THE CAPTURE RANGES AND THE DANGEROUS RANGES FOR THE THREE-DIMENSIONAL TWO-AIRCRAFT COMBAT PROBLEM

In this paper, we use differential game theory to study the three-dimensional two-aircraft air-to-air combat problem. We give the ways to determine the Capture Ranges (CR) and the Dangerous Ranges (DR) for these two aircraft according to the target entry directions, barrier and isochronic lines respectively. The simulations are given by referring to two sets of real aircraft parameters. After discussing the simulation results, we have obtained some conclusions that match the real air-to-air combat situation quite well.

基于LMI的二自由度飞行器多变量控制

针对二自由度飞行器存在非线性特性、强耦合性以及易受外界干扰等问题,提出了基于LMI的二自由度飞行器多变量控制方法。首先,根据二自由度飞行器系统的输入和输出变量,结合空间动力学方程建立了系统的状态空间模型;其次,设计满足静态输出反馈稳定的多变量控制律;然后,通过李亚普托夫稳定性定理与极点配置法,将控制系统稳定性问题转化为优化问题,利用线性矩阵不等式(LMI)求解满足最优性能指标的多变量控制器参数;最后,通过对比仿真分析与单变量PID,表明该方法能有效提升二自由度飞行器的轨迹跟踪精度。

考虑协作度的双人异步并行拆卸序列规划

为降低飞机运营中维修成本,减少拆卸时间,使双人拆卸更加灵活、高效,提出协作度概念,建立了考虑协作度的双人异步并行拆卸序列规划模型。使操作者在优先约束下产生的闲置时间加入另一操作者进行协作。设计适用的算子编码、解码方案以及进化规则,提出了适用于模型求解的遗传-粒子群算法;最后以起落架拆卸为例,在MATLAB软件上进行算例验证,与文献方法进行对比,计算结果表明采用考虑协作度的双人异步并行拆卸序列耗时更短,本文建立的模型可有效减少民航业大量的维修工作在拆卸中所耗时间,降低人力成本。

城市缝合设计研究

铁路、机场、山地、河流、大学校园甚至一些大型场馆、小区或者行政区划都会把城市或城市间交通网络局部割裂,给群众生活带来不便,论文提出“城市缝合”概念,具体含义就是通过道路与建筑、铁路、机场、山地、河流、小区的立体交叉、双层城市、航母机场等城乡规划设计手法,对这些被割裂的交通设施等进行缝合,连接或恢复被割裂的交通网络,减少甚至消除上述场所对城市造成的负面影响,并分析它的意义,列举设计方法,以供各界参考。

双机编队空战仿真模型设计

双机编队空战仿真是联合空中作战对抗仿真的基础和关键。为了满足双机编队空战仿真模型的灵活运用需求,基于装备能力和作战过程研究了战斗机概念模型和编队空战概念模型,并采用状态机建模方法构建双机编队空战行为仿真模型,实现双机编队包以德循环(OODA)作战流程仿真。按照空战各个阶段设计双机编队离散态势感知和行为方法,给出基于专家经验的决策方法。本文通过研究双机编队空战建模方法,为双机编队空战仿真提供参考。

飞机灭火管路喷射压力试验研究

通过固定式管路灭火剂喷射试验装置获取不同喷射压力下氮气-灭火剂双组分瞬态两相流的温度和压力变化,使用温度和压力数据对Halon 1301灭火剂的喷射过程、压力行为和热力性质进行分析。灭火剂喷射过程中依据时间顺序,依次发生下述压力行为。A:流动前缘运动至喷嘴处;B-C:介稳态灭火剂发生氮气脱气、成核现象;D:Halon 1301与氮气混合物从喷嘴喷出;E:液相Halon 1301从灭火瓶内排空;F:气相Halon 1301与氮气混合物运动至喷嘴;G:喷嘴处混合物的流动状态达到临界流。除氮气脱气成核外,喷射压力对压力行为的无量纲压力和喷嘴处的热力性质影响较小。发生A、D、E、F压力行为的无量纲压力pi∕p0与填充压力p0无关,仅与试验条件有关。持液喷射阶段喷嘴处Halon 1301的密度在1 660~1 800 kg/m3范围内波动,而过热度保持在-18~-23℃,灭火剂在喷嘴处雾化是基于韦伯数主导的射流破碎机理。喷射压力主要影响压力行为的发生时间,两者存在指数变化规律,提高喷射压力能有效缩短喷射时间。

