航天动力先进技术湖北省重点实验室2021年度开放基金项目指南...

航天动力先进技术湖北省重点实验室（以下简称“重点实验室”）是九部动力技术领域的创新特区，是推动九部向理论创新、科学创新发展的实验类创新平台。重点实验室坚持“开放、交流、共享”的运行机制，秉承“科技创新、开放平台、工程转化”的发展理念，引领航天动力前沿创新与应用基础技术发展，为建设具有中国特色、自主原创性的航天动力技术研发新体系提供解决方案。

重点实验室现公开发布2021年度开放基金项目指南，并开始受理项目申报，有关事项通知如下：

一、项目定位

重点实验室2021年度开放基金研究方向重点瞄准新方法、新技术、新材料、理论基础和应用基础等研究，项目研究周期1～2年。重点项目经费20万左右，一般项目经费10万左右。

二、申报要求

（一）申报单位

1.申报单位面向国内高校和相关专业研究院所、企业。

2.申报单位必须与合同签订单位一致。

3.原则上不允许多家单位联合申报。

（二）申请人

1.科研人员必须依托有关单位申报，不接受以个人名义申报的项目。

2.申请者需具有硕士以上学位或中级以上技术职称。

3.作为申请人每年只能申请1项开放基金，承担的开放基金课题结题后方可继续申请；作为参与人承担的开放基金课题总数不得超过3项。

（三）申报内容

申报项目须满足指南条目所列研究内容、牵引性指标、研究周期、经费限额等要求。项目名称可以与指南条目名称一致，也可在其基础上自拟，但名称应具体、清晰、科学内涵明确。申报内容严禁涉密。

（四）其他要求

1.开放基金项目知识产权归重点实验室和申请人所在单位共有。

2.申请人务必提前和实验室项目指南发布人联系对接，咨询理解指南具体需求。

三、申报材料要求

（一）申报材料

申报材料申请人填写《航天动力先进技术湖北省重点实验室开放基金申请书》，并提交以下材料：

1.电子版《航天动力先进技术湖北省重点实验室开放基金申请书》Word和PDF格式各1份。

2.《航天动力先进技术湖北省重点实验室开放基金申请书》双面打印纸质签署盖章版3份。

3.申请单位营业执照或法人证书复印件。

（二）命名规则

申请书命名为“2021开放基金-项目名称-申请单位-申请人”

（三）截止时间

2021年8月30日

武汉市东西湖区金山大道九号航天三江科研二期大楼（邮政编码430040）

（五）联系人

张先生：20945

四、申请、立项流程

（一）申请人按照要求提交开放基金申请书。

（二）重点实验室组织初审，通过初审的项目参加专家评议或答辩。

（三）立项项目申请人按要求编写项目合同书，经申请单位审批加盖公章后提交至重点实验室作为立项依据。修改完善的立项申请书作为合同的附件。

重点实验室2021年度开放基金项目共13项，项目指南具体内容如下：

01

适用于复杂环境的固体发动机在线监测技术研究

研究目标：

为研究固体发动机工作过程中动态燃面退移、绝热烧蚀和药柱变形等情况，需要开展适用于固发复杂环境的在线监测技术研究，将微结构传感设备内埋于绝热层内、药柱内或界面间。该在线监测技术应能适应固发工作的复杂环境、不影响固发的正常工作，同时应可以准确无误地采集到全部数据。

牵引性指标：

1) 在线监测技术方案能适应固发工作的复杂环境；

2) 在线监测技术方案不影响固发的正常工作；

3）在线监测技术方案可以准确无误的采集到全部数据。

成果形式：

论文或专利：1～2篇；

适用于复杂环境下固发在线监测技术方案及可行性分析报告。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

胡女士：27249163

02

基于拟实工艺的一体化喷管结构响应行为研究

研究目标：

建立多层复合材料在多次固化条件下的热-力耦合本构模型，探究一体化喷管在固化成形过程中复合材料界面应力相容行为与变形匹配机制，明确喷管在拟实工艺下材料的界面应力行为与变形特性，揭示固化工艺、材料结构及搭配形式对喷管内应力及变形的调控规律。

