航母舰载无人机全自动着舰技术特点分析

全自动着舰技术是无人机上舰必须解决的“使能”技术。2013年,美军已完成X-47B无人机验证机在航母上的全自动着舰试验验证,为其发展MQ-25A“黄貂鱼”航母舰载无人机装备奠定了良好的技术基础。在梳理飞机着陆与着舰差异的基础上,给出航母舰载无人机全自动着舰的通用流程;从地位作用、工作范围、系统构架、系统要求、实现手段以及关键技术支撑等角度,对比有人机重点分析了航母舰载无人机全自动着舰的特点,为后续关键技术研究和武器装备建设发展提供参考。

电子吊舱内部设备散热研究

电子吊舱内部设备散热问题一直是吊舱设计的关键问题之一。文中根据飞机包线选取不同高度和速度下的典型状态,通过简化吊舱及冷却系统建立网格模型,计算不同状态下吊舱内外场气动特性,得到相应状态的流场数据;将流场数据导入热力学计算模型,获得不同状态下吊舱内部芯片安装板的温度场,进而分析吊舱内部散热性能。结果表明:吊舱高空飞行较低空飞行散热效果更好,低速飞行相比高速飞行散热效果更好;通风道内各芯片板之间温差不大,温度最高为321 K,满足内部电子设备散热要求,散热性能良好。

非道路用柴油机DPF电加热再生特性CFD研究

通过STAR-CCM+软件建立非道路用柴油机DPF电加热再生装置的仿真模型,对装置的流场特征和再生特性进行仿真分析并进行优化设计。结果表明:运用大功率加热管可以加热柴油机尾气,较好地实现DPF再生;提高再生效果的关键在于控制加热室内尾气的流动速度,并提高尾气流场的均匀性。

暖机对涡扇发动机加速过程中压气机叶尖间隙影响分析

为了研究涡扇发动机暖机程序是否合理,分析了暖机与不暖机对发动机加速过程中压气机叶尖间隙变化造成的影响,并进行了两种情况下变化规律的对比分析。建立了转子模型,在综合考虑转子离心载荷与温度载荷基础上,运用该发动机暖机与不暖机情况下台架测试数据绘制载荷谱,并基于Workbench平台采用热-固耦合分析方法对加速过程中发动机转子径向位移进行仿真计算。根据转子径向间隙计算模型,利用仿真结果计算获得暖机与不暖机情况下的叶尖间隙。结果表明,充分暖机后的压气机叶尖间隙值明显小于不暖机情况下的间隙值,相对原始装配间隙,两者在慢车状态时相差19.86%,在最大加力状态相差8.04%,且加速过程中叶尖间隙变化规律均为随时间增加而不断减小,在慢车至中间状态过程中迅速减小,在加力过程中缓慢减小。

基于数字工业摄像的非接触式纯弯曲梁正应力测量

提出一种基于数字工业摄像的纯弯曲梁正应力测量方法,通过CCD工业相机采集弯曲梁应变前后表面的图像信号,对应变前后的图像进行二维相关计算和基于梯度法的亚像素位移计算,得到弯曲梁表面的应变位移量,进而计算出弯曲梁正应力。搭建了数字工业摄像实验系统,设计了与电阻应变片法测正应力的对比实验,并对结果进行了误差分析。结果表明:数字工业摄像的正应力测量精度在5%以内,能够适用于弯曲梁表面微小应变的位移测量。

基于预混式燃烧器的DPF再生策略

柴油机微粒捕集器是解决柴油机颗粒物排放污染最有效、最具发展前景的手段,但实车的适时再生技术限制了它的商业化进程。采用预先混合式的燃烧器,在台架对并联式双微粒捕集器系统中的碳化硅材质微粒捕集器进行再生技术研究,并进行实车试验验证,制定适用于并联式双微粒捕集器系统实车适时再生的控制策略,降低了实车再生对整车运行状况的影响。

