高速来流环境下吸气式多脉冲纳秒激光推进的机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61108068
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    石磊
  • 依托单位：
    中国人民解放军空军工程大学
  • 学科分类：
    F0510.空间、大气、海洋与环境光学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

吸气式激光推进以空气为工质，比冲理论上无穷大，能够极大提高发射的有效载荷比，作为大气层推进段的重要推进模式，一直是激光推进领域的研究热点。然而具有实用价值的高速环境下的吸气式多脉冲激光推进研究仍停留在理论探索与数值模拟阶段，其推进机理还不清晰，高速环境下的推进实验国外于2009年底才尝试开展，国内还未见相关报道，现有理论模拟结论缺乏实验验证。本项目在建立基于过程的激光能量沉积模型的基础上，提出一种更加逼近真实环境的理论模型和数值模拟方案；引入风洞加载高速来流，开展高速环境下的吸气式多脉冲纳秒激光推进实验，创新性采用金属加固的玻璃推进器代替传统的铝合金推进器，以提高推进器激光反射率，降低其被高能激光脉冲直接摧毁的风险。采用数值模拟和实验相结合的研究方法，揭示高速来流环境下吸气式多脉冲纳秒激光推进的机理，掌握推进性能随推进参数的变化规律，加速我国吸气式激光推进技术的应用进程。

结项摘要

本项目瞄准高速环境下的吸气式多脉冲激光推进理论和关键技术，完成了推进理论及仿真模型、推力产生机理、推进性能等方面的研究。以“激光能量—等离子体内能—冲击波内能—推进器动能”的激光能量转换过程为依据，建立了基于过程的激光能量沉积转化模型，分析了吸气式激光推进基本原理，提出了一种更加逼近实验结果的数值模拟方案；仿真研究了来流速度、脉冲重复频率、脉冲激光能量等关键参数对推进性能的影响，理论揭示了吸气式多脉冲纳秒激光推进的机理；实验中创新性设计玻璃材料推进器代替传统的铝合金推进器，显著提高了推进器内表面的光洁度和激光反射率，将直接烧蚀推进器的激光能量降低了2个数量级，提高了推进器承受多脉冲持续冲击的能力，利用千兆瓦纳秒脉冲固体钕玻璃激光器搭建了一套吸气式激光推进实验系统，实验研究了多脉冲激光推进机理及工作性能；为解决高速激光推进中的激波阻力和推进性能恶化两个问题，项目组还进一步拓展研究了激光等离子体减阻技术，提出激光等离子体推进与减阻一体化的思想，为高速环境下激光推进技术发展提供了新的思路。项目研究过程中共发表学术论文21篇，其中SCI检索9篇，EI检索10篇，申报国家发明专利1项。培养40岁以下学科带头人1名、博士研究生1名、硕士研究生1名。本项目的成果对于加速我国吸气式激光推进技术的应用进程具有一定的推动作用，在微卫星发射、卫星姿轨控、清除太空垃圾及军事国防等领域都有广泛的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（0）
Optical millimeter-wave signal generation by frequency quadrupling using one dual-drive Machndash;Zehnder modulator to overcome chromatic dispersion
使用一台双驱动马赫进行四倍频产生光学毫米波信号
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Zihang Zhu;Shanghong Zhao;Zhoushi Yao;Qinggui Tan;Yongjun Li;Xingchun Chu;Lei Shi;Xi Zhang
  • 通讯作者：
    Xi Zhang
Optimization of an analog intersatellite microwave photonics link with an optical preamplifier
带有光学前置放大器的模拟星间微波光子链路的优化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal ofthe Optical Society of America A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zihang Zhu;Shanghong Zhao;Yongjun Li;Xingchun Chu;Rui Hou;Xiang Wang;Guhao Zhao
  • 通讯作者：
    Guhao Zhao
亚声速来流对吸气式纳秒激光推进性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    推进技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈豪;石磊;马丽华
  • 通讯作者：
    马丽华
吸气式脉冲激光推进原理与研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用光学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈豪;石磊;马丽华
  • 通讯作者：
    马丽华
高空平台多跳光链路可变增益中继性能分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王翔;赵尚弘;石磊;李勇军;楚兴春;赵顾颢;朱子行
  • 通讯作者：
    朱子行

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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其他文献

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面向全天候应用的机载QKD关键问题研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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