不平整跑道激励下飞机起落架随机响应及可靠性分析

采用非线性二自由度系统构建了飞机起落架模型,通过时域噪声刻画了不平整跑道对飞机起落架系统的随机激励,并引入路面不平度系数描述了跑道的不平整程度;基于飞机起落架模型响应的概率密度函数及其统计量,开展了不平整跑道对飞机起落架系统影响规律的研究。应用随机可靠性分析方法以及人体振动舒适性理论,通过建立安全域和舒适域与系统响应之间的关系,分析了起落架模型在不同路面不平度系数下的可靠性,并对乘客舒适性进行了评价。研究结果表明:路面不平度系数越大,系统状态变量的波动越剧烈,系统的可靠性和舒适性与路面不平度系数呈一定的负相关性;在路面不平度系数较小的情况下,系统平均首次穿越时间以及舒适性受随机扰动的影响更加显著。

舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系振动特性研究

端齿式折叠机构可以实现尾水平轴系的折叠,增加航空母舰上停靠舰载直升机的数量;同时,端齿式折叠机构对直升机尾传动轴系振动特性也会产生一定影响。建立了舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系动力学模型,求解分析了轴系各支承处振动响应。首先,分别基于有限元法与应变能法对折叠机构中花键连接部分及端齿连接部分进行等效简化,将花键连接部分等效为径向刚度及转角刚度,端齿连接部分等效为等效环,建立端齿式折叠机构的动力学模型,并通过与有限元仿真对比模态分析结果的方法以验证建模方法的准确性;在此基础上,将折叠装置动力学模型耦合到尾水平轴系中,建立折叠型尾水平轴系动力学模型,求解并分析了轴系振动特性。研究结果表明,各支承中,位移响应最大的在关节轴承处,最小的在主减输出端轴承处;振动响应与支承位置及其刚度阻尼特性有关。该研究可为轴系支承配置研究提供理论指导。

基于装卸顺序的中型机多航段协同配载优化

多航段、多经停的航空货运航班,飞行过程中需要合理控制飞机的重心(CG)位置,保持平衡状态,中转站装卸操作过程中需要避免额外装卸操作,减少时间和劳力浪费,因此,研究多航段航班的协同配载问题具有重要现实意义。根据航空器自身特点与集装器(ULD)装卸顺序,结合各航段飞机装载平衡与过站机场ULD装卸操作要求,通过协调分配各航段ULD和散货位置,建立了中型机联程航班多目标整数线性规划模型。模型考虑了ULD和散货的质量、体积及与舱位的匹配限制,航空器限重、舱位限重、舱位及区域累积限重、上下舱联合限重和CG位置的平衡限制,以及前后航段ULD和散货的连接性约束。根据造成中间机场额外装卸操作的2种原因,基于装卸顺序,提出装卸优化模型,通过ULD的舱内平移,优化了CG,减少了装卸次数。以B757-200F机型为例,在两装一卸、一装两卸和两装两卸3种场景下,采用商用求解器Gurobi,分别针对3种不同目标函数组合进行求解和分析对比。实验表明:所提模型可以有效协调过站货物的额外装卸次数,优化前后两航段的CG位置。

面向战场态势感知的信息融合应用及发展趋势研究

在战争信息化变革的需求牵引以及计算机、网络通信技术的推动下,信息融合技术取得了巨大的发展,并在战场态势感知领域中得到广泛应用。介绍了近年来信息融合技术的发展动态及其在战场态势感知领域的应用成果,分析了信息融合技术在战场态势感知领域中的发展趋势,并着重探讨了信息深度融合处理、分布式协同态势感知、基于人工智能的融合处理等未来研究方向。

波导显示在机载头戴显示领域的应用分析

波导显示技术是一种新型显示技术,在AR领域有重要的应用。首先阐述了波导显示技术的原理、分类和特点,说明其技术特征,梳理技术发展趋势;然后综述了该技术在机载头戴显示领域的应用现状,分析了机载波导头戴显示器的优缺点和应用难点,在此基础上提出了波导显示技术推广至机载领域的未来发展方向,对其发展前景进行了展望。

GH605高温合金在空气中的氧化及氧化膜结焦行为

航空发动机喷嘴结焦积碳会引起燃油雾化效果变差、燃烧效率低,甚至严重危害航空飞行器的安全。以空气为氧化气氛,研究了不同温度下GH605合金的高温氧化特性,以RP-3航空煤油为原料考察了高温下合金表面状态对结焦行为的影响。结果表明:随着氧化温度的升高,合金表面氧化膜以富铬氧化物及(Co,Ni,Mn)Cr2O4尖晶石为主,W、Ni元素较少,合金具有较好的抗高温氧化性能;氧化膜中含有少量的Co催化元素,氧化表面结焦初期仍以典型的催化结焦机制为主,之后转变为非催化结焦机制,焦炭呈无定型颗粒状。