航空二冲程活塞发动机分层扫气优化

针对二冲程活塞发动机常规扫气短路损失大、油耗高的问题,提出了一种分层扫气方案并进行了优化。以某发动机为研究对象,采用数值模拟方法建立了分层扫气模型,并对分层扫气过程进行了3维CFD仿真,其计算所需的边界条件通过发动机整体性能1维仿真获得,采用该模型研究了分层扫气发动机扫气机理,对不同容积扫气道进行了仿真,并对二冲程扫气过程的过量充气系数、扫气效率等参数进行对比。在仿真优化研究的基础上加工优化后的扫气道盖实物,并结合发动机巡飞工况状态开展发动机性能对比试验。结果表明:采用分层扫气过程的短路损失相比于常规扫气过程的减小42%,扫气道容积提高到1.3倍可使扫气效率提高2%,相比原型机测试数据,配置1.3倍扫气道容积的发动机在巡航转速范围内,燃油消耗率降低10%,但发动机功率略有降低。

飞机虚拟维修训练系统可信度评估方法研究

针对“人在回路”和“硬件在回路”仿真系统规模大,实体多的特点,提出一种基于二级模糊综合评价法的仿真系统可信度评估方法;运用层次分析法对飞机虚拟维修训练系统不同层级的仿真模型的可信度进行分析,从而建立一种基于二级层次模型的复杂仿真训练系统的可信度指标体系;运用模糊综合评价方法与专家评价法相结合的可信度评估量化方法,实现了对虚拟仿真训练系统的量化计算;在此基础上,利用典型实例对该方法进行了实验验证,证明该方法对可重用复杂仿真系统实现精确地量化评估;并根据实验结果分析了仿真系统的改进方向,对其提高仿真效果和实训能力具有重要的指导作用。

基于主成分约简和突变级数的舰载机出动能力综合评估方法

由于影响舰载机出动的因素复杂多样,且具有层次性、矛盾性和相关性等特点,因此利用主观的层次分析法难以准确获得客观的评估结果。为此,提出一种基于主成分约简与突变级数相结合的两级综合评估。首先,采用主成分约简,将相关的指标转换成相互独立分量,并根据贡献度确定主分量。其次,利用突变级数对约简后的主分量进行处理,实现两级综合评估。最后,以"尼米兹"航母高强度演习为例,对舰载机出动能力进行综合评估,将所得结果与层次分析法相比较,验证给出方法的有效性和可靠性。该方法易实现,消除评估指标之间的相关关系的影响,不用权重,大大减少评估的主观性,解决传统的评估方法对矛盾目标难以处理的问题。

基于联合双机MUSIC的多目标无源定位算法

在无源定位中,基于角度信息的双机协同定位方法具有参数少、精度高和灵活性好等优点。但在辐射源日益密集的战场环境中,对多个目标实施定位时,通常将双机观测到的信息分别匹配并联合方程求解每个目标的位置,容易出现匹配错误、定位模糊问题。本文提出了一种双站联合MUSIC角度估计算法,通过降维投影的方法减少了谱函数和谱峰搜索的计算量,可以获得同一目标测向线匹配结果,并获得更高的测角精度。在定位解算中,利用经典的最小二乘法解算目标位置。仿真结果表明,对慢速多目标,相比匹配测向法,本文所提算法具有更高的定位精度。

三机时差频差联合定位精度分析

从时差频差联合定位方程组出发,基于牛顿迭代法求解定位结果,并从理论上分析定位误差,说明时差频差联合定位的特点。考虑到双机时差频差定位中固有的定位结果模糊和定位精度不高2个问题,提出三机联合定位,通过飞机的两两组合消除定位结果模糊,并通过数据融合提高定位精度。通过仿真验证三机定位相对于双机在解定位模糊和精度方面要优于双机定位。

SÄNGERⅡ高超声速计划推进系统综述

介绍了世界上首次针对涡轮冲压组合循环动力开展深入论证和试验的德国桑格尔(SÄNGER Ⅱ)高超声速计划。详细阐述了SÄNGER Ⅱ空间运输系统的总体设计、两级入轨推进系统方案的关键技术及其验证、飞发一体化、热管理系统和二动力系统。尽管因各种原因,SÄNGER Ⅱ高超声速计划未能成功现实,但借助该计划研发了大量的先进技术,且在高超声速飞行器设计方案、分析方法、试验验证等方面都取得了宝贵的经验,可为我国组合动力及其他高超声速工程研制提供参考。

