VARIABLE STRUCTURE CONTROL OF AIRCRAFTFOR ATMOSPHERIC DISTURBANCE

Variable structure control (VSC) applied to atmospheric disturbance sup-pression is presented. The conditions are stipulated: the sliding mode existenee condi-tion, and invanance condition of atmospheric disturbanee in the variable structuresystem (VSS). A method of eigenstructure assignment technique for switching surfaeedesign is proposed. Based on different atmospheric disturbanee characteristics, such asrandom turbulence, discrete gust and wind shear, two kinds of control laws are derived that possess strong robustness. An example shows that this control approach isfeasible and effective.

高航速下带自由面滑行艇粘性流场数值计算方法研究

针对滑行艇高航速下姿态变化显著、数值计算时艇底易于出现气-水异常现象的问题,基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方法及动网格技术,采用人工干预结合六自由度(6-DOF)运动模型解决自由面与网格的匹配问题,采用高分辨率交界面捕捉技术结合流体体积模型(HRIC-VOF)的方法计算气-液相分布,通过探索HRIC-VOF的角度因子、锐化因子、库朗数上界值、库朗数下界值、时间步长等对艇底气-液相分布及总阻力的影响规律,获得可有效计算高速下滑行艇阻力及自由面兴波的数值计算方法。通过与试验结果进行对比,在模型速度V_(m)=2~13 m/s(F_(V)=0.96~5.78)时的阻力计算误差小于4.5%。

首都国际机场A380机库屋盖整体提升一体化建模分析

介绍首都国际机场A380机库屋盖整体提升方案,深入剖析屋盖提升过程中的力学问题,提出基于一体化模型的提升全过程分析方法。该方法综合考虑拼装胎架、提升结构、提升塔架以及提升索四者之间的相互作用,考虑风荷载及温度变化的影响。对A380机库整体提升的全过程———起提、提升、合拢、落架进行跟踪分析,给出施工过程中提升屋盖、提升塔架以及提升索内力和变形的变化情况,分析结果可为工程的顺利实施提供技术支持。

自由飞行下基于航空器定位误差修正的碰撞风险研究

自由飞行能够提高空域容量从而缓解空域拥挤问题,在保障自由飞行安全性的基础上尽可能减小飞机的安全间距,需要研究自由飞行条件下飞机的安全评估问题。分析了所需CNS性能、防撞系统、风的因素等自由飞行下航空器定位误差的影响因素,考虑到航空器定位误差在短时间内具有累积性,提出采用INS、GPS数据融合算法对定位误差进行周期性修正。给出修正后的航空器定位误差分布在时间上的变化规律,并将其运用到自由飞行下碰撞风险评估中。结果表明,碰撞风险随安全间距增加呈下降趋势,以1.5×10-8次/飞行小时的目标安全水平为例,对航空器定位误差修正的最小安全间距为8 600 m,不对航空器定位误差进行修正的最小安全间距为9 100 m。

高速气泡艇阻力数值模拟及气泡减阻效果分析

考虑到复杂界面流动的需要,基于三维非稳态的Navier-Stokes方程,采用有限体积法进行数值离散,VOF方法处理自由面和艇底喷气后的气液流场,在应用分区结构化网格划分技术的基础上,建立了高速气泡艇阻力数值模拟方法。应用该方法对不同气泡艇方案的阻力进行了数值模拟,详细分析了不同气腔形式、不同喷气量、喷口位置及数量对减阻效果、气泡覆盖、压力分布和自由面兴波情况的影响规律,为高速气泡艇方案的进一步优化设计提供了技术支撑。

B.H.型气泡高速艇规则波中纵向运动试验研究

在高速拖曳水池里开展了B.H.型气泡高速艇静水阻力及规则波纵向运动模型试验,研究了气流量、航速、波长、波高等因素变化对B.H.艇波浪中阻力、垂荡、纵摇、垂向运动加速度的影响。探讨了波高变化对饱和气流量的影响。研究结果表明:静水中B.H.艇相对减阻率可达36.25%,绝对减阻率可达20.79%,迎浪规则波中相对减阻率可达32.3%,与静水减阻效果基本相当,波长变化对减阻率的影响甚微。气层并未导致纵向运动性能的恶化,相反在一定航速与波长范围内,艇底气层能改善垂荡与纵摇运动;饱和气流量下,阻力、垂荡、纵摇及重心垂向运动加速度随波高呈非线性变化,航速增大非线性增强,波长增加非线性降低;波浪中饱和气流量随波高呈非线性变化。

