微型推進系統設計的案例
船舶設計：船舶推進軸系方案設計的關鍵技術
鑒于船舶推進軸系的組成部件數量及工作環境，其設計是一個復雜的系統性問題。為提高軸系設計質量，國內外船舶領域的專家學者開展了大量的研究工作，相關設計單位和船級社也制定了一系列設計規范和流程。
目前，船舶推進軸系常用設計方法的缺點已日趨凸顯，故亟需對現有設計方法進行全面綜合的分析研究。基于船舶推進軸系的方案設計流程，重點梳理推進軸系的校中及優化、軸系振動及減振控制和軸系設計質量評價等方面的技術進展，并提出未來需要進一步展開的研究工作，旨在為船舶推進軸系的優化設計提供參考。
船舶推進軸系方案設計的關鍵技術研究進展
賴國軍，劉金林，雷俊松，夏極，周瑞平，曾凡明
2019，14（5）：10-21
0 引言
船舶推進軸系［1］作為主推力裝置的重要組成部分，其主要作用是聯接主機和推進器（例如，螺旋槳），將主機輸出功率傳遞至推進器，并將推進器產生的推（拉）力以軸承力的方式傳遞至船體，從而推動船舶前進或后退。
展開 基于AMESim的AUV推進系統建模和仿真驗證
但是, 上述文獻均未涉及AUV、推進電機及螺旋槳三者匹配驗證的研究, 尤其是沒有考慮系統部件參數變化對系統性能的影響。
AUV快速性不僅取決于其本體、螺旋槳和推進電機的單獨性能, 而且與它們配合是否得當有關[5]。受實際條件限制, AUV機槳匹配性能的好壞要延后至自航試驗階段才能判斷, 早期設計驗證缺乏有效的方法和手段, 這增加了AUV設計失敗的風險。此外, 機槳匹配設計過程復雜, 存在計算量大、工況分析不全面等問題。文章針對AUV推進系統設計早期“早快全準”的驗證需求, 在分析AUV推進系統匹配原理的基礎上, 建立了推進系統的虛擬集成模型, 實現了基于模型驅動的系統級閉環仿真、驗證和分析, 仿真結果可為推進系統匹配特性評估、推進電機性能優化、動力電池選型提供參考依據。
1 AUV推進系統分析
某型AUV載體采用魚雷外形和模塊化設計方案, 主要用于執行深海近底探測任務。AUV直徑533 mm, 長4.5 m, 最大航速3 kn, 巡航速度2 kn, 續航時間24 h。根據總體設計要求, 開展滿足AUV機動性的推進系統設計。
1.1 AUV推進系統組成
該型AUV以走航式探測作業為主, 總體核心指標為航速和續航時間, 因此推進系統采用單主推進器方案, 螺旋槳布置在AUV艉部, 以降低其整體阻力, 提高推進效率。推進系統由動力電池、推進電機和螺旋槳等主要部件組成, 螺旋槳由推進電機帶動旋轉, 產生航行所需要的推力, 動力電池為推進電機提供能量。
展開 涵道風扇電推進系統關鍵應用技術探討
涵道風扇電推進系統經過數十年發展，在理論研究方面取得了一些成果，但就其作為航空器的動力裝置而言，整體上尚處于探索階段，在工程應用方面還面臨一些困難，主要體現在兩個方面：一是涵道風扇推進系統本身的力效、推重比、可靠性等性能指標仍需提升，涉及的涵道風扇優化設計、高功質比電驅動系統設計等技術需繼續改進；二是涵道風扇推進系統在航空器上帶來了新的集成技術問題，如涵道風扇與機翼
/
機體的復雜氣動干擾、電推進矢量推力
/
氣動力控制耦合、大功率大電流電磁兼容等，這些問題一定程度上形成了阻礙。
本文圍繞涵道風扇電推進系統在航空器上的應用，梳理對涵道風扇推進系統的技術需求，探討制約其應用的關鍵技術問題和解決思路。
國內外發展概況及應用前景
國內外發展概況
涵道風扇的研究始于
20
世紀
60
