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2009年度重大研究计划“近空间飞行器的关键基础科学问题”申请指南
(集中接收日期2009年3月1~20日)

日期 2009-03-01   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

  近空间飞行器的发展涉及国家安全与和平利用空间,是目前国际竞相争夺空间技术的焦点之一,是综合国力的体现。本重大研究计划围绕近空间飞行器研究中的重要科学问题,通过多学科交叉研究,增强我国近空间飞行器研究的源头创新能力,为我国未来近空间飞行器的发展奠定技术创新的基础。

  一、科学目标

  以近空间高超声速远程机动飞行器的关键基础科学问题研究为核心,以跨学科的创新理论和源头创新方法为手段,以期在近空间飞行环境下的空气动力学、先进推进的理论和方法、超轻质材料/结构、热环境预测与热防护、高超声速飞行器智能自主控制理论和方法等方面实现如下目标:

  (1)在前沿领域研究方面,形成近空间飞行器关键基础科学问题的创新理论与方法,在国际上占有一席之地,为国家相关技术的形成与发展提供基础源泉;

  (2)在技术方法的源头创新上有所突破,提升我国在相关领域的自主创新能力,支撑相关技术的跨越式发展;

  (3)在该领域聚集和培养一支站在国际前沿、具有理论和源头技术创新能力的优秀研究人才队伍,促进该领域若干个跨学科的基础研究平台的形成,支撑我国近空间飞行器技术的可持续发展。

  本重大研究计划以30~70公里中层近空间的高超声速远程机动飞行器涉及的科学问题为研究重点,在以下几个方面期望获得突破:

  (1)飞行器的气动力和离心力相结合的飞行原理与方法;

  (2)长时间近空间飞行热环境以及非烧蚀防热原理与方法;

  (3)与超声速燃烧等相关的推进机理与方法;

  (4)高温、非平衡、粘性干扰、稀薄气体效应和湍流效应相互耦合作用的机理与预测方法;

  (5)近空间飞行环境的实验及数值模拟理论和方法,计算流体动力学与计算结构动力学耦合的理论与方法;

  (6)超轻质多功能新材料、新构型和材料/结构一体化优化设计方法;

  (7)材料热/力耦合响应机理及热防护结构设计原理与方法;

  (8)智能自主控制理论和可变体飞行原理与飞行控制方法。

  二、2009年度重点资助的领域与方向

  1.近空间飞行环境下的空气动力学

  (1)高超声速飞行基本问题与多学科优化

  近空间高速飞行高温、非平衡、粘性干扰、稀薄气体效应和湍流效应耦合作用机理与气动特性预测方法,气动力、气动热、推进和电磁特性等多学科优化设计理论与方法。

  (2)热环境预测与热防护

  长时间近空间飞行热环境预测以及新型非烧蚀防热、隔热原理与方法。

  (3)高超声速飞行器机动飞行

  宽范围Ma数条件下的机动飞行原理与方法、再入气动物理等问题研究。

  2.先进的推进理论和方法

  (1)超声速燃烧机理

  超声速燃烧理论与方法、超声速流动与燃烧的相互作用、高效进排气与一体化、燃烧室热防护与热环境下流固耦合问题。

  (2)地面实验模拟和流场诊断

  超声速燃烧过程的诊断方法,燃烧性能评价理论与方法。

  (3)新的推进原理和方法

  新型推进原理以及新概念推进理论与方法。

  3.轻质、耐高温材料/结构与热响应预测及热防护

  (1)轻质新材料、新构型和材料/结构一体化优化设计

  围绕轻质、防隔热材料/结构开展:多学科优化设计理论和方法,结构/功能一体化的设计方法,新材料制备和表征方法。

  (2)超高温非烧蚀防热材料

  超高温长时间环境下非烧蚀材料的抗氧化、耐烧蚀、强韧化原理和设计方法,探索新型非烧蚀超高温材料体系与制备方法,揭示服役环境下非烧蚀超高温材料响应机理。

  (3)热防护结构

  新型主/被动结合的防/隔热原理和机制,计算流体动力学与计算结构动力学相耦合的热环境/结构分析与设计方法,材料高温力学及结构热响应的试验方法。

  4.高超声速飞行器智能自主控制理论和方法

  (1)高超声速飞行器的稳定性与机动性协调飞行控制

  面向控制的飞行器动力学建模与验证方法,推进/姿态/气动力/气动热协调控制,参数与状态耦合的不确定非线性智能自适应控制,混合异类多操纵方式复合控制,余度容错高可靠控制,高动态载体运动信息自主获取方法。

  (2)高超声速飞行器的结构控制

  飞行器结构动力学建模与仿真,飞行器运动稳定性和复杂运动分析,结构振动分析与控制,伺服气动弹性、颤振控制,高温结构动力学分析与控制。

  (3)可变体飞行气动原理与控制方法

  可变体飞行器气动原理和气动性能预测,可变体飞行器结构的力学建模与控制。

  2009年度拟在以下研究方向资助“重点支持项目”:

  1.黏性干扰、稀薄气体效应、非平衡效应的流动耦合

  2.长时间近空间飞行热环境预测

  3.超声速燃烧与流动的相互作用

  4.超声速燃烧过程诊断

  5.非烧蚀材料体系及其对服役环境的响应

  6.新型主/被动结合的防/隔热原理

  7.飞行器动力学建模

  8.飞行器智能自适应控制

  “重点支持项目”的申请应紧密围绕近空间高超声速远程机动飞行器的主题,针对以上研究方向自主选题。鼓励四个方面核心科学问题间的学科交叉,注重实验研究,力争在相关科学问题的基础理论、原理和方法上有所突破。课题组中具有高级职称的研究人员应不少于5名。

  三、2009年度拟资助经费和项目

  本重大研究计划拟分5个年度受理申请项目,主要以“培育项目”和“重点支持项目”的形式予以资助。对具有比较好的创新性研究思路或比较好的苗头,但尚需一段时间探索研究的申请项目将以“培育项目”方式予以资助,资助强度每项不低于50万元,实验类研究项目的资助强度每项可达80万元左右;对具有较好研究基础和积累,有明确的重要科学问题需要进一步深入系统研究,同时体现学科交叉特征的申请项目将以“重点支持项目”的方式予以资助,资助强度每项300万元左右。

  2009年度同时受理“培育项目”和“重点支持项目”的申请,经费总额约4 000万元,拟资助“培育项目”20项左右、“重点支持项目”8项左右。“培育项目”执行期为3年,即2010年1月到2012年12月,“重点支持项目”执行期为4年,即2010年1月到2013年12月。

  四、申请注意事项

  (1)申请者在填报申请书前,要认真阅读《指南》。必须在该重大研究计划的核心科学问题内进行选题,同时要体现学科交叉研究的特征以及对解决核心科学问题和实现计划总体目标的贡献。不符合《指南》的申请将不予受理。为避免重复资助,项目申请应注意与重大科技专项、863和973等国家相关科技计划的区别、关联与侧重。

  (2)为加强项目的学术交流,促进多学科交叉与集成,本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年度学术交流会,并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。

  (3)申请书中的资助类别请选择“重大研究计划”,亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”,附注说明均选择“近空间飞行器的关键基础科学问题”,申请代码可根据实际研究内容由申请者自行选择并填写。

  (4) 申请书由数理科学部负责受理。

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