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固液捆绑火箭上升过程喷流干扰特性及底部热环境研究
被引量:
4
1
作者
严立
孙培杰
+4 位作者
赵一霖
包轶颖
秦川
江泽敏
刘宽
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期41-50,共10页
固体喷流和液体喷流的来流与喷流之间相互干扰,在喷流交汇碰撞区域使流场温度、压力特性发生变化,对箭体底部的加热效应增强。特别是含有固体颗粒的固体助推器喷流与液体芯级喷流混合,对传热特性产生明显影响。本文用连续相模型模拟气...
固体喷流和液体喷流的来流与喷流之间相互干扰,在喷流交汇碰撞区域使流场温度、压力特性发生变化,对箭体底部的加热效应增强。特别是含有固体颗粒的固体助推器喷流与液体芯级喷流混合,对传热特性产生明显影响。本文用连续相模型模拟气相、离散相模型(DPM)模拟固体粒子相、DO模型模拟含有固体粒子的介质辐射,对固液捆绑火箭在上升飞行过程中的气固两相喷流的演变过程进行仿真研究。仿真结果表明:在不同的发动机组合之间出现高温区域,并随着喷流扩张和飞行高度增加,高温区向箭体底部移动,喷流中小粒径固体颗粒分布在喷流与空气的边界混合层区域,大粒径固体颗粒分布在喷流交互中心区域,底部最大对流热流密度与辐射热流密度为90 kW/m^(2)和400 kW/m^(2)。将仿真实验结果与飞行试验数据进行了对比分析,发现两者吻合较好,验证了仿真结果的准确性。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
喷流干扰
底部热环境
气
固
两相流
多喷管
火箭
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职称材料
固液捆绑火箭热振防护涂层及其防热性能评价
被引量:
4
2
作者
胡励
王立扬
+6 位作者
宋佳
郝俊杰
王和平
李程刚
郭芳威
张醒
王春林
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期15-20,共6页
固液捆绑火箭的高温喷焰、固体粒子冲蚀和随机振动相互耦合,对火箭尾部结构造成恶劣的“热振”环境。本文自主研发一种短切碳纤维增强甲基硅橡胶复合烧蚀涂层用于抵抗热振环境。首先,通过廉价的甲基硅橡胶取代昂贵的苯基硅橡胶作为成膜...
固液捆绑火箭的高温喷焰、固体粒子冲蚀和随机振动相互耦合,对火箭尾部结构造成恶劣的“热振”环境。本文自主研发一种短切碳纤维增强甲基硅橡胶复合烧蚀涂层用于抵抗热振环境。首先,通过廉价的甲基硅橡胶取代昂贵的苯基硅橡胶作为成膜剂从而较大程度降低成本;其次,采用60%孔隙率和80 MPa抗压强度的氧化锆陶瓷微球补强隔热层,引入高比表面积的螺旋状陶瓷纤维强化增韧烧蚀层,利用近红外波段发射率为0.85的MoSi2弥合辐射层的裂纹。经地面热振试验对比分析显示,提出的热振涂层试片背温较主流烧蚀涂层降低约45℃,质量烧蚀率降低约38.5%,经过长征六号甲运载火箭的首飞试验验证,该热振涂层具有良好的热振防护性能。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
热防护材料
烧蚀涂层
地面热试验
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职称材料
固液捆绑火箭尾舱设备随机振动环境优化预示分析
3
作者
龙新军
欧阳涵
+2 位作者
方贤亮
潘望白
胡迪科
《航天器环境工程》
CSCD
北大核心
2023年第6期605-610,共6页
运载火箭发动机喷流噪声是引起火箭舱段随机振动环境的主要因素;对于固液捆绑火箭而言,多个固体助推发动机与芯级液体发动机喷流噪声的组合捆绑效应将使舱段高频随机振动环境更为恶劣,尤其是对于靠近发动机喷口的固体助推发动机尾舱。...
