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车辆与航空、船舶等运载工程技术的跨界渗透与军民融合发展,成为新一轮科技革命和产业革命的大趋势。研究所主要围绕军用车辆、飞行汽车、电动航空器和舰艇等特种车辆与机动装备,开展平台系统与动力推进技术研究,取得了一系列创新成果。主导成立了“通用航空技术研究中心”。

 

特种车辆研究方向

特种车辆方向主要基于材料、结构与力学等学科基础,开展特种车辆与机动装备的碰撞安全性、轻量化、振动与噪声控制等研究。

作为国内最早开展汽车碰撞技术与安全设计方法研究的团队,针对特种车辆对地雷及简易爆炸物的防护问题,突破车体爆炸冲击载荷测试技术、超高应变率下材料与结构的性能表征方法、结构及爆炸流场复杂系统数值模拟等关键技术,研究爆炸冲击载荷对车辆结构的毁伤机理及其防护途径,基于物理假人及有限元人体模型,研究爆炸冲击环境下车内人员的损伤机理以及评价方法;已经系统建立了完备的多工况乘员和行人碰撞损伤机理、评价和防护研究体系。相关成果已拓展应用到登月返回器着陆冲击防护、水下非接触爆炸舰艇乘员抗冲击装备设计和舰载机弹射起飞乘员安全性评估。

在轮式和履带式特种车辆、潜艇动力机械装置和陆基/海基导弹发射装备的振动冲击动力学与减振缓冲系统、轻型复合装甲防护与隐身体系的优化设计与实验评价技术等研究方面,横跨汽车工程和多种专用运载平台及特种装备技术领域,注重于关键技术及高端应用研究,在解决特种运载平台和装备系统的相关疑难关键技术问题方面具有突出的竞争力。


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特种车辆抗爆结构设计


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爆炸冲击环境下车内人员安全性评价与防护


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乘员碰撞防护技术在航天和舰船领域的应用


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乘员碰撞防护技术在航天和舰船领域的应用


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液阻减振装置3D流-固-热耦合系统动力学特性仿真分析


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轻型复合装甲设计分析技术研究


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导弹发射装备冲击振动分析评价

特种动力研究方向

特种动力方向主要基于发动机热力学与流体力学等学科基础,开展发动机涡轮增压、涡轮混合电推进及电动推进系统热管理研究,研究成果获国家科技进步二等奖2项,国防科技进步一等奖等省部级奖7项。

在国家973、863等项目支持下,团队开展内燃机和燃料电池增压研究。突破内燃机压比>4单级高增压技术瓶颈,为我国三代陆基机动平台装备“心脏病”问题的解决提供了关键支撑;突破内燃机压比>6两级高增压技术瓶颈,有效促进了我国新一代陆基机动平台装备的研发;首创内燃机变流道对转涡轮复合增压技术,使用该系统的内燃机燃油经济性改善最大可达到7.8%;创新低比转速电动空压机设计技术,突破空气动压轴承技术瓶颈,研发出压比2.5、效率78%的燃料电池电动空压机。

在国家重点研发计划和国际合作等项目支持下,团队以涡轮动力发电和电动风扇推进为核心,开展涡轮混合电推进研究。提出后置回热涡轮发电新构型,设计了回热效率高达80%的后置回热式涡轮发电系统;创新前加载叶型技术,研发出国内首台超临界二氧化碳涡轮发电机原理样机。提出并发展考虑环境涡量效应的涵道风扇设计方法,将国际上风扇比推力综合指标由10提升至12;研制100kgf推力等级的电动航空及飞行汽车涵道风扇推进系统,在相同功率下较涵道螺旋桨推力提高15%,噪声降低5-10分贝。

在国际合作、国家自然科学基金重点等项目支持下,开展电机、动力电池和燃料电池等电动推进系统热管理研究。提出电机/风扇耦合设计强化对流换热的电机热管理方法,可有效增大电机电流密度,提高电机功重比;针对高能量密度电池和高功率密度燃料电池热管理瓶颈,提出基于平板热管的电池和燃料电池热管理新方案,研发出先进低成本、轻量化的平板热管系统。


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我国首台涡轮复合增压发动机


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燃料电池电动空压机


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后置回热式涡轮动力发电系统


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超临界二氧化碳涡轮发电机原理样机


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电动风扇推进系统

通用航空技术研究中心

新萄京娱乐手机版下属的清华大学通用航空技术研究中心,前身为2012年成立的清华大学特种动力研究中心,2016年更名为通用航空技术研究中心。中心主要基于汽车电动化的技术及产业基础,以电动涵道风扇推进技术为核心,进行涵道风扇无人机和飞行汽车等的技术攻关与产学研合作研究。


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固定翼电动涵道风扇无人机


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垂直起降电动涵道风扇无人机


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飞行汽车