多机空战仿真协同战术决策方法

首先介绍了多机空战协同战术决策的主要内容,然后提出了一种用以进行空战态势评估和威胁评估的方法——威胁指数法;在此基础上给出了目标分配的具体步骤以及火力分配模型;最后给出了具体仿真算例,计算结果表明,文中介绍的方法可以全面、有效地完成多机空战中的战术决策任务。

基于运动形态学的掠地飞行器视频检测方法

结合数学形态学、视频图像运动分析以及数学统计分析方法,提出了一种用于空中预警控制系统(AWACS)的小型掠地飞行器运动形态学视频检测方法。该方法首先应用形态学tophat滤波提取出视频图像中的可疑目标(SO),并求取SO的运动参数,利用真实目标和类目标干扰的不同运动特性,应用数学统计的方法对各运动参数进行分析以剔除部分类目标干扰,从而获得潜在目标(PT)的灰度分布和运动参数。在应用形态学tophat滤波器进行可疑目标提取中,一种新的金字塔型结构元的引入有效减少了虚警数量。外场试验表明,该检测方法能够有效抑制航拍掠地飞行器视频图像中的地物干扰,降低虚警目标的数量。

钛合金镀镍在航空航天工业中应用的可行性研究

研究了钛合金Ti6Al4V经过镀镍处理后作为航空航天材料的可行性。当钛合金经去油、活化等预处理后电镀镍,性能发生较大改变,比较了钛合金镀镍前后表面力学性能和摩擦学性能的变化,并将镀镍层摩擦学性能与氮化钢的摩擦学性能进行比较。研究表明,镀镍层与钛合金基体的结合强度达到了232 MPa,有足够高的结合力抵抗外界冲击,符合作为航空航天材料的要求;镀镍层的表面硬度达到527 Hv0.1,提高了钛合金表面的抗咬合、抗划伤能力,可以提高材料抗划伤切割的性能;在相同的干摩擦条件下,镀镍层磨损量仅为钛合金基体磨损量的1/47;而在水润滑条件下,镀镍层的磨损量则为钛合金基体磨损量的1/42,镀镍可以大大提高基体的抗滑动磨损性能;镀镍层和钛合金的抗磨粒磨损测试结果表明:在相同的试验条件下,镀镍层的磨损量为5.4mg/kr,钛合金的磨损量为28.9mg/kr,远大于镀镍层的磨粒磨损量,镀镍后钛合金抗磨粒磨损的性能得到极大提高。总之,钛合金施镀镍层不但具有良好的结合力,而且能极大提高钛合金的表面性能,与钛合金本身固有的高比强度和优良的耐蚀性相结合,将促进钛合金在航空航天工业中发挥重要作用。

B.H.型气泡滑行艇阻力模型试验研究

通过艇底开槽的B.H.型气泡滑行艇(简称为B.H.艇)气层减阻的模型试验,初步研究了不同因素(气流量、艇速、开槽方式等)对B.H.艇的气层减阻规律及运动姿态的影响,并对艇底流态进行了较全面的观测。结果表明:当空腔在艇底的投影面积相同时,不同开槽方式对喷气减阻效果的影响不大;航速与气流量均是影响B.H.艇气层减阻效果的重要因素,在饱和气流量下B.H.艇的相对减阻率可达50%以上,绝对减阻率可达15%以上。开槽使得不喷气时的阻力增加较大,但空腔对保持气层的稳定性是相当有利的。

断阶滑行艇喷气减阻机理研究(英文)

本文通过艇底流态显示、艇体运动姿态及阻力测量 ,研究了滑行艇艇底喷气对流场、阻力等的影响规律。断阶稍前处喷气引起总阻力和浸湿面积的大幅减少 ,喷气所减少的阻力成分为摩擦阻力 。

气垫船优化设计探讨

主要针对气垫船总体优化设计,提出了影响气垫船总体性能的气垫参数,通过寻找气垫参数与阻力性能、耐波性、运输效率、推进效率、垫升效率之间的相互关系,分析了气垫参数影响总体性能的变化规律。在此基础上探讨了气垫参数对总体性能的综合影响,以寻求综合性能最佳为目标,提出了气垫参数较为合理的取值范围。

断阶滑行艇气层减阻试验研究

本文研究了 2种重心位置、2种断阶方式、5种喷气流量对断阶滑行艇气层减阻的影响 ,取得了总阻力减少 2 5 %的效果。阻力减少的主要原因在于喷气时形成的空穴所引起的浸湿面积的减少。

