基于两级卡尔曼滤波器的三旋翼无人机执行器异常行为诊断

针对三旋翼无人机执行器异常行为,设计了基于两级卡尔曼滤波器的异常行为诊断算法。对三旋翼无人机执行器异常时的动力学特性进行分析,并在悬停状态下进行近似,得到系统状态空间方程。基于卡尔曼滤波器设计异常行为估计子滤波器,得到无人机执行器异常行为的最优估计。引入耦合方程将最优估计代入状态估计子滤波器,得到状态误差最优估计,并将系统状态和异常行为进行隔离,实现执行器异常行为诊断。最后通过数值仿真进行了验证,结果表明所提算法能够较好地对执行器异常行为进行诊断。

航天器中润滑球轴承疲劳寿命数值仿真

航天器通常处于加速度变化、振动、冲击以及温度梯度等极端条件,因此,固体润滑球轴承的疲劳寿命受到多种因素影响,对其数值模拟具有复杂性和高难度性。为此,提出航天器机构固体润滑球轴承疲劳寿命数值模拟方法。确定轴承类型以及相关结构参数、详细计算轴承的应力、屈服应力以及应变率等变量值,构建轴承的有限元模型;设定不同实验条件,对轴承疲劳寿命数值仿真测试,获取轴承的疲劳损伤规律。分析结果表明,航天器机构固体润滑球轴承疲劳寿命数值与轴承载荷、应力值、转速以及摩擦系数、轴承自身尺寸等因素相关;轴承会随着载荷、应力值、转速以及摩擦力的增加而缩短自身疲劳寿命,与此同时,轴承会随着尺寸的增加而提升自身的疲劳寿命值。

数字赋能航空类专业教学与服务创新耦合机制研究——以滨州学院为例

随着我国教育体制的改革深入,职业教育的发展越来越受到国家和社会的广泛关注。2022年5月,国家对职业教育法进行了首次修订,明确了职业教育与普通教育具有同等重要的教育地位。航空类专业是典型本科类职业教育的范畴,是应用型人才和技术型人才培养的重要学科。受新冠肺炎疫情影响,航空业遭受巨大冲击,尤其是飞行学员培训发生了巨大转变.

面向中小学生的航空科普内容与课程体系建设探究

科学普及作为国家创新发展的重要支撑,其重要性日益凸显。航空产业是保障国防建设和经济发展的战略性产业,具有不可替代的地位,开展航空科普意义重大。通过梳理航空发展史、解剖航空器、分析航空器各个系统,构建航空科普课程体系,将复杂的航空知识转化为面向不同层次学生的科普知识,以期提高学生的科学素质,培养学生的创新和实践能力,激发学生对航空事业的兴趣和热情,为国家航空产业发展储备专业人才提供理论支持和实践指导。

全生命周期视角下民航飞行技术专业学生学业预警机制研究

用民航飞行员培养的全生命周期视角,从核心胜任力、作风胜任力、心理胜任力三个维度出发,运用数据信息挖掘技术,由分析民航飞行技术专业学生的学习数据入手,针对影响民航飞行技术专业学生学业质量的主要要素,探索构建学业质量与效果的全程评价、学业目标规划的动态监测、学业质量问题的实时分析与预警和学业及时干预的四位一体民航飞行技术专业学生学业预警机制。

混合-拟蒙特卡洛法在地球辐射外热流计算中的效率评估

空间外热流仿真计算是航天器热控设计以及地面试验验证的关键技术之一。传统蒙特卡洛法(MC)抽样的随机性问题导致其计算地球红外和反照辐射外热流的收敛速度慢。为解决这一问题,文中首先分析比较外热流积分各个随机变量维度对积分的贡献程度,发现前四维随机变量对积分贡献程度最高。之后在外热流积分的前四维度中,将拟蒙特卡洛法(QMC)代替传统MC,对所求目标面元光线发射点和方向进行采样,其他积分维度仍采用MC,该方法将MC和QMC混合到一起计算外热流。最后以某航天器为算例,通过大数据光线追踪实验得出外热流准确度和收敛速度。研究结果表明,混合-QMC计算地球红外和反照辐射外热流的准确度始终优于传统方法。进一步的分析表明,该方法在地球辐射外热流准确度上的收敛速率,优于传统方法所呈现的收敛速度值(即-0.5)。此外,在面元地球辐射外热流求解的光线追踪过程中,若面元所发光线不存在反射的情况,混合-QMC方法能够更准确快速地求解其外热流。将混合-QMC应用到地球辐射外热流计算中,可以在一定程度上提高计算效率。