年代，在綠色航空和航空電氣化推動下，對涵道風扇電推進系統的研究已經取得了一些進展。
1918
年茹科夫斯基提出的渦流理論和
1922
年
Glauert
建立的有限翼展理論，為涵道風扇氣動設計提供了理論基礎，建立了研究幾何特性和氣動特性之間關系的方法
。隨著
CFD
方法的推廣，不僅涵道風扇氣動性能計算的精度得以改善，涵道風扇的設計效率也在逐漸提高
。針對
CFD
計算中風扇旋轉帶來的計算網格更新問題，發展了嵌套網格方法、
MRF
滑移網格方法和動量源方法
。通過理論分析與試驗研究，業界對影響涵道風扇氣動性能的設計參數及耦合關系有了更深刻的認識，設計參數主要包括涵道直徑、涵道長度、槳盤實度、槳葉型面、涵道唇口半徑、槳尖間隙、涵道出口擴張角等。
展開 載人登月航天器推進系統方案選擇分析
摘要:載人登月航天器完成近月制動和著陸下降等空間任務，需要裝載大量推進劑，推進系統方案選擇是航天器總體方案設計優化的重要組成部分。建立了推進系統關鍵組件設計仿真模型，仿真分析了推進系統質量和干重系數隨推進劑裝載量的變化規律，并對比了20 t級載人登月航天器擠壓和泵壓推進系統方案。結果表明:推進系統方案質量與推進劑裝載量有關，推進劑裝載量越大，泵壓推進系統輕量化優勢越大，主要由泵壓系統貯箱質量較輕導致；球形封頭貯箱輕量化可采用增加貯箱封頭直徑的技術途徑，橢球形封頭貯箱輕量化可采用增加貯箱圓柱段長度的技術途徑；對20 t級載人登月航天器算例進行仿真分析表明，從實現系統輕量化角度出發，宜選用泵壓推進系統方案。
關鍵詞:載人月球探測；航天器；推進系統；仿真分析
1 引言
推進系統是航天器的重要組成部分，為航天器軌道機動和姿態控制提供推力和控制力矩。隨著空間探測任務的日益廣泛，推進系統在航天器中的作用以及質量占比越來越大，推進系統方案和性能的優劣顯著影響航天器設計水平和任務效益[1-3]。航天器通常選用空間應用成熟度高的液體推進系統，液體推進系統按照推進劑輸送方式主要分為擠壓推進系統和泵壓推進系統，擠壓推進系統方案因其系統簡單可靠的突出特點在航天器中應用最廣泛[4-8]。
在載人月球探測任務中，航天器為運送航天員和載荷逃逸出地球完成月球探測和返回，需要裝載大量推進劑為探測任務提供需要的速度增量。推進系統方案選擇需要考慮技術基礎、系統性能、輕量化、可靠性和安全性等因素[9-14]。本文從推進系統輕量化角度出發，建立推進系統關鍵組件設計仿真模型，研究分析航天器擠壓和泵壓推進系統質量變化規律、關鍵影響因素及其應用優勢，為載人月球探測航天器推進系統方案選擇提供支撐。
展開 
河北經研院設計中心攜手Bentley，推進變電站三維數字化設計
攜手推進變電站數字化進程
在電網數字化的推進過程中，BIM技術起著至關重要的作用，而河北經研院設計中心與Bentley軟件的聯手合作將為這一數字化進程提供強大的助力。
河北經研院設計中心具有電力行業設計、咨詢“雙甲”資質，主要致力于電網項目的可行性研究、工程設計、新技術研究推廣和應用以及設計標準編制等業務，是國網河北省電力有限公司的電網技術中心和人才培養基地。
Bentley致力于提供全面的可持續性基礎設施軟件解決方案，通過幫助基礎設施行業充分利用信息技術、學習、最佳實踐和全球協作以及推動專注于這項重要工作的職業人才的發展，為基礎設施行業提供長久支持。多年來持續投資于國內電網數字化業務，并推出了系列產品和解決方案，在眾多項目上樹立了成功典范。
