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[发明专利]一种地面试验用模块化固液混合火箭发动机-CN201710941108.4在审
发明人： 蔡国飙;张源俊;何凌飞;于瑞鹏;李承恩 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-10-11 - 公布日： 2017-12-12 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明提供了一种地面试验用模块化固液混合火箭发动机，涉及航空航天发动机技术领域。该地面试验用模块化固液混合火箭发动机包括依次连通的氧化剂集液模块、点火模块、燃烧室模块、后封头模块和喷管模块；该氧化剂集液模块、点火模块、燃烧室模块、后封头模块和喷管模块依次可拆卸连通。本发明的地面试验用模块化固液混合火箭发动机，采用可拆卸的模块化设计，包含氧化剂集液模块、点火模块、燃烧室模块、后封头模块和喷管模块，并采取统一标准的机械密封接口，不同试验只需进行少量模块的设计更改，提高了发动机试验数据间的对比性，简化了试验用固液混合火箭发动机的设计，降低了地面试验成本。
一种地面试验模块化混合火箭发动机

[发明专利]过滤式膜片阀-CN201710044280.X在审
发明人： 蔡国飙;朱浩;张源俊;何凌飞;于瑞鹏 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-01-19 - 公布日： 2017-08-15 - 主分类号： F16K17/16 文献下载
摘要：本发明公开一种过滤式膜片阀，其壳体入口端至出口端依次为入口嘴安装段、膜片安装段、膜片贴壁段、过渡段、过滤网安装段与出口嘴安装段。其中，入口嘴安装段、膜片安装段、过滤网安装段与出口嘴安装段分别安装入口嘴、膜片、过滤网组件与出口嘴。膜片朝向入口嘴一面为刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圆弧槽，膜片在大于破裂压力下沿圆弧槽破裂贴在膜片贴壁段壁面；过渡段为中部具有环形突起收缩段；过滤网组件具有筒状结构滤网骨架，朝向入口嘴一端封闭；滤网骨架侧壁周向上开孔；且外壁与过滤网安装段内壁间具有间隙，形成推进剂流道。本发明的优点为密封性好、相容性好、可靠性好，适用于中小型过氧化氢固液火箭发动机输送系统。
过滤膜片

[发明专利]一种基于实验与仿真互相耦合的真空羽流效应评估方法-CN201410562178.5有效
发明人： 蔡国飙;凌桂龙;贺碧蛟;唐振宇;苏微;翁惠焱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-10-21 - 公布日： 2017-08-08 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于实验与仿真互相耦合的真空羽流效应评估方法，用于快速准确地评估火箭发动机的真空羽流效应。本方法包括仿真辅助实验设计，进行初步仿真，确定典型实验工况及关键测量参数；实验有效性确认，对实验过程的实验数据与初步仿真结果进行比较，进行有效性判断；仿真方法有效性确认，在实验有效性确认后，对仿真方法进行验证和修正，以达到足够精度；仿真方法推广计算，使用验证后的仿真方法对待分析羽流效应任务的所有工况进行仿真计算。本发明能够快速、高效、准确地对各种具体的发动机真空羽流效应分析问题开展研究和评估，可有效保证实验设计的合理性，减小实验次数，从而降低实验成本。
一种基于实验仿真互相耦合真空效应评估方法

[发明专利]一种适用于低温气液两相掺混的可视化试验装置-CN201510012811.8有效
发明人：方杰;薛传发;方雪健;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-01-09 - 公布日： 2017-07-11 - 主分类号： G01M10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于低温气液两相掺混的可视化试验装置，属于气液两相流领域。所述的可视化试验装置包括上接管嘴、下接管嘴、气体接入管、上密封法兰工装、下密封法兰工装、连接螺杆、内层玻璃管、外层玻璃管和抽真空管，还包括密封垫圈和密封圈。所述内外层玻璃管两端采用径向密封方式和上下密封法兰工装连接，内层玻璃管的进气孔采用钻孔方式，加工简单，且避免了进气管的焊接造成的精度难控制、以及在安装过程中支管易断裂的问题，安装更简单可靠；上密封法兰工装在内层玻璃管的进气孔位置采用了集气环的设计，气流分配更均匀，且减小了安装难度，可以实现不同掺混工况；抽真空管的设置避免了在低温下壁面结霜影响观察的问题。
一种适用于低温两相可视化试验装置