部队器材仓库保障能力指标体系评价方法研究

文章在分析现阶段我军部队仓库保障能力的基础上,运用系统工程和物流工程的理论和方法分析部队仓库保障系统的要素构成及要素间的逻辑关系,构建了一套较为科学合理的部队仓库保障能力评价指标体系,确定了评价方法。对部队仓库的各项业务建设、管理工作绩效进行较为科学合理的评价及正确认识部队仓库保障能力及存在的问题,具有现实的指导意义。

自动化立体仓库整体规划设计研究

自动化立体仓库(Automated Storage and Retrieval System,AS/RS)是现代物流系统的一个重要组成部分,广泛地运用于各行各业中。文章阐述了自动化立体仓库总体规划设计的基本原则和基本结构。通过总结国内外生产系统中常见的布局模式,提出不同种类的智能控制方案设计,同时对基本作业流程做出简单介绍,经过验证达到较高的精度要求。

改进多元宇宙算法在航空发动机不暖机模型修正中的应用

航空发动机不暖机会产生性能损失,此时原有发动机模型已经不能准确表达发动机性能,因此,需要利用模型修正技术对原有的发动机模型进行修正,以获得发动机不暖机情况下的数学模型。提出了一种改进多元宇宙优化算法(Multi-verse optimization,MVO),并将其应用于发动机不暖机模型的修正研究。在常规MVO算法基础上,修改虫洞机制公式,解决解区间偏离0轴较远时寻优计算易陷入局部最优的问题,并引入混沌思想,通过混沌化初始宇宙和在每一代最优宇宙附近区域内进行混沌搜索,增强了算法的全局搜索能力。将改进后的算法应用于发动机模型的修正研究,并将常规MVO,改进MVO,粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)和遗传算法(Genetic algorithm,GA)四种算法的修正结果进行了对比。结果表明:修正后发动机不暖机模型精度得到很大提高,其中推力误差仅为0.07%,能够满足舰载机起飞动力学模型输入条件的精度要求;改进MVO算法对发动机模型的修正效果优于常规MVO算法,且相比PSO和GA,改进MVO修正效果同样更优。

暖机对舰载机滑跃起飞安全影响分析

针对发动机不暖机会产生推力损失,进而影响舰载机滑跃起飞安全的问题,分析了暖机与不暖机两种情况下舰载机起飞极限重量的差异。建立舰载机滑跃起飞动力学模型,根据滑跃起飞安全准则,利用飞行轨迹最小爬升率不小于零判定起飞极限重量,并在不同甲板风和大气温度下比较两种跑道暖机与不暖机起飞极限重量。结果表明:暖机对105 m短跑道滑跃起飞极限重量影响更大;随着甲板风的增大,舰载机暖机与不暖机滑跃起飞极限重量相对偏差逐渐减小,其中105 m跑道对应最大偏差和最小偏差分别为2.70%和2.44%,195 m跑道对应最大偏差和最小偏差分别为2.64%和2.40%;随着大气温度升高,舰载机暖机与不暖机滑跃起飞极限重量相对偏差变化趋势先增大后变缓,其中105 m跑道对应最大偏差和最小偏差分别为2.79%和2.56%,195 m跑道对应最大偏差和最小偏差分别为2.69%和2.46%。

暖机对航空发动机性能模型的影响分析

为了研究航空发动机暖机影响问题,建立了发动机部件级数学模型,分析了暖机对发动机性能模型的影响。基于变比热法建立了各部件的计算模型,结合发动机的共同工作方程,建立了发动机的数学模型,并采用牛顿-拉夫逊法对性能模型求解。对比了3台发动机对应的模型计算值、暖机后实测值和不暖机实测值,结果表明:暖机情况下发动机模型精度较高,模型计算值与台架测量值最大相对误差分别为5.26%、5.75%和4.91%,符合发动机建模的精度要求;不暖机情况下模型性能参数计算值与发动机实测值误差较大,最大相对误差分别为9.43%、9.54%和8.75%,此时模型的计算精度较低,原有发动机模型已不能准确反映发动机整机性能。