运载火箭发动机喷流噪声是引起火箭舱段随机振动环境的主要因素;对于固液捆绑火箭而言,多个固体助推发动机与芯级液体发动机喷流噪声的组合捆绑效应将使舱段高频随机振动环境更为恶劣,尤其是对于靠近发动机喷口的固体助推发动机尾舱。文章重点针对某固液捆绑火箭试样阶段的固体发动机尾舱设备与支架安装面在噪声激励作用下的高频随机振动环境,采用有限元分析(FEA)方法进行随机振动环境优化分析。结果表明,增加单机设备支架厚度能明显改善单机设备安装面的高频随机振动响应。据此重新设计单机设备支架并进行试车实测,结果与仿真预示结果间的最大偏差未超出工程上一般要求的±3 dB偏差范围,验证了该环境优化及预示分析方法的合理可行,可为后续运载舱段在噪声激励下的高频随机振动环境优化预示提供参考。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
噪声激励
随机振动
有限元分析
振动环境优化
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职称材料
固液捆绑火箭发动机健康诊断技术
被引量:
3
4
作者
杨欣茹
王猛
+3 位作者
高莉
辛高波
孙平
党锋刚
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期8-14,共7页
为使固液捆绑运载火箭发射更具有可靠性和安全性,本文首次提出了一种基于三冗余架构的芯级液体发动机健康诊断系统。在芯级液体发动机点火后,由箭上健康诊断系统根据红线算法对发动机状态进行诊断,确认液体发动机状态正常后再进行固体...
为使固液捆绑运载火箭发射更具有可靠性和安全性,本文首次提出了一种基于三冗余架构的芯级液体发动机健康诊断系统。在芯级液体发动机点火后,由箭上健康诊断系统根据红线算法对发动机状态进行诊断,确认液体发动机状态正常后再进行固体发动机点火。通过地面发动机试车及飞行试验考核,结果表明:该发动机健康诊断系统设计正确,能够及时有效地检测液体发动机工作状态,且未发生误警报或漏警报。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
液
体发动机
健康诊断
三冗余
红线算法
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职称材料
固液捆绑火箭脉动压力风洞试验与飞行试验对比研究
被引量:
2
5
作者
王吉飞
程川
+3 位作者
王亚博
宣传伟
龚凤英
毛玉明
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期21-26,共6页
固液捆绑火箭通常气动外形复杂,跨声速飞行动压大,因此脉动压力抖振载荷严酷。针对某型固液捆绑火箭,为了获取较为准确的跨声速脉动压力特性,在研制阶段开展了脉动压力风洞试验,火箭飞行时也进行了脉动压力测量,以评估飞行状态抖振载荷...
固液捆绑火箭通常气动外形复杂,跨声速飞行动压大,因此脉动压力抖振载荷严酷。针对某型固液捆绑火箭,为了获取较为准确的跨声速脉动压力特性,在研制阶段开展了脉动压力风洞试验,火箭飞行时也进行了脉动压力测量,以评估飞行状态抖振载荷。采用脉动压力风洞试验和飞行试验进行对比,结果显示,飞行试验各测点脉动压力系数随马赫数变化趋势与风洞试验值一致,峰值大小基本相同,合成功率谱密度函数遥测峰值与设计值相当。研究结果首次验证了固液捆绑火箭跨声速脉动压力设计方法的有效性。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
脉动压力
跨声速
风洞试验
飞行试验
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职称材料
固液捆绑火箭星箭耦合分析技术研究
被引量:
1
6
作者
刘佳俊
毛玉明
+2 位作者
博伟
李鑫
狄文斌
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期66-70,共5页
新一代中型固液捆绑火箭频率低、模态密、全箭动力学特性复杂,助推与芯级之间的力的传递特性在纵横扭方向存在耦合,传统纵横向分离的星箭耦合分析方法无法准确预示星箭界面力学环境。本文针对固液捆绑火箭的特点,建立了星箭耦合系统纵...
新一代中型固液捆绑火箭频率低、模态密、全箭动力学特性复杂,助推与芯级之间的力的传递特性在纵横扭方向存在耦合,传统纵横向分离的星箭耦合分析方法无法准确预示星箭界面力学环境。本文针对固液捆绑火箭的特点,建立了星箭耦合系统纵横扭一体化有限元模型;根据火箭飞行特定设计工况建立具有时变飞行特征的外力函数,对火箭特征工况进行了瞬态响应分析;通过子结构内力恢复对固液捆绑火箭的星箭界面力学环境进行了准确预示,具有较高的工程应用价值。
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关键词
固
液
捆绑
火箭
星箭耦合分析
纵横扭一体化
时变外力函数
子结构内力恢复
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职称材料
固液捆绑运载火箭测试发射特点及展望
7
作者
张鑫
李利群
+2 位作者
徐浩东
李侯贞强
王文笛
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024年第2期14-19,27,共7页
长征六号甲是我国首型采用固液捆绑构型的中型低温动力运载火箭,文章简单介绍了该型火箭测试发射任务执行基本情况,总结分析了火箭在发射场执行测试发射任务的技术特点、流程特点、任务保障特点及应对措施。提出基于固液捆绑火箭的快速...