气泡高速艇波浪中阻力及纵向运动模型试验研究(英文)

在高速拖曳水池里,开展了气泡高速艇规则波中阻力及纵向运动模型试验,研究了气流量、艇型、艇底开槽等因素对气层减阻率及艇体纵向运动性能的影响。结果表明:艇底形式对波浪中的气层减阻率有重要影响。艇底设置断阶时,在短波中减阻率为5%,长波中的减阻率达20.5%;艇底开槽时,在试验波长范围内,减阻率可达30%左右;对本身具有良好喷溅抑制作用的艇型,艇底直接喷气减阻率为8%,且不受波长变化的影响。艇底气层对纵向运动性能影响较小,长波中还略有改善;艇底槽深主要影响不喷气时的阻力,对饱和喷气下的阻力影响甚微。

气泡高速艇波浪中阻力及运动性能数值研究

为探索气泡高速艇在波浪中的减阻效果及运动性能,基于RANS方法,应用Overset网格技术、数值造波、HRIC-VOF方法及6-DOF运动模型构建气泡高速艇静水及波浪中的数值水池,阻力计算与试验值的偏差小于4.59%,纵向运动计算值与试验值偏差小于6.4%。进而分析了气层对B.H.型高速艇波浪中阻力、纵向运动的影响规律,研究了艇体运动对气层面积与形态的影响规律,获得了波浪中气层-艇体相互作用的力学过程;气层对垂荡的影响甚微,对纵摇有改善效果;顶浪条件下纵向运动对气层面积的影响不大,波浪中的减阻率仍可达27.24%~30.62%。

群机协同空战中的多目标攻击决策模型研究

分析了群机协同空战中,多编队、多机分步协同作战的特点,提出分层递阶的协同多目标攻击决策模型,将问题分解为战役层兵力指派和战术层多目标分配决策,并分别设计了战役层和战术层的决策模型。建立了通用空战态势评估和能力评估模型,通过对战役层和战术层作战单元的抽象和评估模型参数的设置,可将该模型应用于两个不同层次。最后给出了仿真算例,验证了该模型的可用性和有效性。

民用航空器维修可靠性的模糊综合评价

这里研究民用航空器维修可靠性的模糊综合评价问题。论述了航空器维修可靠性的含义;建立了评价指标体系及评价模型;分析了如何运用模糊数学对航空器维修的可靠性进行综合评价;并给出了评价过程的完整算法。

双向飞翼超声速客机激波阻力和声爆研究

基于超声速双向飞翼构型,采用CFD方法进行阻力计算,采用F-BOOM程序进行声爆计算,研究翼型、平面形状和EFCE激波阻力优化算法对双向飞翼激波阻力和声爆的影响。计算结果表明,平底构型可以明显降低双向飞翼超声速客机的超声速巡航的声爆,却很大程度上增加了巡航阻力,而对称构型却恰好相反;细长的平面几何形状对降低双向飞翼激波阻力和声爆都有作用,尤其对降低对称构型的声爆效果明显;EFCE激波阻力优化算法对降低双向飞翼激波阻力有明显作用,但同时会带来声爆方面的不利影响。因此,超声速客机的减阻设计和低声爆设计需要进行权衡研究。

断级滑行艇艇底喷气及其减阻效果(英文)

StateLaboratoryofHydrodynamicsofChina本文通过2种重心位置、2种断阶方式、2种防溅条形式、5种喷气流量的选择组合 ,研究了在断级滑行艇上气层减阻的实施途径及效果。断阶稍前处喷气能减少25 %的总阻力 ,而所需气压仅为0.015MPa。

气泡高速艇艇底气穴形态及减阻机理研究

为了揭示高速艇气层作用下的艇底流场特性及气穴减阻机理,基于VOF模型建立了气泡高速艇粘性兴波流场数值计算模型,分析了气穴形态、艇底压力及艇体阻力的变化规律,初步分析了气穴减阻机理,计算结果得到了模型试验的验证.研究结果表明:向艇底饱和喷气可形成稳定的大气穴,气穴厚度沿艇长方向逐渐减小;航速较低时气体从气腔中部的舷侧溢出,航速增加气穴向后延伸至艇尾,从气腔尾部两侧离开艇体;未喷气时,在气腔首部形成一个局部负压区;饱和喷气后,气穴内部变为等压腔体;气穴主要通过减少湿表面积降低摩擦阻力,对剩余阻力的影响不大.