根據合作備忘錄，雙方將在變電站三維數字化設計方面展開全面合作。其中，Bentley方面將為河北經研院設計中心提供強大的人員與技術支持，分享最新的技術，支持其完成國網三維設計標準的細化和工程數據中心的建立，共同推動重點BIM項目的成功。同時，河北經研院設計中心方面將大力推進Bentley變電方案的應用，積極參與有關課題的研究。雙方也將以此合作為契機，立足中國、放眼國際，開展更深入的合作。
展開 中鼎智能熱系統聯手福斯共同推進浸沒式液冷技術
來源 | 哈爾濱新聞網
近日，安徽中鼎智能熱系統有限公司與福斯潤滑油（中國）有限公司在上海簽訂戰略合作協議，建立長期全面的戰略合作伙伴關系，共同推進浸沒式液冷技術，共同為數據中心、儲能、新能源汽車等應用領域開發先進熱管理解決方案。
福斯是一家源自德國的全球性集團，90多年來一直致力于研發、生產和銷售潤滑油及相關專業產品，從地下礦井到汽車、家電、航空航天等復雜的機械加工制造，福斯產品都能滿足客戶特定的需求。
作為全球潤滑專家，福斯擁有深厚的技術儲備、完善的研發體系和專業的研發團隊，而中鼎智能熱系統作為中鼎集團在熱管理方面的先鋒隊，其創新浸沒式液冷技術的應用已取得突破性進展。
此次福斯與中鼎智能熱系統的合作，將推動雙方在浸沒式液冷技術領域就產品、熱管理系統和市場應用等方面達成一系列共識，并繼續展開深入探索。
福斯中國首席執行官朱慶平表示：“福斯秉持為儲能和數據中心行業客戶提供高品質、性能卓越的浸沒式熱管理產品和一體化解決方案的承諾。中鼎智能熱系統作為我們的關鍵戰略合作伙伴，我們將繼續發揮技術優勢，與其通力合作，推動行業創新，為儲能和數據中心行業提供更高效、可靠和安全的產品和技術。”
中鼎智能熱系統總經理汪新云也表示：“儲能和數據中心的快速發展是智能化、電動化時代的必然產物，在雙碳目標的引領下，高效的浸沒式液冷系統成為主流發展趨勢。值得欣喜的是，我們在今年1月份獲得了首個儲能浸沒式液冷系統訂單，并選擇使用福斯潤滑油。同時，我們將與福斯聯合研究數據中心浸沒式液冷系統。我們對未來的發展充滿信心，并將共同努力，以實際行動落實雙方共同愿景。”
展開 超越航空選擇VerdeGo的混合動力推進系統
超越航空近日選擇了另一家初創公司VerdeGo航宇，為Vy 400城際垂直起降（VTOL）飛行器的未來版本提供混合動力推進系統。而超越公司正在研發的希望在2023年獲得適航認證的Vy 400基礎版采用的是渦輪驅動。
一、超越航空開發6座傾轉旋翼VTOL飛行器Vy 400執行城際空運，第一代產品將采用渦輪動力。
Vy 400是一款6座傾轉旋翼垂直起降飛行器，設計這款飛行器的主要目的是在市中心的垂直起降點間提供短途空中運輸。由單個1700軸馬力的加普·惠PT6A-67F渦輪軸發動機提供動力，總重量約3171千克的飛行器設計續航里程為724公里，其巡航速度為724公里/小時（390節）。
超越航空目前正在對只有標準大小五分之一尺寸的原型機進行飛行測試，一邊在尋找恰當的飛行器控制原則，另一邊也在籌集資金以建造一款標準尺寸二分之一大小的原型機，在這項工作完成后，公司還計劃繼續完成全尺寸載人原型機的測試。
01
超越航空的城際垂直起降飛行器Vy 400，其后期的改進型可以使用混合動力或電池電力驅動系統。
二、Vy 400發展型將采用Verdego公司的集成分布式電推進系統——IDEP-H7系統
Verdego公司的集成分布式電力推進（IDEP）系統將為未來的Vy 400混合動力版或完全電力推進版提供可行性方案。該公司表示，集成分布式電力推進系統將提高Vy 400的效率和續航力。