长征六号甲是我国首型采用固液捆绑构型的中型低温动力运载火箭,文章简单介绍了该型火箭测试发射任务执行基本情况,总结分析了火箭在发射场执行测试发射任务的技术特点、流程特点、任务保障特点及应对措施。提出基于固液捆绑火箭的快速测试发射技术发展方向,分析了火箭新技术应用、测试发射流程优化、发射场能力建设等方面的发展需求,为型号研制工作及发射场测试发射能力提升提供有益参考。
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关键词
固
液
捆绑
运载
火箭
测试发射技术
测试发射流程
测试发射保障
快速测试发射
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职称材料
固液捆绑运载火箭主捆绑机构设计
8
作者
李新宽
李程刚
+4 位作者
张醒
徐林
史立涛
李昊
宋攀
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期34-40,共7页
结合新一代固液捆绑运载火箭的特点和需求,提出了一种新型固体助推器主传力点捆绑机构的轻量化设计方案。方案采用了静力学分析软件对该主捆绑机构开展结构布局优化、拓扑结构优化以及自适应对接设计及分析,实现300 mm径向空间下1800 k...
结合新一代固液捆绑运载火箭的特点和需求,提出了一种新型固体助推器主传力点捆绑机构的轻量化设计方案。方案采用了静力学分析软件对该主捆绑机构开展结构布局优化、拓扑结构优化以及自适应对接设计及分析,实现300 mm径向空间下1800 kN偏置集中力承载、均匀扩散功能和在70 t重载下轻便自适应对接等功能。通过仿真分析和试验验证,证明了该主捆绑机构满足承载扩散和对接要求。
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关键词
固
液
捆绑
运载
火箭
主
捆绑
机构
固
体助推器
自适应对接
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职称材料
题名
固液捆绑火箭上升过程喷流干扰特性及底部热环境研究
被引量:
4
1
作者
严立
孙培杰
赵一霖
包轶颖
秦川
江泽敏
刘宽
机构
上海宇航系统工程研究所
上海航天技术研究院
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期41-50,共10页
文摘
固体喷流和液体喷流的来流与喷流之间相互干扰,在喷流交汇碰撞区域使流场温度、压力特性发生变化,对箭体底部的加热效应增强。特别是含有固体颗粒的固体助推器喷流与液体芯级喷流混合,对传热特性产生明显影响。本文用连续相模型模拟气相、离散相模型(DPM)模拟固体粒子相、DO模型模拟含有固体粒子的介质辐射,对固液捆绑火箭在上升飞行过程中的气固两相喷流的演变过程进行仿真研究。仿真结果表明:在不同的发动机组合之间出现高温区域,并随着喷流扩张和飞行高度增加,高温区向箭体底部移动,喷流中小粒径固体颗粒分布在喷流与空气的边界混合层区域,大粒径固体颗粒分布在喷流交互中心区域,底部最大对流热流密度与辐射热流密度为90 kW/m^(2)和400 kW/m^(2)。将仿真实验结果与飞行试验数据进行了对比分析,发现两者吻合较好,验证了仿真结果的准确性。
关键词
固
液
捆绑
火箭
喷流干扰
底部热环境
气
固
两相流
多喷管
火箭
Keywords
solid-liquid bundled rocket
jet interference
bottom thermal environment
gas-solid two-phase flow
multi-nozzle rocket
分类号
V421.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
固液捆绑火箭热振防护涂层及其防热性能评价
被引量:
4
2
作者
胡励
王立扬
宋佳
郝俊杰
王和平
李程刚
郭芳威
张醒
王春林
机构
上海宇航系统工程研究所
上海航天技术研究院
上海交通大学材料科学与工程学院
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期15-20,共6页
基金
国家自然科学基金(12172229、11902201)。
文摘
固液捆绑火箭的高温喷焰、固体粒子冲蚀和随机振动相互耦合,对火箭尾部结构造成恶劣的“热振”环境。本文自主研发一种短切碳纤维增强甲基硅橡胶复合烧蚀涂层用于抵抗热振环境。首先,通过廉价的甲基硅橡胶取代昂贵的苯基硅橡胶作为成膜剂从而较大程度降低成本;其次,采用60%孔隙率和80 MPa抗压强度的氧化锆陶瓷微球补强隔热层,引入高比表面积的螺旋状陶瓷纤维强化增韧烧蚀层,利用近红外波段发射率为0.85的MoSi2弥合辐射层的裂纹。经地面热振试验对比分析显示,提出的热振涂层试片背温较主流烧蚀涂层降低约45℃,质量烧蚀率降低约38.5%,经过长征六号甲运载火箭的首飞试验验证,该热振涂层具有良好的热振防护性能。
关键词
固
液
捆绑
火箭
热防护材料
烧蚀涂层
地面热试验
Keywords
solid-liquid bundled launch vehicle
thermal protection material
ablative coating
ground heating test
分类号