椭球弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟

低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击.本文采用AUTODYN软件进行了椭球弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏碎片云的数值模拟.给出了三维模拟的结果.研究了在相同质量的条件下,不同长径比椭球弹丸以不同速度和入射角撞击防护屏所产生碎片云的特性,并与球形弹丸撞击所应产生的碎片云特性进行了比较.结果表明:在相同的速度下,不同长径比椭球弹丸撞击的碎片云形状、质量分布和破碎程度是不同的,随撞击入射角的增加弹丸的破碎程度增大,滑弹碎片云的数量增加;随撞击速度的增加,弹丸的破碎程度也增加.

超高速撞击弹丸形状效应数值模拟研究

为保证在轨航天器的安全运行,微流星体和空间碎片的防护成为现有航天器,特别是长寿命、大尺寸航天器设计时必须考虑的问题。本文采用AUTODYN软件进行了不同形状弹丸超高速撞击whipple防护结构的数值模拟,对不同形状弹丸撞击Whipple防护结构的撞击极限曲线进行了比较,分析了各形状弹丸撞击防护屏后形成的碎片云状态,以及分析了各撞击极限曲线之间差异的原因。不同形状弹丸对Whipple防护结构的损伤能力有很大差异,弹丸破碎和碎片云分散程度随弹丸速度、长径比和撞击方向的改变而改变。

基于STM32的微型飞行器飞行稳定控制系统设计

设计了一种微型飞行器飞行稳定控制系统,该系统以STM32单片机为主控,实时检测微型飞行器飞行过程中的俯仰角、航向角、横滚角等飞行参数,通过飞行控制、姿态测量、通信传输和控制显示等模块数据交联,确定其准确姿态和位置,可实现飞行的精准控制和定点巡航功能,并保证飞行器的安全可靠。此研究在一定程度上可促进微型飞行器在军事民用等领域的应用。

双层防护屏结构的正撞击研究

以惠普尔 ( Whipple)防护屏结构为例 ,通过实验研究了铝合金柱状弹体以第一门槛值附近的速度正撞击 LY1 2合金防护屏的特点 ;研究了不同速度下防护屏损伤随速度的变化规律 ;对于速度在第一门槛值附近的速度正撞击 ,得到了撞击速度、防护屏及靶体厚度。

注意力聚集无锚框的孪生网络无人机跟踪算法

针对无人机目标跟踪过程中经常出现角度变化、形变、相似物体干扰等问题,提出轻量级注意力聚集无锚框的孪生网络无人机实时目标跟踪算法.考虑到无人机高空视角跟踪目标较小,在特征模板两分支中引入高效通道注意力机制,能够有效获取目标的语义信息和细节信息.在融合两层响应的基础上,引入空间注意力机制,能够有效地聚合注意力特征,同时扩大模型的视野范围.引入无锚框机制,针对每个像素进行分类和预测回归目标框,减少了模型复杂度,大大降低了计算量.在UAV123@10fps、UAV20L和DTB70等无人机跟踪数据集上与多个当前比较流行的算法进行对比实验,结果表明,所提算法在3个无人机数据集上的平均跟踪速度达到155.2帧/s,在多种复杂环境下,均能实现对目标的有效跟踪.

加强“双资质”教师队伍建设 培养应用型飞行专业人才

分析了飞行技术专业中"双资质"教师队伍建设的必要性,根据行业特点和专业需求,构建了飞行技术专业"双资质"教师队伍知识能力结构标准。提出了相应的培养对策及评价、建设和管理方法。最后,根据民航行业需求,论证了"双资质"德育教师队伍的建设和管理问题。

防护结构在斜撞击下的行为研究

以惠普尔（ Ｗｈｉｐｐｌｅ） 防护屏结构为例， 通过实验研究了铝合金柱状弹体以第一门槛值附近速度斜撞击 Ｌ Ｙ１２合金防护屏的特点；研究了不同速度下、不同撞击角度下， 防护屏损伤的变化规律；对于速度在第一门槛值附近的斜撞击， 得到斜撞击存在一个临界入射角度。当入射角度大于临界入射角度时， 发生滑弹现象； 入射角度越大， 产生的滑弹碎片数量就越多。

一种无人直升机定高飞行控制系统的设计与仿真

为提高无人直升机定高飞行控制系统稳定性和快速性,通过建立无人直升机动力数学模型,在模型指导下调整控制器参数,提高闭环系统的控制性能,并用MATLAB完成系统仿真,通过性能评估与串联、反馈校正,提高系统性能指标,改善无人直升机定高飞行品质,该方法可有效减小建模工作量和难度,直观表现无人直升机的定高飞行控制过程.