[发明专利]一种适用于小推力发动机试验的气体试验系统-CN201510148922.1有效
发明人：俞南嘉;戴健;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-03-31 - 公布日： 2017-07-04 - 主分类号： G01M15/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于小推力发动机试验的气体试验系统，包括固定模块和可移动模块；固定模块包括手动截止阀、过滤器、减压器、压力表，可移动模块包括音速喷嘴、电磁阀、单向阀、压力传感器；本发明的试验系统进行模块化设计，中间采用了相应的软管进行连接，保证了阀门与发动机距离最近要求，且减少了硬性不锈钢管链接过程中的应力集中现象，减少了多次试验过程中不必要的对发动机连接管路进行改造的操作。
一种适用于推力发动机试验气体系统

[发明专利]一种适用于大型低温液体火箭发动机试验台供应系统-CN201510148791.7有效
发明人：俞南嘉;戴健;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-03-31 - 公布日： 2017-05-24 - 主分类号： G01M15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于大型低温液体火箭发动机试验台供应系统，包括燃料增压系统、氧化剂增压系统、燃料输运系统和氧化剂输运系统。本发明中，采用气体增压方式给推进剂进行加压，保证了发动机试验过程中液体流量的稳定可靠，而未采用国内常用的泵增压方式，此方式弊端为液体输出流量呈现脉动式，振动强烈，给试验过程造成困难，因此气体增压方式对此系统是具有很强的适应性。本发明中拓展了将液态推进剂转化为气态推进剂的功能，可以满足未来其他试验系统对气态推进剂的使用，极大的扩展了试验系统的多功能性。
一种适用于大型低温液体火箭发动机试验台供应系统

[发明专利]一种真空羽流实验系统液氦深冷低温泵吸附捕获面积计算方法-CN201410379961.8有效
发明人：凌桂龙;蔡国飙;唐振宇;贺碧蛟;王文龙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-08-04 - 公布日： 2017-05-17 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提出一种真空羽流实验系统液氦深冷低温泵吸附捕获面积计算方法，基于真空羽流高效高精度数值模拟方法的全新的液氦深冷泵吸附捕获面积模型，解决了传统办法计算得出的冷板面积过大难题，实现了内置深冷泵氦板面积的精确计算。本发明对麦克斯韦热平衡理论中单位面积的理想抽速计算式进行修正，加入了宏观运动速度项，符合羽流高速喷流的客观运动规律；根据羽流流场相似性特征，提出了对液氦深冷泵冷板结构延轴线分段平均办法，避免了总抽速计算中的求积分计算的困难；本发明原理明晰，思路巧妙，面积计算准确性好，符合工程应用，避免了采用传统的设计方法得出的冷板面积过大导致的研制成本过高等风险，提高了真空羽流效应实验系统设计效率。
一种真空实验系统液氦深冷低温泵吸附捕获面积计算方法

[发明专利]一种固液动力飞行器故障诊断系统-CN201611079457.1在审
发明人：宋佳;蔡国飙;高科;王伦;张鹏飞 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-11-30 - 公布日： 2017-03-15 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种固液动力飞行器故障诊断系统，主要由用户操作界面、固液动力飞行器专家知识库和诊断推理模块组成。用户操作界面主要进行人机交互，实现故障诊断、知识库维护、故障树查看功能；专家知识库存储故障经验知识，汇集整理实验过程中出现的故障原因和故障现象；诊断推理模块根据飞行器故障现象推断故障发生部位及原因，并根据专家知识库给出维修建议。固液动力飞行器故障诊断系统主要实现以下功能。对分系统进行故障诊断、给出维修建议并支持结果导出；管理专家知识库，对数据库中的规则进行查看、添加和删除；查看故障树，包括故障树节点之间的父子关系、故障原因和维修建议。
一种动力飞行器故障诊断系统