V421.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TB35 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
固液捆绑火箭尾舱设备随机振动环境优化预示分析
3
作者
龙新军
欧阳涵
方贤亮
潘望白
胡迪科
机构
上海宇航系统工程研究所
出处
《航天器环境工程》
CSCD
北大核心
2023年第6期605-610,共6页
文摘
运载火箭发动机喷流噪声是引起火箭舱段随机振动环境的主要因素;对于固液捆绑火箭而言,多个固体助推发动机与芯级液体发动机喷流噪声的组合捆绑效应将使舱段高频随机振动环境更为恶劣,尤其是对于靠近发动机喷口的固体助推发动机尾舱。文章重点针对某固液捆绑火箭试样阶段的固体发动机尾舱设备与支架安装面在噪声激励作用下的高频随机振动环境,采用有限元分析(FEA)方法进行随机振动环境优化分析。结果表明,增加单机设备支架厚度能明显改善单机设备安装面的高频随机振动响应。据此重新设计单机设备支架并进行试车实测,结果与仿真预示结果间的最大偏差未超出工程上一般要求的±3 dB偏差范围,验证了该环境优化及预示分析方法的合理可行,可为后续运载舱段在噪声激励下的高频随机振动环境优化预示提供参考。
关键词
固
液
捆绑
火箭
噪声激励
随机振动
有限元分析
振动环境优化
Keywords
solid-liquid strap-on rocket
noise excitation
random vibration
finite element analysis
optimization of vibration environment
分类号
V415.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V416.2
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职称材料
题名
固液捆绑火箭发动机健康诊断技术
被引量:
3
4
作者
杨欣茹
王猛
高莉
辛高波
孙平
党锋刚
机构
上海宇航系统工程研究所
上海航天技术研究院
西安航天动力研究所
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期8-14,共7页
文摘
为使固液捆绑运载火箭发射更具有可靠性和安全性,本文首次提出了一种基于三冗余架构的芯级液体发动机健康诊断系统。在芯级液体发动机点火后,由箭上健康诊断系统根据红线算法对发动机状态进行诊断,确认液体发动机状态正常后再进行固体发动机点火。通过地面发动机试车及飞行试验考核,结果表明:该发动机健康诊断系统设计正确,能够及时有效地检测液体发动机工作状态,且未发生误警报或漏警报。
关键词
固
液
捆绑
火箭
液
体发动机
健康诊断
三冗余
红线算法
Keywords
solid-liquid bundled launch vehicle
liquid engine
health diagnosis
triple modular redundancy
red line algorithm
分类号
V421.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
固液捆绑火箭脉动压力风洞试验与飞行试验对比研究
被引量:
2
5
作者
王吉飞
程川
王亚博
宣传伟
龚凤英
毛玉明
机构
上海宇航系统工程研究所
上海航天设备制造总厂有限公司
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期21-26,共6页
文摘
固液捆绑火箭通常气动外形复杂,跨声速飞行动压大,因此脉动压力抖振载荷严酷。针对某型固液捆绑火箭,为了获取较为准确的跨声速脉动压力特性,在研制阶段开展了脉动压力风洞试验,火箭飞行时也进行了脉动压力测量,以评估飞行状态抖振载荷。采用脉动压力风洞试验和飞行试验进行对比,结果显示,飞行试验各测点脉动压力系数随马赫数变化趋势与风洞试验值一致,峰值大小基本相同,合成功率谱密度函数遥测峰值与设计值相当。研究结果首次验证了固液捆绑火箭跨声速脉动压力设计方法的有效性。
关键词
固
液
捆绑
火箭
脉动压力
跨声速
风洞试验
飞行试验
Keywords
solid-liquid bundled launch vehicle
pressure fluctuation
transonic speed
wind-tunnel test
flight test
分类号
V421.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
固液捆绑火箭星箭耦合分析技术研究
被引量:
1
6
作者
刘佳俊
毛玉明
博伟
李鑫
狄文斌
机构
上海宇航系统工程研究所
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期66-70,共5页
文摘
新一代中型固液捆绑火箭频率低、模态密、全箭动力学特性复杂,助推与芯级之间的力的传递特性在纵横扭方向存在耦合,传统纵横向分离的星箭耦合分析方法无法准确预示星箭界面力学环境。本文针对固液捆绑火箭的特点,建立了星箭耦合系统纵横扭一体化有限元模型;根据火箭飞行特定设计工况建立具有时变飞行特征的外力函数,对火箭特征工况进行了瞬态响应分析;通过子结构内力恢复对固液捆绑火箭的星箭界面力学环境进行了准确预示,具有较高的工程应用价值。
关键词
固
