新一代航天运载器发射过程要求气体连接器在运载器点火至起飞与气体连接器分离的时段保持供气状态,并在发射过程振动条件下保持可靠密封。针对任务需求,对原连接器进行了模拟试验,试验证明O形圈端面密封结构不能满足规定的使用要求。在分析的基础上确定将端面密封结构改进为径向密封结构。新型连接器样机通过了地面振动模拟试验,产品装机参加了靶场飞行试验任务,经考核其性能和可靠性满足规定条件下的使用要求,为在其他型号上或领域内的应用打下了基础。

微波接收机系统是射电天文观测不可或缺的信号接收设备。通过制冷可以很大程度上降低接收机的噪声温度，从而提高接收机的灵敏度。在接收机制冷后，杜瓦内外温差达200K以上。由于1．3cm波段接收机的特殊设计，空气中的水汽会在真空窗处与低温密封薄膜直接接触从而遇冷凝结，这将会影响接收机的接收性能。因此，1．3cm波段接收机在真空窗外围设计一个干空气腔体，通过充气系统给该腔体时刻注入新鲜、干燥的空气，用小的泄漏来排除腔体内部陈旧气体。这样，真空窗与外界就始终被干燥的空气隔离开，从而避免了水汽在该位置的遇冷凝结。

为了提高混凝土预制件生产线效率,设计了基于PLC的四轴气动摆模机械手控制系统。该系统以S7-200 PLC为控制核心,Smart 700为人机界面。分析了机械手的结构与功能,在此基础上设计了控制系统的硬件组成,根据机械手的实际作业需要和工作流程的特点,完成了软件系统的编写。试验结果表明该控制系统抗干扰能力强,控制精度高、性价比高、性能稳定、操作简单,同时具有良好的可扩展性和可维护性,能满足摆模需求,符合工业应用要求。

为便于精密机床的微进给控制，研究了一种新型的气压式微位移驱动器。根据微驱动器的工作原理，在简化模型的基础上，对驱动器进行了结构设计，用有限元方法分析了微驱动器与微驱动台的主要性能，并且采用实验验证了该设计的合理性。研究结果表明，该驱动器结构简单、可靠，具有良好的输入输出线性度，耦合位移很小，是一种良好的二维可控驱动方式，在精密加工与精密测量中有着广阔的应用前景。

压缩空气广泛应用于工业生产，但产生压缩空气的效率不高，成为气动系统效率低的主要原因。应用喷雾直接冷却压缩空气以降低压缩能耗，提高气动系统效率，达到节能减排的目的。分析了空气压缩方式、压缩机空气入口温度、喷雾颗粒和不同比体积对压缩机能耗和节能效率的影响。通过计算分析，在喷雾比体积下，采用喷雾直接冷却压缩空气，节能效率最高能达到38．8％，喷雾冷却压缩空气为压缩空气节能提供了一种有效的方式。

针对火力发电厂110MW冷凝器蒸汽回流回路等微型管道的检测和维护问题，研制了一种具备柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人，设计了柔性动力传输系统，实现了机器人的驱动源外置和动力的柔性长距离传输。建立了微型管道机器人在直线管道、弯曲管道的运动学分析和驱动力分析模型，为驱动力外置提供了控制依据。在管径为70mm的复合管道的实验研究表明：该气压驱动微型管道机器人在柔性软轴的作用下，可以有效地获得来自外置动力源的驱动力，能够实现在具有任意曲率半径的微型管道内部行走。

为优化气动发动机设计，提高气动发动机的工作性能，在一台由四冲程汽油机改装的二冲程气动发动机上进行了详细的台架试验。提出一个评价气动发动机性能的新指标——气动发动机平均有效压力和缸内平均压力的比值。采用铜、铝和尼龙三种材料制作相同尺寸的配气滑块进行试验，结果表明配气滑块的质量，对气动发动机动力性有影响。对进气持续角为128°、143°和156°的尼龙材料配气滑块进行试验，试验结果表明增大进气持续角可以提高压缩空气的膨胀效率。在三种不同压缩比的状况下进行了气动发动机试验。试验证明在传统内燃机的基础上改装气动发动机时，增大发动机压缩比，会降低压缩空气的膨胀效率。

为研究新的雾化方式并将其应用于实际的油雾润滑系统中,针对流体动力式超声波喷嘴,设计其雾化性能测试系统。通过测量喷嘴产生的油雾浓度和喷嘴的流量,研究喷嘴在不同进气压力、进出口压差时的雾化性能。研究结果表明：随着喷嘴进气压力的增大,油雾浓度先增大后减小,喷嘴流量先增大后趋于恒定,喷嘴的进口压力最佳值为0.5 MPa;增大喷嘴进出口压差可以明显地提高油雾浓度和喷嘴的流量,喷嘴的雾化性能得到显著提升。

页岩气开采过程中，井下管路内气体与管路的耦合作用，会引起管路振动，这是此类管路振动失效的主要原因。管路振动响应特性与井下管路长度、气体流速及压力等参数有直接关系，因此，研究这些参数的影响对揭示页岩气管路振动规律，提高井下管路安全性及寿命有重要意义。针对页岩气井下管路，在ADINA软件平台中建立有限元分析模型，进行振动模态分析，研究管路长度、气体流速及压力对管路气固耦合振动特性的作用规律。研究结果为页岩气井下管路振动实验研究提供理论指导，同时为气固耦合振动特性研究奠定基础。

为了确定单级气动发动机的最优配气持续角区间，根据该气动发动机的工作原理建立了基于MATLAB／Simulink的仿真模型。在负载扭矩恒定的前提下，通过改变仿真参数，发现输出功率随着配气持续角的增大呈先增大后减小的趋势，气耗率在70°～100°区间内较低，在70°～100°区间内呈迅速增大趋势，而能量利用率的变化趋势与气耗率相反。通过对仿真结果的分析，考虑动力性能指标和经济性能指标，确定气动发动机最优配气持续角区间为80°～100°，该结论可为多级气动发动机的结构设计和控制策略的制定提供参考依据。