[发明专利]一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统-CN201410336057.9有效
发明人：宋佳;蔡国飙;王鹏;李小川;王伦 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-07-15 - 公布日： 2017-02-01 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明是一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，包括主控测试台、便携式测控箱、飞行控制计算机、仿真计算机和接口机。主控测试台提供人机交互界面，发送测试命令给飞行控制计算机；便携式测控箱将测试命令信号进行隔离转接后输出给飞行控制计算机，实现飞行控制计算机供电、模拟量采集的输出和开关量信号的输入输出通道；飞行控制计算机进行分系统的测试与控制，进行飞行控制算法解算，生成舵偏控制量；仿真计算机模拟飞行器，进行模型实时解算；接口机进行数据融合和发送。本发明系统能够完成全系统半实物测试，实现总线信息全面监控，数据实时存储显示，获取飞行过程中可能出现的状况，提前进行排查，为飞行试验顺利进行奠定基础。
一种 422 总线动力飞行器飞行控制测试系统

[发明专利]一种空间位置模拟及校准方法-CN201410461044.4有效
发明人：贺碧蛟;张明星;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-09-11 - 公布日： 2017-01-18 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开一种空间位置模拟及校准方法，利用平面镜反射激光束进行模型A与B及发动机之间的空间角度校准，即用激光代替发动机轴线，在与轴线垂直的平面上安放平面镜，若激光与平面不垂直，则会使入射激光束与反射激光束之间存在夹角，在较远距离处比较入射激光束和反射激光束的位置确定角度偏差大小；利用发动机中心校准器进行模型B及发动机间对心，即用激光穿过发动机中心校准器的中心孔，调节三维移动装置使穿过中心孔的激光束照射在模型A中心，完成模型A与模型B间空间位置模拟及校准；本发明的优点为在三维空间方便地实现无接触关系的发动机与试件模型的相对位置调整，调节精度高，模型之间的角度偏差不大于0.1°，位置偏差不超过0.2mm。
一种空间位置模拟校准方法

[发明专利]一种头部身部结合多区域离心喷注固液火箭发动机-CN201610589088.4在审
发明人：田辉;俞南嘉;李承恩;赵博;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-22 - 公布日： 2016-11-16 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明中公开一种头部身部结合多区域离心喷注固液火箭发动机，包括发动机头盖、直流喷注面板、前燃室壳体、药柱、氧化剂接管嘴、燃烧室壳体、后燃室壳体和喷管。其中，发动机头盖、直流喷注面板、前燃室壳体、燃烧室壳体、后燃室壳体与发动机后盖，由前至后固定相连。药柱设置于燃烧室壳体内，药柱多个截面设有轴线与药柱内部通道相切的离心喷注通道，药柱外壁面与燃烧室壳体内壁面围成氧化剂集液腔。发动机工作时，氧化剂同时通过头部直流喷注面板和身部多区域离心喷注孔进入发动机燃烧室中并与燃料气体掺混燃烧。可以保证药柱全长范围氧化剂旋流强度高，同时药柱前端面附近燃速较高，从而有效提高固液火箭发动机整体燃速。
一种头部结合区域离心喷注固液火箭发动机

