深长岩溶隧道水文地质调查与分析

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在岩溶山区,深埋特长隧道经常遇到复杂的岩溶水文地质问题.对隧址区进行详细的岩溶水文地质调查,预测水文地质问题,对设计及施工都具有重要意义.通过大量的地表实物调查及区域水文资料收集,分析了隧道建设区的岩溶发育情况,为隧道的勘察设计、施工提供了水文地质依据.
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面向未来深空探测、空间货运等空间任务对具有牛级大推力、数千秒比冲、数万小时寿命等性能高功率电推进技术的应用需求,通过调研对比分析的方式,详细论述了国内外高功率电推进技术的发展现状和趋势,并针对具体技术路线给出了展望.从高功率电推进技术发展和工程应用的角度,总结梳理了磁场拓扑结构设计与优化、系统效率提升、地面性能诊断测试与评价、高热防护及抑制、空间高压大电流电源、系统集成设计及智能化控制等共性技术难点,为国内高功率电推进技术的发展进步提供参考和帮助.
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环型离子推力器放电室参数对其推力和比冲等具有显著影响.利用基于混合宏粒子(Hybrid-PIC)解耦迭代算法,对环型离子推力器稳态放电过程进行了三维仿真模拟,发现放电室参数对推力器的推力、比冲、放电损耗、电离率以及放电室出口处离子分布均匀性均会产生影响.研究结果表明,增大环型离子推力器阴极长度,会使原初电子和等离子体在阳极壁面的损失减少,均匀性提高;增加磁体个数对原初电子的自由运动范围影响很小,因而对等离子体分布影响也很小;增大放电室通道宽径比可以增大原初电子的自由运动范围,提高原初电子和等离子体的均匀性
推力的宽范围、高精度、连续可调和快速响应是实现航天器无拖曳飞行任务的技术基础,直接决定了整星工程任务的成败.针对重力梯度测量卫星及近地轨道观测卫星在轨任务期间对电推进系统高精度连续变推力能力的迫切需求,分析了离子推力器连续变推力的工作原理,研究了推力器输出推力宽范围、高精度、快速连续调节的关键要素.在此基础上,通过推力调节试验、空间环境适应性及寿命特性研究,揭示了10 cm口径连续变推力离子推力器的工程特性,获得了1~25 mN内的推力调节规律,实现了分辨率为50μN的推力调节响应.研究将为重力梯度测量卫
亚太6D卫星是由亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司(亚太星通)采购,与香港亚太通信卫星有限公司(亚太公司)共同监造的一颗地球静止轨道宽带通信卫星,是中国首个开展电推进技术商业化应用的卫星.卫星采用了基于兰州空间技术物理研究所LIPS-200型离子推力器的电推进系统,电推进系统在轨执行卫星15年南北位置保持任务.由于性能验证必须具备真空环境,因此将电推进系统搭载在卫星上,采用一系列测试手段和方法,确认电推进系统与其他系统之间工作的兼容性.重点介绍了卫星电推进设计,集成性能测试、功能兼容联试、真空点火测试、真空
毛细管放电型脉冲等离子体推力器(Capillary Discharge based Pulsed Plasma Thruster,CDPPT)采用固体工质、电热加速模式,无需储供机构,系统简单紧凑、可靠性高,在微纳卫星应用中具有显著优势.从CDPPT的基本工作过程入手,针对聚四氟乙烯(PTFE)、超聚乙烯(UPE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚甲醛(POM)四种不同工质材料下的推力器工作特性开展了试验研究,着重分析了不同工质材料下,随放电次数的增加,推力器放电特性、工质烧蚀质量、输出力学参数的变化
针对延长离子推力器栅极极限寿命的恒定加速电压和步进调节加速电压两种优化方法的工程应用需求,结合现有LIPS-200离子推力器产品技术参数,基于电子反流极限的Williams解析表达并应用QMU工程方法,定量计算了LIPS-200离子推力器电子反流极限的不确定度.计算结果表明:不确定度主要影响因素包括束流电子温度、加速栅孔初始直径、加速栅孔内聚焦束流的分布直径及电流大小、加速栅厚度、栅间距和束流电势的不确定度等.目前离子推力器电子反流极限不确定度最大为17.6 V、常规为7.4 V;通过采取降低主要影响参数
电推进系统接口组成复杂,软硬件耦合性强,可靠性要求高,整体设计难度大.介绍了千瓦级离子电推进子系统初样研制,主要包括子系统的组成、产品设计、可靠性试验验证、系统联试等.从系统构架上对电类单机进行了合并,实现了接口优化目标;FDIR设计中将功能分解到硬件、主控软件、FDIR软件三个层面,实现了故障冗余与恢复的最优分配;实现了包括系统双发点火、推力闭环控制等特色功能,达到了推力80 mN,比冲3000 s,功率≤2370 W的系统性能指标.
为满足50 kg以下卫星的轨控需求,研制了M2型微波离子推进系统.该推进系统利用微波电离原理,具有启动快、功耗低、集成度高、推力连续可调的特点,系统额定功耗40 W,额定推力0.3 mN,比冲1200 s,是一种全新的伺服型离子推进系统.在地面真空环境下进行了推力器7000 h寿命与2000次重启试验,充分证明M2型离子推力器具有极高的使用寿命和可靠性.M2型微波离子推进系统于2021年4月27日随起源太空NEO-1卫星发射升空,2021年5月10日在轨点火成功,2021年8月20日在轨推力引出成功,输出