基于GA-BP神经网络的大型客机气流角估计方法

为了解决硬件冗余难以克服的气流角传感器共因故障问题,进一步提高飞机气流角信号的可靠性,研究了基于GABP神经网络的气流角估计方法。通过BP神经网络融合姿态角、加速度、风速等参数来实现不依赖气流角传感器的气流角估计;引入遗传算法对神经网络权值和阈值进行全局优化,提高估计精度;对某大型客机的试飞数据预处理后用于模型的训练和测试。仿真结果表明,训练完成的GA-BP神经网络模型对气流角的估计值贴近实际值,稳定性和精度明显高于BP神经网络。上述方法给飞机增加一个余度的气流角信号,可用于传感器故障时为飞机提供可靠的气流角信号。

俄罗斯预警机装备发展过程研究及展望

俄罗斯预警机继承于苏联,受技术水平、政治和经济等多重因素影响,其现役装备能力已落后于世界先进水平.首先通过对苏联/俄罗斯研发的主要预警机装备情况进行梳理;然后回顾了俄罗斯预警机装备发展历程,对其装备能力现状、技术特点进行了总结;最后结合俄乌冲突中两架A-50预警机被击落事件,对俄罗斯预警机装备未来发展趋势进行展望.

旋翼飞行机械臂固定时间滑模控制

针对旋翼飞行机械臂轨迹跟踪控制中的不确定性和扰动问题,提出了一种基于固定时间滑模观测器的滑模控制算法。首先,在广义坐标系下建立了旋翼飞行机械臂运动学与动力学模型,并设计出固定时间观测器对模型参数不确定性与外部扰动进行估计,通过在滑模中引入分段函数和饱和函数抑制固定时间观测器的抖振,加快其收敛速度。随后,将旋翼飞行机械臂划分为位置、姿态以及机械臂3个子系统,基于固定时间理论,分别对3个子系统设计了新型固定时间滑模控制器,并设计自适应趋近律以抑制滑模控制器的抖振。与传统滑模控制器相比,该控制器具有更快的收敛速度与更好的跟踪性能。利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。最后通过仿真实验验证了所提算法的有效性,该算法对旋翼飞行机械臂轨迹跟踪控制具有较好效果。

CEEMDAN-SE-WT降噪方法在航空发动机燃油流量信号中的应用

燃油流量信号是反映发动机状态和计算飞机排放物排放量的重要信号,但飞机飞行过程中传感器采集信号时不可避免地会受到外界环境以及内部因素干扰。提出一种结合样本熵(sample entropy,SE)的完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与小波变换(wavelet transform,WT)的联合降噪方法。首先使用CEEMDAN对燃油流量信号进行分解得到本征模态分量,利用样本熵筛选含噪分量,并用相关系数与方差贡献率进行复核。对于含噪分量使用小波阈值降噪进行处理。最后将未处理的模态分量和完成降噪的模态分量重构得到最终燃油流量信号。通过与其他方法比较,CEEMDAN-SE-WT方法拥有最高信噪比为85.287,降噪后燃油消耗总量与飞机总重变化最为接近,可以认为该方法较大程度保留了燃油流量信号中的有效特征,为后续计算民机排放物排放总量提供了良好的数据支持。

柔性变形翼结构设计、建模与分析研究进展

未来飞行器设计将面临空域、速域不断扩大、任务适应性要求不断提高的严峻挑战,变体飞行器可为提高飞行性能、扩大飞行包线提供新思路与新方法。采用柔性蒙皮配合相应的支撑结构成为克服传统变体飞行器缺点的主要解决方案。本文首先综述了柔性蒙皮、蜂窝支撑结构、新型智能材料在变体飞行器设计中的研究现状,然后对现有文献中柔性变形翼结构设计、建模与分析方法进行讨论。最后提出现有柔性变形翼结构设计、建模与分析方法存在的问题,以及未来可能的研究方向。

考虑风向不确定性的航班时刻优化

针对风向的不确定会影响航班的飞行时间和到达走廊口的时刻,造成走廊口出现流量过饱和的现象,提出基准风向的概念,并统计整个航季不同月份的基准风向概率;其次依据基准风向概率,以误差平方和与轮廓系数为指标将所有月份聚类为三类;然后基于聚类结果建立考虑风向不确定性的走廊口流量风险模型,并设计了改进粒子群算法实现模型求解;最后以首都机场的航班时刻表为例进行验证。研究表明:上述模型可以在一定程度上缓解风向不确定导致的走廊口流量饱和问题,增强航班时刻表的鲁棒性。相比初始航班时刻表,不同基准风向时的走廊口流量方差分别降低26%和14%,超出走廊口容量的总航班量减少45%。

基于改进YOLOX的机场场面飞机目标检测

机场场面飞机实时监控是远程塔台系统的基础。为实现对机场场面飞机目标快速而准确的检测,提出一种基于YOLOX融合注意力机制的机场场面飞机目标检测方法。在加强特征提取网络中引入卷积块注意力模块,增大对飞机目标空间位置和特征的关注度,同时利用CIoU方法计算目标框回归损失函数,并基于Tensorflow深度学习框架对YOLOX及改进模型开展对比实验。结果表明,YOLOX模型具有较高的检测精度与速度,提出的YOLOX-CT与YOLOX-CS模型的mAP0.5分别达到97.34%及97.28%,FPS值达到46及35。基于YOLOX的改进模型对飞机目标具有较高的检测效率,可保障机场运行安全、提升运行效率。