[发明专利]一种固液火箭发动机烧蚀式非金属点火器-CN201610587616.2在审
发明人：田辉;李承恩;张源俊;孙兴亮;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-22 - 公布日： 2016-10-12 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明中公开一种固液火箭发动机烧蚀式非金属点火器，适用于采用液体氧化剂和固体燃料为推进剂组合的固液火箭发动机的单次点火。点火器主要由点火器外壳、点火药盒体，点火药与点火引线构成。其中，点火器外壳与点火药盒体采用聚乙烯材料。其中点火药盒体周向设计凹槽安装点火药，并与点火器外壳间采用上、下双螺纹连接，在保证螺纹连接强度的同时，利用聚乙烯硬度相对低的特点，可以通过螺纹紧配合实现有效密封。在固液火箭发动机完成点火后，点火器聚乙烯壳体可以在燃烧室高温环境中烧蚀热解，成为燃料气体参与发动机的燃烧，不仅降低了对发动机内流场的不利影响，减少了飞行器飞行阶段的无效载荷，还可以充分利用点火器本身壳体的能量，提高发动机的性能。
一种火箭发动机烧蚀式非金属点火器

[发明专利]一种用于诱导轮可视化试验的有机玻璃壳体结构-CN201610048377.3在审
发明人：李家文;李欣;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-01-25 - 公布日： 2016-07-06 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于诱导轮可视化试验的有机玻璃壳体结构，包括上游管路、连接法兰、金属垫片、锁紧螺母、透明壳体、诱导轮、密封圈、下游管路。诱导轮处采用有机玻璃透明壳体，安装在两个连接法兰之间，连接法兰内孔外侧开45°斜口用于安装密封圈，然后密封圈外放置金属垫片，用锁紧螺母固定并通过金属垫片挤压密封圈，从而达到密封的目的。该结构安装方便，并大大减小了连接法兰的径向尺寸，同时因为壳体外没有长螺栓，增大了可视化试验的可视范围。
一种用于诱导可视化试验有机玻璃壳体结构

[发明专利]小型气气喷注光学透明燃烧装置-CN201510206665.2有效
发明人：俞南嘉;戴健;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-04-28 - 公布日： 2015-09-09 - 主分类号： F02K9/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种小型气气喷注光学透明燃烧装置，适用于进行多光学诊断技术领域。所述的气气喷注光学透明燃烧装置包括燃烧室头腔、透明燃烧室和燃烧室尾部，所述燃烧室头腔与燃烧室尾部通过均布的四个螺杆将所述的透明燃烧室固定在中间；所述螺杆两端分别配合连接四个六角螺帽A和四个六角螺帽C对透明燃烧室施加预紧力，达到透明燃烧室内的密封要求；六角螺帽B配合连接在螺杆上，并处于燃烧室压盖下方，用于支撑燃烧室压盖。本发明提供的装置对燃烧状态进行全面检测，对其深入研究燃烧机理提供了帮助。本发明根据燃烧中的相似性原理，建立低压环境下燃烧机理研究准则，能够对高压条件下燃烧情况进行预测。
小型气气喷注光学透明燃烧装置

[发明专利]一种适用于大流量试验台的冷却水循环系统-CN201510148762.0在审
发明人：俞南嘉;戴健;蔡国飙 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-03-31 - 公布日： 2015-06-24 - 主分类号： G01M15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于大流量试验台冷却水系统，桶装蒸馏水后连接小型水泵，水箱四周与小型水泵、手动截止阀、手动截止阀相连接，阻尼块安放在水箱底部，水箱内水管与软管连接，阻尼块处于水管的正下方，水管上设置压力传感器、温度传感器和压力表来检测蒸馏水状态参数，并且还设置三通连接手动截止阀，手动截止阀后与软管连接，高压水泵入水口连接软管，出水口连接软管以及压力表，软管后分三通分别连接安全阀和流量调节阀；流量调节阀分三通分别连接手动截止阀和过滤器；过滤器后分三通连接压力表和电磁阀；电磁阀后连接流量计，流量计外一端与软管连接，两者之间分别连接压力传感器和温度传感器；试验件两端分别连接软管和软管。
一种适用于流量试验台冷却水循环系统