液
捆绑
火箭
星箭耦合分析
纵横扭一体化
时变外力函数
子结构内力恢复
Keywords
strap-on solid-liquid rocket booster
satellite-launch vehicle coupled load analysis
longitudinal-lateraltorsional integration
time-varying external force function
substructure internal force recovery
分类号
V214.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
固液捆绑运载火箭测试发射特点及展望
7
作者
张鑫
李利群
徐浩东
李侯贞强
王文笛
机构
太原卫星发射中心
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024年第2期14-19,27,共7页
文摘
长征六号甲是我国首型采用固液捆绑构型的中型低温动力运载火箭,文章简单介绍了该型火箭测试发射任务执行基本情况,总结分析了火箭在发射场执行测试发射任务的技术特点、流程特点、任务保障特点及应对措施。提出基于固液捆绑火箭的快速测试发射技术发展方向,分析了火箭新技术应用、测试发射流程优化、发射场能力建设等方面的发展需求,为型号研制工作及发射场测试发射能力提升提供有益参考。
关键词
固
液
捆绑
运载
火箭
测试发射技术
测试发射流程
测试发射保障
快速测试发射
Keywords
solid-liquid bundled launch vehicle
test launch technology
test launch process
test launch guarantee
rapid test launch
分类号
V553 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
固液捆绑运载火箭主捆绑机构设计
8
作者
李新宽
李程刚
张醒
徐林
史立涛
李昊
宋攀
机构
上海宇航系统工程研究所
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022年第5期34-40,共7页
文摘
结合新一代固液捆绑运载火箭的特点和需求,提出了一种新型固体助推器主传力点捆绑机构的轻量化设计方案。方案采用了静力学分析软件对该主捆绑机构开展结构布局优化、拓扑结构优化以及自适应对接设计及分析,实现300 mm径向空间下1800 kN偏置集中力承载、均匀扩散功能和在70 t重载下轻便自适应对接等功能。通过仿真分析和试验验证,证明了该主捆绑机构满足承载扩散和对接要求。
关键词
固
液
捆绑
运载
火箭
主
捆绑
机构
固
体助推器
自适应对接
Keywords
solid-liquid bundled launch vehide
main binding mechanism
solid booster
adaptive docking
分类号
V421.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
固液捆绑火箭上升过程喷流干扰特性及底部热环境研究
严立
孙培杰
赵一霖
包轶颖
秦川
江泽敏
刘宽
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
4
下载PDF
职称材料
2
固液捆绑火箭热振防护涂层及其防热性能评价
胡励
王立扬
宋佳
郝俊杰
王和平
李程刚
郭芳威
张醒
王春林
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
4
下载PDF
职称材料
3
固液捆绑火箭尾舱设备随机振动环境优化预示分析
龙新军
欧阳涵
方贤亮
潘望白
胡迪科
《航天器环境工程》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
4
固液捆绑火箭发动机健康诊断技术
杨欣茹
王猛
高莉
辛高波
孙平
党锋刚
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
3
下载PDF
职称材料
5
固液捆绑火箭脉动压力风洞试验与飞行试验对比研究
王吉飞
程川
王亚博
宣传伟
龚凤英
毛玉明
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
2
下载PDF
职称材料
6
固液捆绑火箭星箭耦合分析技术研究
刘佳俊
毛玉明
博伟
李鑫
狄文斌
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
1
下载PDF
职称材料
7
固液捆绑运载火箭测试发射特点及展望
张鑫
李利群
徐浩东
李侯贞强
王文笛
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024
0
下载PDF
职称材料
8
固液捆绑运载火箭主捆绑机构设计
李新宽
李程刚
张醒
徐林
史立涛
李昊
宋攀
《上海航天(中英文)》
CSCD
2022
0
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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