基于改进QFD的FMECA模型在车辆器材装备质量管理中的应用

分析了QFD与FMECA相结合的优点,将质量屋加以改进并应用到矩阵化的FMECA中,同时将重要度的概念引入到危害度分析中,建立了车辆器材装备质量管理的FMECA模型,对提高车辆器材装备质量管理水平具有重要的理论意义和应用价值。

暖机对压气机叶片径向变形影响的试验研究

为进一步研究暖机对发动机压气机叶尖间隙变化的具体影响,对不同暖机时间与不暖机情况下压气机叶片的径向变形进行了试验研究。由于在发动机整机试验中叶片径向变形无法测量,选择模拟件进行温度与离心耦合作用下的变形试验。利用两种叶片材料制作板材试样,以台架测试数据为基础,计算出发动机启动及慢车至最大状态过程中叶片的离心力和截面温度,并据此设计试件的载荷历程,制定试验方案。通过模拟件试验,测得不同暖机时间和不暖机情况对应载荷下模拟件的应变过程和最终应变量,并从模拟件试验结果反推构件。结果表明:相对于离心载荷,温度对叶片径向变形影响更明显,温度与转速共同作用下叶片的径向变形显著大于转速单独作用下变形;正常暖机情况下不同暖机时间对于压气机叶片的最终径向变形没有影响;而暖机与否对压气机叶片的径向变形是存在影响的,其中暖机后与不暖机TC6模拟件变形范围分别为0.468%~0.502%和0.413%~0.466%,GH2150变化分别为0.793%~0.801%和0.765%~0.766%,暖机后的叶片径向变形量稍大于不暖机。

固体火箭发动机粘接界面参数识别与损伤破坏数值模拟

为了研究固体火箭发动机粘接界面的损伤破坏过程,按照QJ2038.1A-2004制作了固体火箭发动机矩形粘接试件,对粘接试件进行了单向拉伸试验,获得了粘接试件的损伤破坏模式。根据粘接试件损伤破坏特点,建立了粘接试件的有限元数值模型,采用基于分步反演与Hooke-Jevees优化算法结合的反演方法,准确地获取了推进剂/衬层/绝热层界面混合模式下双线型内聚力模型的相关参数,将其应用于粘接试件拉伸试验损伤破坏过程的数值模拟中。研究结果表明:粘接试件主要的破坏形式为推进剂/衬层/绝热层界面处的脱粘;提出的反演识别方法能够较好地获取固体火箭发动机的界面相关参数,拉伸速度为2 mm·min^(-1)时,固体火箭发动机粘接界面的初始模量、最大粘接强度、断裂能分别为0.86 MPa、0.63 MPa、3.13 kJ·m^(-2);推进剂/衬层/绝热层界面的损伤导致粘接试件的应力随应变增加的速率减慢,人工脱粘层尖端处界面的起裂,并且沿试件中央扩展,最终贯穿粘接试件是粘接试件主要损伤破坏模式。

固体火箭发动机推进剂/衬层/绝热层粘接界面细观损伤过程数值模拟研究

为了研究固体火箭发动机推进剂/衬层/绝热层粘接界面的细观损伤特点,建立了其细观代表性体积单元。针对推进剂内部颗粒夹杂的特点,采用分子动力学方法对其进行了颗粒填充处理。将基于表面粘结损伤的粘性接触算法用于粘接界面推进剂一侧内部颗粒脱湿的模拟,采用最大主应力准则用于模拟粘合剂基体的损伤与失效过程。研究结果表明,数值模拟结果的损伤形貌与试验结果吻合良好,建立的数值模型能较好地反映粘接界面细观损伤过程;对于初始粘接良好的粘接界面,颗粒的脱湿与粘合剂基体的损伤导致了拉伸过程中粘接界面应力应变曲线的非线性;为了提高粘接界面抵抗脱粘的能力,一方面应提高推进剂内部颗粒与粘合剂基体的粘接强度,另一方面颗粒脱湿之后,提高粘合剂基体的最大失效应力。