双机协同纯方位目标跟踪研究

根据双机被动传感器接收到的空中目标俯仰角和方位角,利用非线性滤波算法即可估计出目标的位置和速度等运动参数。建立了双机协同对目标作纯方位跟踪的数学模型,在对EKF,UKF,PF几种代表性的非线性滤波算法进行理论分析、仿真比较的基础上,得出EKF更适合应用于双机协同纯方位目标跟踪的结论。采用EKF对四个场景进行Monte-Carlo仿真,结果表明:经过大约50 s,距离误差曲线收敛于2.5 km,速度误差曲线则逐渐收敛于零,该算法具有较好的稳定性和估计精度。对不同场景的仿真结果分析表明:双机分别作直线运动和蛇行机动的纯方位目标跟踪效果优于同时作直线运动,也优于同时作蛇行机动。

军机两级维修费用效益预测

维修费用估算是军用飞机寿命周期费用估算的重要组成部分。将三级维修体制简化为两级维修，可节省维修财力并提高战备完好性。引入灰色系统GM（1，1）模型理论，建立了转换维修体制后的财力节省预测模型，以美空军实际节省的财力数据为例进行预测，经多种精度检验表明，模型的可信性较高。

飞机整机级系统安全性评估方法探讨

为提高飞机整机级系统安全性评估效果,在明确整机级系统安全性评估思想的情况下,详细描述了整机级系统安全性分析和整机级系统安全性验证的流程;运用故障树分析法和故障模式与影响分析法研究了能够满足整机级系统安全性要求的评估方法和关键技术。实例表明:整机级严酷等级评估方法能够定性地防止颠覆性的逻辑错误;功能故障树可以对安全性指标进行精确的分配和计算;结合故障树和故障模式与影响分析法而形成的两阶段指标分配法提高了个别安全性指标数值,但仍符合安全性要求。

飞机机翼表面霜状冰结冰过程的数值模拟

提出了一种处理结冰后结冰表面固壁区域移动的移动边界技术,结合欧拉坐标系下空气-过冷水滴两相流动控制方程的计算,对霜状冰的结冰过程进行了数值模拟,得到了NACA0012机翼在0°和4°攻角下机翼表面结冰后形成的冰形,与文献中的实验数据对比,表明本文的方法是可行和有效的。

军机航电系统实现两级维修的关键技术

简要叙述了航电系统的内涵、维修体制的工作流程及其从三级到两级的变化,着重探讨了航电系统实现两级维修的关键技术,主要包括系统和部件分级技术、智能BIT技术、FMEA技术、维修分析技术。随着航电技术的发展,模块化、综合化、标准化、智能BIT技术和ATE技术的进步,必将设计出满足两级维修体制的航电系统体系结构及其保障系统。

双机空空导弹攻击区仿真研究

研究双机空空导弹攻击区是目前空战研究的重要内容。通过建立导弹三自由度模型,在双机协同条件下采用二分法和四阶龙格库塔法进行攻击区解算。首先,利用二分法进行攻击区边界范围搜索得到远近攻击区范围边界;其次,利用四阶龙格库塔法对导弹弹道进行计算,判断是否满足命中条件;最后,计算出满足条件的攻击区边界。对双机协同攻击区的概念以及弹道计算和双机协同条件进行总结,针对一种载机目标运动情况,在不同发射离轴角的条件下进行了仿真。仿真计算结果表明,双机空空导弹攻击区范围比单机条件下的攻击区范围大,离轴角的增大在一定范围内会提高双机协同攻击区的范围。

基于飞机使用可用度的航材二级库存优化配置

从飞机使用可用度与航材库存量的关系入手,阐述库存对保障飞机使用可用度的重要作用。建立基于飞机使用可用度的航材二级库存配置模型,并利用边际分析法进行求解,针对目前备件短缺的普遍状况,对有限航材实现科学配置,算例证明该配置方法可行。

单跑道混合起降飞机排序问题的优化算法研究

针对单跑道混合起降飞机排序问题,考虑着陆队列的优先性以及最小时间间隔的复杂性,建立最小化队列完成时间的混合起降模型.为求解该模型,提出两种基于着陆优先的两阶段算法,即TPLP算法和M-TPLP算法.该两种算法的第一阶段均是将着陆队列从起降队列中分离,并用蚁群算法对其求解;在第二阶段,TPLP算法和M-TPLP算法分别在不允许和允许着陆飞机偏移已安排着陆时间的情况下,将起飞队列插入到已排着陆队列中,即确保了着陆飞机的不同优先性,在一定程度上能够为实际的空中交通流量管理提供理论依据.最后,通过仿真实验验证所提算法的有效性.