展開 AAM和REE Automotive共同開發新型電力推進系統 專用于電動汽車
蓋世汽車訊 5月7日，全球領先的動力傳動和金屬成型技術一級汽車供應商美國車橋制造國際控股有限公司（American Axle & Manufacturing，AAM）與以色列電動汽車公司REE Automotive（REE）宣布，將共同為電動汽車開發電動推進系統。目前，REE正在與特殊目的收購公司10X Capital Venture Acquisition Corp（10X SPAC）合并上市。
（圖片來源：AAM）
根據協議，雙方將利用AAM的系統集成功能，并重點關注降低NVH（噪聲、振動和粗糙度），從而將AAM高效輕量化的下一代電驅動單元整合至REE的高度模塊化和顛覆性的REEcornerTM技術中。其中，AMM下一代電驅動單元采用完全集成的高速電機和變頻器技術，而REEcornerTM技術可為多種商用車輛應用提供完全平坦的EV底盤。該REEcorner技術將關鍵汽車部件（如轉向、制動、懸架、動力總成和控制）集成到底盤和車輪間的區域，從而顯著提高功能和經濟優勢。電動驅動裝置研發工作將在底特律AAM的先進技術和開發中心（Advanced Technology and Development Center）進行，并計劃于2021年底交付原型。
AAM董事長兼首席執行官David C. Dauch表示：“很高興與REE合作將全新電動汽車技術推向市場。通過此次合作，AMM可以使用REEcorners電驅動技術，這一點對于AMM電動推進系統的業務發展和新產品的市場擴展而言非常重要。我們相信，與REE等先進技術公司合作將加速AAM的發展，不斷向市場提供電動解決方案。”
展開 檢查微型晶片的光學系統
成像系統>包括光柵
任務/系統說明
亮點
? 在復雜光學系統中，包含光柵（如，非常大的數值孔徑(NA)）
? 嚴格分析光柵衍射效率
? 考慮入射光的方向分布
說明：光源
說明：光束分束器
說明：檢測透鏡系統
說明：微型晶片
說明：檢測物鏡
說明：探測器
結果：3D光線追跡（只有0級）
結果：3D光線追跡（所有級）
結果：光線追跡
結果：場追跡
結果：線性偏振光的場追跡
文檔和技術信息
UTC即將推出混合電推進飛行演示驗證系統
同時，計劃在3月底召開的行業會議上公開展示UTAP負責的混合電推進飛行演示驗證系統（hybrid-electricpropulsion flight demonstrator）。
據國際自動機工程師學會（SAE International）主辦的美國航空技術會議（Aerotech Americas）網站稱，“Project 804”混合電推進演示驗證系統將于3月26日至28日在美國南卡羅來納州查爾斯頓進行展出。UTC的競爭對手霍尼韋爾和賽峰集團也正在研發混合電推進系統。
UTAP創新單元負責的混合電推進飛行演示驗證系統項目
先進項目執行經理詹森·蔡（Jason Chua）表示：“UTC首席技術官（CTO）保羅·埃雷蒙科（Paul Eremenko）發起創立了UTAP，旨在協助UTC以初創公司的思考方式和行事方式，通過快速構建產品和服務的演示驗證系統，從企業內部打破傳統的業務流程”。
UTAP的理念與空客硅谷前哨公司A3的章程相似。埃雷蒙科曾為A3的第一任首席執行官，而詹森負責其中一個項目。隨后埃雷蒙科被提升為空客的首席技術官，從空客離任后成為UTC的首席技術官。