牵引性指标：

1) 拟实工艺下热-力耦合本构模型；

2) 一体化喷管界面结构协调的控制机理及优化算法；

3) 应用于典型案例，偏差≤30%。

成果形式：

论文或专利：1～2篇；

数值计算程序。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

许女士：77608

03

受限空间内物件自主智能化装配的数字孪生技术研究

研究目标：

通过探索受限制空间内物件在严苛环境条件下自主装配的数字孪生技术基本原理和算法，为突破大型发动机及类似系统物件安全高效、自主智能化装配的技术创新奠定理论基础。

牵引性指标：

1) 大型发动机物件装配系统数字孪生体的定义规则及构建原则；

2) 一个综合浅层学习与深度学习优点的人工智能新型理论。

成果形式：

论文或专利：2～3篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

郑先生：77608

04热塑性复合材料壳体激光辅助增材技术研究

研究目标：

面向未来固体火箭发动机高性能热塑性复合材料壳体需求，开展壳体激光辅助增材制造技术前期探索。通过数值仿真分析结合激光辅助成型试验，探索热塑性预浸料层合特性随温度、压力、时间的变化规律，研究热塑性复合材料缠绕铺放线形规律特异性，以及对力学性能的影响。提出基于芯模几何形状、纤维转向曲率半径、预浸料宽度、结构性能等因素的线性设计和结构仿真分析方法。

牵引性指标：

1) 实现热塑性壳体铺放成型；

2) 形成热塑性壳体性能预示准则。

成果形式：

论文或专利：1～2篇；

原理样机1台。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

周先生：97341

05

基于增密工艺优化的大型喉衬低成本快速制备技术研究

研究目标：

针对大型固体发动机喷管用喉衬生产周期长成本居高不下这一问题，以生产成本降低15%为目标给出技术途径，基于增密工艺过程开展碳源材料优化选择，有限空间内气体流动控制与碳沉积调控技术研究，突破大尺寸碳/碳复合材料快速均匀致密化技术，缩短工艺周期，降低制造成本，最终实现喉衬坯料低成本短周期制备的目标。

牵引性指标：

1) 密度与批次均匀性≥1.85g/cm3，±0.05g/cm3；

2) 压缩强度：径向≥100MPa；轴向≥MPa；

3) 石墨化度：≥60%。

成果形式：

论文或专利：1～2篇；

低成本喉衬的技术途径报告；

315发动机喷管喉衬样件。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

祝先生：18717103730

06

固体推进剂超高压强下稳定燃烧性能提升技术研究

研究目标：

基于固体火箭发动机工作压强向高压、超高压强方向的发展需求，要求固体推进剂在超高压强下仍能稳定燃烧。研究超高压强下实时燃速测试以及试验发动机对固体推进剂的燃烧特性，提出超高压强下推进剂稳定燃烧技术。

牵引性指标：

1）提出固体推进剂超高压强下稳定燃烧机理；

2) 针对某推进剂配方进行优化，20~30MPa动态压指≤0.5，25~30MPa动态压指≤0.6。

成果形式：

论文或专利：1～2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

黄先生：15172336147

07

低燃速高比冲丁羟推进剂铝沉积影响因素及调控方法研究

研究目标：

开展铝含量、铝粉粒度、氧化剂粒度、降速剂种类与用量、工作压强等因素对铝沉积的影响机理研究，掌握各因素的影响规律，提出低燃速高比冲丁羟推进剂减少铝沉积的调控方法。

牵引性指标：

1) 铝沉积影响因素机理分析；

2) 低燃速高比冲丁羟推进剂铝沉积试验方法及判定标准；

3) 针对某推进剂配方进行优化。

成果形式：

论文或专利：1～2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

王先生：95559235

08

紧凑型高精度、大推力执行机构低成本技术途径研究

研究目标：

针对固体姿控高温阀门应用执行机构特点，开展紧凑型高精度、大推力执行机构低成本技术途径研究，在满足结构紧凑、精度高、推力大等特点的同时，探寻低成本的技术途径。

牵引性指标：

1) 执行器输出为直线位移及直线推力，最大驱动力不小于800N，采用位置控制方式，由初始零位到最大量程（暂定8mm）响应时间不超过50ms，相对误差不超过0.2％；

2) 驱动器质量不超过2kg，空间尺寸：长度方向（传动方向）≤50mm，宽度方向≤60mm，高度方向≤80mm；

3) 控制器采用CAN总线通讯模式，质量不超过2.5kg；

4) 连续工作时间不小于2min，电源DC28V。

成果形式：

论文或专利：1~2篇；

技术途径分析报告。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

赵先生：02724972

09

跨介质冲压发动机理论性能与工作参数分析

研究目标：

建立一种空水一体的跨介质冲压发动机方案，针对空中和水中典型工况，分析固体推进剂配方、空/水燃比等参数对跨介质冲压发动机理论性能的影响；完成空水一体条件下跨介质冲压发动机基本工作参数计算，为跨介质冲压发动机技术发展提供理论基础和技术支撑。