面向研制需求的超音速民机典型运营场景分析

建立运营场景是超音速民机研制过程的关键环节。为了更好地捕获超音速民机的运行需求,提出了构建超音速民机运营场景的基本原则及要求,确定了超音速民机运营场景的核心内容和结构组成,明确了运营场景必须涵盖的功能及要素,提出了超音速民机运营场景的构建方法和应用环境。并以协和飞机为例,参考协和飞机的飞行手册,从正常模式、故障模式和应急模式三个角度,得出了超音速民机运营场景的具体内容,为超音速民机的运行需求捕获和运营场景开发提供了有效手段和合理方法。

电动飞机分布式螺旋桨—机翼设计分析方法研究

为逐步实现航空器从传统能源到清洁能源的转换,将传统涡桨飞机改型成分布式电推进螺旋桨飞机是目前重要的研究方向。本文以运12F飞机巡航性能为约束,根据动量理论对其改型为分布式螺旋桨飞机后的机翼参数进行修正;从螺旋桨桨盘面积、螺旋桨与电动机匹配关系、螺旋桨质量三个方面综合评估确定分布式电推进螺旋桨个数;根据巡航及爬升任务剖面的拉力需求进行螺旋桨设计;将最终确定的分布式螺旋桨—机翼模型与原型机模型在OpenVSP中进行升阻力对比分析。结果表明,分布式螺旋桨的滑流效应在小速度、大迎角下增升作用更明显,可用于提升飞机起飞及爬升阶段性能指标。在巡航及爬升状态下,分布式螺旋桨上置比下置升力特性更好,升力系数可提高约5%,但在小速度时,升力系数提升的代价是阻力系数增加。本文研究为传统涡桨飞机改型为分布式螺旋桨飞机总体设计提供了参考。

军用飞机部总装工艺流程解析

本文旨在全面细致的剖析军用飞机部总装工艺流程,从前期准备阶段到最终验收,涵盖了零部件预处理、精确装配、系统集成、调试测试等各个环节,并揭示其中的技术要点,提出关键质量控制措施。此研究不仅有助于优化总装工艺,提升飞机制造的整体水平和可靠性,而且对军用飞机制造技术的进步及相关领域的研究具有及其重要的参考价值。

基于康达效应的高速气流推力矢量喷管

基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢量喷管进行了仿真计算,研究了主流速度、气室开合情况及康达壁面曲率三个参数对主流偏转效果的影响。数值模拟结果表明:(1)主流速度在50~160 m/s时,不同的开合组合的偏转效果有较为显著的差异。(2)气室打开数量为奇数时,偏转效果优于偶数。只有一个气室开口时,偏转效果最优。(3)计算得到三维喷管最优康达壁面的曲率是55.26。本文设计的高速气流推力矢量喷管能够达到较好的偏转控制效果,最大偏转角度可达到85.91°。

亚运奥体演绎灯光对民航飞行员视觉影响评估研究

本文主要研究亚运奥体演绎灯光组的强光束对空中航行民用航空器飞行员视觉影响的数值评估方法。首先,对民航领域相关法律法规与飞行程序规章制度进行调研。其次,根据灯光物理参数与光束照度理论,对单个光束灯的照度值进行数学建模。再次,构建飞行程序保护区指定高度任意点处灯光组的总和照度值计算模型。最后,通过杭州亚运会奥体演绎灯光对杭州萧山机场附近空中飞行员视觉影响进行评估,验证本文所提方法的有效性和准确性。

改进YOLOv5的军事飞机检测算法

针对遥感图像中军事飞机目标检测存在的精度低、漏检和虚警率高等问题,提出了一种基于YOLOv5s的轻量化遥感图像军事飞机目标检测算法——YOLO-Military Aircraft Recognition(YOLO-MAR)。提出新的网络结构,完成多尺度感受野权重调整,重设计特征提取网络和特征融合网络,实现小目标特征权重增加,并进行轻量化处理;使用FPGM对重构后的模型进行剪枝,极大地降低了模型的参数量和体积;使用SIoU Loss作为模型的损失函数,使模型的收敛速度加快并提升检测的精度。结果表明,在公开军用飞机数据集MAR20上,YOLO-MAR相比于原YOLOv5s,模型体积降低至3.95 MB,缩小了71.5%,经过剪枝后的模型体积最小可缩减至0.2 MB,模型平均检测精度最高可达91.7%,提高了2.34%,并且在检测效果、模型体积、参数量和计算量等方面具有先进性,能够对军用飞机目标进行高质量实时检测。

民用飞机飞行试验全周期构型管理思路研究

本文从民用飞机飞行试验全周期构型管理实际出发,明确研究目标,采用MECE原则对目标进行切分,并制定后续工作设想,最后利用SWOT分析法对设想进行论证,为民用飞机飞行试验全周期构型管理提供思路。