基于PSO-NARX网络的涡轴发动机稳态模型辨识

提出一种基于粒子群优化算法-外部输入非线性自回归网络(PSO-NARX)的涡轴发动机稳态模型数据驱动辨识方法。构建涡轴发动机稳态模型,然后结合三点自适应判断法从直升机飞参数据提取发动机稳态时的数据,采用PSO-NARX方法对涡轴发动机稳态模型进行回归辨识。结果表明,辨识所得模型输出参数燃气发生器转速ng、发动机排温EGT和发动机扭矩T的最大相对误差分别为0.11%、0.26%和0.95%。辨识模型输出参数辨识结果很好地逼近飞参数据实测值且优于NARX、粒子群算法优化的前馈神经网络、粒子群算法优化的支持向量机方法所辨识得到的模型,精度和实时性均达到实际应用要求。

基于乙醇氧化的DOC辅助DPF再生技术可行性研究

柴油车颗粒物排放问题是限制柴油车进一步推广的重要因素。在排气管喷油再生技术基础上,提出一种基于氧化型催化转化器(DOC)氧化乙醇辅助柴油车颗粒物捕集器再生方法。对DOC氧化乙醇辅助再生技术的可行性、乙醇氧化的起始温度和乙醇氧化的温升效果进行试验。结果显示:DOC入口温度大于235℃时,对乙醇氧化效率较高,具有很好的升温效果,能够满足DPF再生的温度要求,表明该技术路线具备很好的可行性。

基于工业摄像技术的动态轴功率测量

基于工业摄像技术提出一种非接触测量传动轴动态轴功率的方法。首先设计了轴功率测量系统,提出了测量轴转速和轴转矩的方法。通过数字散斑的相关搜索和亚像素计算等手段,测得轴转速和转矩值,最终计算得出轴功率。为验证本文方法的测量精度,搭建了车载试验系统,并在底盘测功机上对其进行了实际测量试验。试验结果表明:提出的轴功率测量方法得到的结果与底盘测功机测量结果变化趋势一致,其相对误差平均值为9.37%。其中轴转速的测量范围可以覆盖整个过程,测量值波动较小,与底盘测功机测量结果基本一致,其相对误差平均值为0.73%,抗噪能力强;轴转矩的测量范围可覆盖部分高转矩,测量值波动较大,两者测量结果趋势一致,其相对误差平均值为15.15%,抗噪能力较弱。本文方法克服了一些传统测量方法的不足,为解决轴功率动态测量提供了一种新思路。

基于BSO-ELM的涡轴发动机加速过程性能参数预测

建立精度和实时性均满足要求的航空发动机性能参数预测模型是实现发动机性能优化和实时监控的基础。极限学习机(extreme learning machine,ELM)对复杂的非线性航空发动机系统具有良好的适应性,本文提出了利用头脑风暴优化算法(brain storm optimization,BSO)优化ELM的网络参数以提高其性能。并提出以发动机的台架试车加速过程数据为训练和验证样本,利用BSO-ELM算法回归辨识得到涡轴发动机加速过程性能参数预测模型。结果表明预测参数燃气发生器转速ng、燃气发生器出口温度T4和增压比πc的两项精度指标均优于BSO算法优化的反向传播神经网络和粒子群优化算法优化的ELM方法得到的预测模型,表明了BSO-ELM预测模型的可行性与优越性;在相同仿真环境下,BSO-ELM算法可大幅提高计算效率使预测模型的实时性更优。

基于粒子群核极限学习机的涡扇发动机加速过程模型辨识

针对解析法建立涡扇发动机加速过程模型精度和实时性不高的问题,提出了一种基于粒子群核极值学习机(PSO-KELM)的涡扇发动机加速过程模型数据驱动辨识方法,构建涡扇发动机加速过程模型,结合加速过程试车数据,利用PSO-KELM方法对该加速模型进行辨识。试验结果表明:低压转子转速、高压转子转速和低压涡轮出口燃气总温都较好地逼近了试车数据,最大相对误差均值分别为1.013%,0.355%和1.055%,平均计算时间为0.04ms。精度和实时性均优于反向传播神经网络和粒子群支持向量回归方法,可用于发动机状态监控和性能优化控制。