牵引性指标：

1) 提出一种空水一体的跨介质冲压发动机方案；

2) 提出跨介质冲压发动机理论性能计算方法。

成果形式：

一种空水一体的跨介质冲压发动机技术方案；

数值计算程序；

论文或专利：1～2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

张先生：86096465

10

诱导轮离心轮一体化设计方法研究

研究目标：

针对高转速、高性能涡轮泵对空化性能的高要求，采用数值模拟或试验方法，研究诱导轮和离心轮内部空化机理和级间流动机理；研究离心轮、诱导轮的统一设计理论，形成具有高效率、高抗气蚀能力的“诱导轮+离心轮”一体化设计方法；并研究涡轮泵主要设计参数对泵水力性能和空化性能的敏感性，形成叶轮型线、叶片数、叶片角、叶片加载规律等关键设计参数的优化设计范围。

牵引性指标：

1) 形成“诱导轮+离心轮”一体化设计方法；

2) 形成涡轮泵关键设计参数的优化设计范围；

3) 泵水力效率不低于85%（比转速145）；

4) 泵气蚀比转速达到3500。

成果形式：

论文或专利：2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

钟先生：71464586

11

低温流体高压射流雾化机理研究

研究目标：

通过试验和数值模拟的方式，开展多种液体火箭发动机喷嘴的雾化机理研究。对单离心、同轴离心、同轴剪切、撞击式喷嘴在超临界压力、亚临界压力状态下的低温介质射流雾化的特征参数进行试验和数值模拟研究。雾化试验时拍摄雾化过程高速影像，给出雾化锥角、液滴的速度场、粒径与空间分布规律，射流破碎长度等参数，揭示雾化机理，形成不同喷嘴雾化性能的评估数据库。建立低温射流雾化数值模型，通过试验数据进行对比修正，仿真计算模型的雾化锥角与试验数据的误差不大于5%。

牵引性指标：

1) 介质温度为（90~140）K之间可控，喷嘴后背压为（0.1~4.0）MPa之间可控，喷嘴入口压力为（0.5~6.0）MPa之间可控。

2) 能够对单离心、同轴离心、同轴剪切、撞击式喷嘴进行研究，拍摄雾化过程高速影像，给出雾化锥角、液滴的速度场、粒径与空间分布规律，射流破碎长度等参数。

3) 建立不同结构形式喷嘴雾化仿真模型，需包含完整的喷嘴内流场，破碎雾化过程，其中应考虑液柱破碎为液滴的一次破碎过程，以及液滴破碎为更小液滴的二次破碎过程。仿真计算模型的雾化锥角与试验数据的误差不大于5%。

成果形式：

报告：研究报告、结题报告、计算源文件；

论文或专利：2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

刘先生：17195714

12

固体发动机复合材料壳体耐高温树脂研究

研究目标：

针对固体发动机燃烧室壳体耐高温性能需求，研究湿法缠绕环氧树脂体系分子结构和耐热性及高温模量之间的内在联系；研究高温环氧树脂体系和国产碳纤维在高温下的界面作用机理，探讨树脂在不同温度下链段的热运动及物理化学反应对复合材料高温力学性能的影响；在保证树脂具有良好的湿法缠绕工艺性和耐湿性的同时，提高树脂的耐温性和柔韧性，研究其配合国产碳纤维在复合材料壳体的应用方法，形成耐高温树脂在壳体应用规范。

牵引性指标：

1) 树脂玻璃化转变温度≥240℃；

2) 250℃下复合材料单向板强度保持率≥50%；

3) 高温树脂适用于现有壳体湿法缠绕生产体系。

成果形式：

论文或专利：2篇。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

余先生：76940

13

基于新材料或新构型的固体发动机低烧蚀喉衬技术研究

研究目标：

针对高压强固体粒子强冲刷环境下现有喉衬材料烧蚀率大的问题，在新材料或新构型方面开展可行性研究，揭示其抗烧蚀机理，解决基体成型、性能评价等关键技术。

牵引性指标：

1) 在固体粒子含量≮25%典型环境，单边烧蚀率＜0.05mm/s；

2) 适应固体发动机工作环境，满足喷管结构完整性要求。

成果形式：

论文或专利：1～2篇；

基于新材料或新构型的低烧蚀喉衬技术方案；

喷管喉衬样件。

研究周期：

2021年10月～2022年12月

联系人：

周先生：54681623

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航天动力先进技术湖北省重点实验室开放基金管理条例

航天动力先进技术湖北省重点实验室开放基金申请书

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策划 | 航天动力先进技术湖北省重点实验室

编辑 | 刘文鑫

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