詹森認為“UTAP可以使UTC脫離傳統（航空航天）技術開發時間表，集中研發力量快速進行多學科、最小化的可行產品開發，從而使UTC能夠以更快的速度與初創公司開展競爭”。
展開 諾丁漢大學將建造飛機高速高功率電推進系統地面試驗設施
英國諾丁漢大學將開發一套設施，用于飛機高速、大功率電力推進系統的地面測試。這是歐盟潔凈天空2計劃下名為“點燃（Ignite）”的項目的一部分。該項目瞄準支線飛機電動力系統開展研究，項目周期4年、投資90萬歐元（103萬美元）。項目團隊包括諾丁漢大學電氣與電子工程學院、英國航宇技術研究所（ATI）以及意大利那不勒斯的Aeromechs公司（成立于2011年，致力于飛機電推進系統開發）。
諾丁漢大學電氣與電子工程學院助理教授楊濤表示：“該項目將展示高速、大功率發電技術，這些技術對于未來的混合動力和全電動飛機至關重要。Ignite項目實質上是為混合動力飛機建立一個發電通道。”地面測試設施將建于諾丁漢大學大赦年校區（Jubilee Campus）的航宇技術中心。
01 Ignite項目研發的試驗設施將用于電動支線飛機高速、大功率發電系統的地面試驗
“Ignite項目正著眼于利用高速旋轉機械發電，”楊濤表示，“我們正在關注的功率水平是45千瓦，在35000轉/分時過載能力達到90千瓦。”這是一個非常高速，高功率密度的發電系統，主要針對小型支線飛機。然而，我們從中獲得的知識經驗可以擴展到更大功率水平的大型客機上。”
Aeromechs公司首席執行官貝尼亞米諾·圭達（Beniamino Guida）表示，與諾丁漢大學團隊合作研發Ignite項目有助于“提高公司在飛機電氣系統監控方面的能力提升”。Aeromechs公司曾在潔凈天空1計劃下研發了電力中心，并在ATR72多電飛機上進行了飛行驗證。
展開 
分布式電推進飛行器高性能螺旋槳設計
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研究背景
全球航空業的飛速發展，越來越多的航空制造商和運營商將目光聚焦于航空節能、環保及可持續性，動力系統革新尤為受關注。在眾多創新概念中，分布式電推進系統技術展現出了較為明顯的發展潛力，其被認為能夠極大地降低燃油消耗和各類排放，并被視為有潛力在2030年后投入使用的、極有前景的民用綠色航空解決方案，已經成為美俄等國航空技術戰略發展的主要方向之一。
與常規飛行器相比較，分布式電推進飛行器全機性能主要由分布式動力系統與機翼之間的耦合特性所決定，因此其氣動設計問題已由傳統機翼的干凈外形設計問題轉變為分布式動力與機翼強耦合下的最優特性設計問題，這對分布式電推進飛行器的動力系統和機翼等均提出了不同的要求。如美國X-57全電飛機所采用的分布式螺旋槳就與傳統螺旋槳不同，它是作為一種特殊的增升裝置，以改善飛機滑跑起降狀態下的升力特性為目標進行設計，被稱為“高升力螺旋槳”。因此，需要進一步結合分布式電推進飛行器發展，探討新型高性能動力單元和分布式動力系統的設計思想和設計方法，為下一步開展創新性研究提供建議和指引。
圖1 X-57分布式電推進飛行器
2
主要內容
以類X-57分布式電推進飛行器為研究對象，脫離了傳統螺旋槳僅僅追求高推進效率的思路，提出并發展了以單位能量下獲得螺旋槳/機翼綜合氣動效率最優為目標的高性能螺旋槳優化設計思路和方法。
展開 免費飛機設計：MAV微型飛行器研究進展與總體設計
