能实验测试研究。实验发现水工质激光推进冲量耦合系数较大气吸气模式获得了较为明显的提高,达到了50×10-5N.s.J-1左右。与国内... 在成功研制液体工质注入系统的基础上,以脉冲式CO2激光器为光源,将雾化水滴用作工质,进行了激光推进性能实验测试研究。实验发现水工质激光推进冲量耦合系数较大气吸气模式获得了较为明显的提高,达到了50×10-5N.s.J-1左右。与国内外相关实验结果进行了对比分析,讨论了提高液体工质激光推进性能参数的方法。 展开更多
关键词 激光推进 工质注入系统^+ 雾化 耦合系数
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激光推进研究进展 被引量：10
18
作者 洪延姬 李修乾 窦志国 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2003-2014,共12页
激光推进以其比冲高、成本低等优点受到了众多研究者的广泛关注。简单介绍了国外的激光推进研究计划及其发展历程。总结了激光推进的最新研究进展,分析了激光器、高能激光传输和控制系统、喷管抗热力冲击防护等相关研究工作的技术成熟程... 激光推进以其比冲高、成本低等优点受到了众多研究者的广泛关注。简单介绍了国外的激光推进研究计划及其发展历程。总结了激光推进的最新研究进展,分析了激光器、高能激光传输和控制系统、喷管抗热力冲击防护等相关研究工作的技术成熟程度,讨论了激光推进研究工作的发展趋势,描述了激光推进广阔的应用前景,指出了深化激光推进机理研究等亟待解决的关键问题。 展开更多
关键词 激光推进 推进性能 能量转化机理 热力冲击防护 近地轨道发射
原文传递
空气呼吸模式激光推进实验研究 被引量：7
19
作者 翟冰洁 左都罗 +1 位作者 卢宏 程祖海 《光学与光电技术》 2005年第1期14-17,共4页
介绍了利用实验室自行研制的紫外预电离 TEA CO2激光器进行的金属线导引抛物面光船垂直推进实验,脉冲能量 60 J 时,冲量耦合系数可达到 390 N/MW。这一结果远高于 Myrabo 和 Schall 等人用电子束维持放电激光器获得的空气呼吸模式冲量... 介绍了利用实验室自行研制的紫外预电离 TEA CO2激光器进行的金属线导引抛物面光船垂直推进实验,脉冲能量 60 J 时,冲量耦合系数可达到 390 N/MW。这一结果远高于 Myrabo 和 Schall 等人用电子束维持放电激光器获得的空气呼吸模式冲量耦合系数。还介绍了利用光电二极管探测 He-Ne 激光束,He-Ne 激光束强度变化反映了空气呼吸模式激光推进时空气密度变化,进而观察了激光束照射光船后空气扰动的情况。 展开更多
关键词 紫外预电离TEA CO2激光器 空气呼吸模式 激光推进 抛物面光船
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悬摆法测量气体推进剂激光推进冲量耦合系数 被引量：10
20
作者 李修乾 洪延姬 +1 位作者 何国强 王军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期197-200,共4页
给出了悬摆法测量激光推进冲量耦合系数的原理，分别以空气、氩气、氮气和氮气为推进剂，用悬摆法测量了抛物形推力器在能量不同的单脉冲TEACO2激光辐照下的冲量耦合系数。实验结果表明：氩气的冲量耦合系数最高，氦气的冲量耦合系数最... 给出了悬摆法测量激光推进冲量耦合系数的原理，分别以空气、氩气、氮气和氮气为推进剂，用悬摆法测量了抛物形推力器在能量不同的单脉冲TEACO2激光辐照下的冲量耦合系数。实验结果表明：氩气的冲量耦合系数最高，氦气的冲量耦合系数最低；在实验测试的激光能量范围内，4种推进剂气体的激光推进冲量耦合系数基本上都随着激光能量的增加而线性增大，冲量耦合系数的相对误差为5．4％～6．4％。实验结果与国外相关实验结论一致。 展开更多
关键词 激光推进 冲量耦合系数 相对误差 悬摆
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