电熔镁控制技术的发展现状与展望

介绍了电熔镁控制当前的理论研究及发展状况,总结分析了电熔镁控制的几种策略,剖析了传统电熔镁控制存在的问题,指出了电熔镁控制技术的发展方向.

非球弹丸超高速撞击航天器防护结构数值模拟

采用AUTODYN软件对非球弹丸超高速正撞击航天器单防护屏防护结构进行了数值模拟,给出了2维及3维模拟的结果。研究了在相同质量和速度的条件下,不同形状弹丸长径比、撞击方向等对超高速撞击防护结构所产生碎片云特性及舱壁损伤尺寸的影响,并与球形弹丸撞击所产生的碎片云及舱壁损伤进行了比较。结果表明:弹丸的长径比越大,弹丸的穿孔能力越强;非球弹丸的撞击方向不同,所产生的碎片云形状、质量分布、破碎的程度和穿孔的能力是不同的。

弹丸超高速撞击铝靶成坑数值模拟

低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击,损伤航天器飞行关键系统,进而导致航天器发生灾难性的失效。微流星体及空间碎片防护结构设计,是航天器设计的一个重要问题。采用AUTODYN软件进行了弹丸超高速正撞击及斜撞击铝靶成坑的数值模拟,给出了二维及三维模拟结果。研究了弹丸密度、弹丸形状、板厚度、弹丸速度、弹丸直径和弹丸撞击入射角等对靶成坑的影响。模拟结果同实验结果进行了比较,模拟的成坑形状和特征尺寸同实验相吻合。验证了数值模拟方法的有效性。

航天器波纹防护屏高速撞击实验研究

微流量及空间碎片的高速撞击威胁着航天器的安全运行 ,导致其严重的损伤和灾难性的失效。本文给出和分析了柱状弹丸高速撞击铝合金波纹防护屏 Whipple防护实验研究的结果。结果表明 :波纹防护屏具有分散不同入射角弹丸高速撞击所产生碎片云损伤能量的特性 ,并能降低弹丸滑弹碎片对航天器外部结构和子系统的损伤 ,该防护结构的防护性能优于铝合金板防护屏 Whipple防护。

反作用轮扰动对航天器结构动态特性的影响分析

反作用轮是影响航天器姿态控制系统精度的主要扰动源之一。为了研究反作用轮扰动对在轨航天器产生的影响,并采取相应的控制方法和隔离系统,分析了引起反作用轮扰动的原因,建立了基于反作用轮扰动试验模型的扰动精细模型。在此基础上建立了航天器整星在轨状态结构有限元模型,将反作用轮扰动作为激励源,进行了整星在轨状态结构动态特性仿真,详细地分析了反作用轮扰动对整星结构动态特性的影响。仿真分析结果可以准确地预测反作用轮扰动对在轨航天器动态特性的影响,有利于航天器星载设备的分布和安装,可以提高星载设备的精度和性能,并为航天器姿态控制系统设计和地面试验提供了参考和依据。

航天器防护方案高速斜撞击实验研究

给出和分析了柱状弹丸高速斜撞击铝合金Ｗｈｉｐｐｌｅ 防护方案实验研究结果． 结果表明，Ｗｈｉｐｐｌｅ 防护方案对高速斜撞击的响应不同于高速垂直撞击的响应，高速斜撞击具有分散撞击所产生碎片云损伤能量的特性，能产生严重损伤航天器外部结构和子系统的滑弹碎片． 滑弹的临界入射角在６５°～７５°． 低于此角对靶件造成的损伤严重；超过该角对滑弹观察板造成的损伤严重，对滑弹观察板造成的损伤集中在与防护屏成１５°的区域． 因此，航天器防护方案的选择必须考虑空间碎片高速斜撞击的影响．