免費飛機設計：MAV微型飛行器研究進展與總體設計.pdf
IC設計 | 三星電子DSP公司Semi Five正推進收購Hanatec
Semi Five準備收購的Hanatec是成立于2014年的芯片設計公司。2019年被認證為三星電子DSP公司。業界評價，Hanatec在ASIC(特殊應用集成電路)開發領域具備較強的技術能力，同時公司也具備利用14nm至5nm先進工藝進行項目開發的經驗。
據悉，與Hanatec收購有關，SemiFive公司通過近期推動的系列B投資募集，預計將籌集到了充足的資金。該公司繼去年吸引規模為431億韓元（約2.3億人民幣）的系列A投資后，最近正在進行1400億韓元（約7.6億人民幣）規模的系列B投資募集。
業內相關人士表示：“TSMC的主要芯片設計企業GUC擁有約500名員工，銷售額達到5000億韓元左右，相比之下，韓國國內企業銷售額較少，人力也只有100-200人的水平“，并稱“SemiFive為了具備更大的規模和實力，因而積極推進收購合并。”
只是，有業內人士指出，與Semi Five在外形上實現的超高速增長相比，其技術競爭力卻無法達到同等水平。并認為，在尚未正式實現銷售額的情況下，Semi Five企業價值之所以被高估，可能是由于對RISC-V等主力業務的預期心理所致。
有個例子可以說明，就是是否接到三星電子Foundry所下發委托課題訂單。三星電子最近針對DSP合作公司下達了利用5nm最尖端工藝的兩項委托課題。第一項是面向北美大型客戶的汽車用半導體，第二項是進入智能手機的通信調制解調器芯片。
據悉，Semi Five應征了上述兩項委托課題，但汽車用半導體委托課題被三星電子最大的DSP公司—CoAsia所擊敗，因而獲取訂單失敗，而通信用調制解調器芯片委托課題也被成立僅4年的新生設計企業WetheMAX所擊敗。
展開 4大微型制冷系統技術發展趨勢
實驗結果表明，在制冷量為 100 W 的條件下，改變制冷劑的充注量，串聯蒸發器系統 COP 變化范圍為1. 81～3.22，并聯蒸發器系統 COP 變化范圍為 1. 51～2. 91; 串聯蒸發器系統第一級制冷量大于第二級; 在并聯蒸發器系統中由于制造工藝等誤差，兩個蒸發器制冷劑的分配量是不同的。
P.A.de Oliveira等設計了一套基于蒸氣壓縮制冷循環的噴霧冷卻系統，用于高熱流密度電子器件的冷卻，如圖 4 所示。
冷凝器出口的液態制冷劑在微型噴嘴的作用下噴射到加熱塊表面，吸熱蒸發帶走熱量。作者建立了噴霧腔體的數學模型并通過模擬給出了噴嘴直徑、噴嘴空間位置、制冷量和 COP 的變化關系，結果顯示制冷量可達 560 W。
圖 5 所示為該系統的噴霧腔體的模型。
Ｒ.P.Yee 等對一套用于冷卻電子器件的微型蒸氣壓縮制冷系統進行了熱動力學分析和設計，模型如圖 6 所示。
結合基本原理和經驗公式建立了一套用于評估微型制冷系統性能的數學模型，通過模擬確 定了微型制冷系統均衡競爭傳熱和壓降影響的最佳尺寸的存在。并通過實驗進行了驗證，實驗系統的制冷劑為Ｒ134a，換熱器尺寸為 50 mm×50 mm×12 mm，系統制冷量為110 W，COP 為1. 5～1. 9，與同等尺寸的熱電制冷系統相比，制冷量增加65%，COP 提升了5 倍。
表 1 總結了近年來國內外文獻中提到的微型蒸氣壓縮制冷系統，列出了其主要性能參數。
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