基于天牛须搜索算法和内点法的运输类飞机5×5谱编制方法

载荷谱作为运输类飞机疲劳分析和试验的输入,其编制具有重要意义。针对运输类飞机载荷谱编制需求,本文基于天牛须搜索算法和内点法,提出了一种编制5×5谱的方法。首先确定飞机的任务剖面,通过对飞机实测数据进行处理与统计获得过载累积超越数曲线,依据极值载荷对数正态分布准则,采用基于天牛须搜索算法和内点法耦合的5×5谱求解方法对各类飞行类型次数和载荷水平比进行迭代和选取;依据载荷谱形状相似准则,提出了载荷谱形状相似性指标,采用天牛须算法对5×5谱中各类飞行类型中各级载荷出现次数进行迭代,形成各任务段的5×5谱。最后给出了一个示例以阐明该5×5谱编制方法。实现了运输类飞机5×5谱的快速和高质量编制。

民用飞机旅客观察窗适航符合性验证试验技术分析

旅客观察窗是民用飞机机身结构的重要组成部分,为乘客和机组人员提供向外观察的视野,且需要承受在飞行过程中机身舱内的气密载荷和气动冲击,确保飞行过程的安全。根据中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)对旅客观察窗提出了相应的条款要求,需要对旅客观察窗进行相应的适航符合性验证试验,用于表明旅客观察窗产品的安全性、可靠性、稳定性。本文总结和梳理了针对旅客观察窗相关的适航符合性验证试验工作,并对相应的难点重点进行剖析分解,旨在为飞机的安全运行提供理论基础和试验支持。

基于极限学习机的航空发动机传感器故障诊断

针对当前应用于航空发动机传感器故障诊断中的基于梯度的传统学习算法多存在参数选择困难、容易陷入局部最小化、过拟合等问题,提出了基于极限学习机(ELM)的航空发动机传感器故障诊断方法。算法只需设置隐含层神经元的个数,能够较好地避免上述问题,缩短故障诊断时间、提升诊断精度。通过仿真试验表明:基于ELM算法所建的航空发动机传感器故障诊断模型要比基于BP神经网络算法所建的模型耗时短且精度高。

基于属性边点图的飞机结构件筋特征识别方法

针对飞机结构件中筋特征结构复杂、相交筋特征识别困难的问题,提出一种基于属性边点图的筋特征自动识别方法。属性边点图以边为节点、以边与边之间的连接关系为弧。通过构造特征种子面的属性边点图,可以有效表示和处理筋特征中的边信息,弥补了传统属性面边图的不足。用端点表示筋特征两端的边界,通过端点类型及连接关系的分析,确定筋特征两端的相交情况;用分割节点来表示筋特征顶面的融合区域,以减少实际加工时的转角减速为优化目标,在分割节点处自动添加虚链,并对筋特征种子面的属性边点图进行分解,得到优化的相交筋特征识别结果。基于以上研究开发的筋特征自动数控编程系统已在某大型航空制造企业中得到良好的应用。

航空结构动力学研究的进展与展望

飞机服役过程中,会经历地面滑行、空中机动等复杂的动态过程,飞机结构与系统在这些动态过程中将经受各类动态载荷的单独或联合作用,由此产生的结构动力学问题与飞机的服役安全和乘员的乘坐品质等直接相关,是航空工程中的关键技术难题。本研究梳理了军用飞机结构完整性大纲和结构强度规范,以及运输类飞机适航规章中的结构动力学相关要求,给出了结构动力学在航空装备研制流程中的相互关系,并从载荷、结构、响应和控制的角度,对航空结构动力学研究的主要问题进行了分类。从振动疲劳寿命预计与舒适性评估、振动主被动控制、复杂与极端环境结构动力学等几个重点方面,对航空结构动力学研究现状进行了综述,并结合未来航空装备研制的需求和振动新兴前沿技术的发展方向,对航空结构动力学的未来发展方向进行了展望。

先进复合材料在未来飞行器中的应用

复合材料在飞行器结构中的用量已经成为航空航天结构的先进性标志之一,其优越的综合性能非常适应未来飞行器的发展趋势。文章概述了先进复合材料在航空航天结构应用中的主要发展历程,结合未来飞行器的发展趋势,预测了先进复合材料在未来飞行器运用中可能带来的新挑战新机遇。

1700℃有氧环境下高超声速飞行器轻质防热材料隔热性能试验研究

文章针对高超声速飞行器需面临极端高温有氧热环境以及舱体表面单侧面受热的特点,建立了由硅钼发热体作为热源的红外辐射式超高温、时变、单侧面加热试验测试系统,开展了高达1700℃的有氧环境下高超声速飞行器轻质防热材料的隔热性能试验。另外,为了研究和优选高效隔热方式,对高超声速飞行器用单层轻质陶瓷隔热材料和陶瓷/纳米材料叠层复合结构在1700℃高温有氧环境下的隔热特性进行了试验测试;通过试验结果的对比分析,发现陶瓷/纳米材料复合叠层结构比单层轻质陶瓷材料的隔热效果提高近50%。

基于集成ELM模型的航空发动机性能参数预测

为预测航空发动机性能参数,提出了一种动态集成极端学习机模型。采用AdaBoost.RT集成算法对极端学习机(ELM)进行集成,并针对AdaBoost.RT集成算法中固定阈值的局限性,采用自适应动态调整阈值的方法来提高预测精度。通过比较前后两次迭代的均方根误差(RMSE)的大小,对阈值进行调整。最后,以排气温度裕度为预测参数,使用动态集成ELM模型对其进行预测,并与单一ELM模型和原始集成ELM模型进行比较。结果表明:改进模型的预测结果好于其他模型,更适合航空发动机性能参数预测。

超高空低速飞行器的热环境特性

为了对超高空低速飞行器的热环境特性进行分析,建立了超高空低速飞行器的热环境分析模型.通过数值模拟研究了热辐射和对流对超高空低速飞行器热环境特性的影响.研究结果表明,飞行器表面吸收-辐射比越大,气流速度对超高空低速飞行器热效应的影响越大;飞行器表面辐射物性的变化可使飞行器蒙皮温度改变70 K.热辐射和对流换热均对飞行器的热特性有重要影响,飞行器蒙皮温度存在非均匀性并随时间变化.

基于ELM的航空发动机传感器故障诊断方法研究

为了在嵌入式ARM11平台中更好地实现航空发动机传感器故障监测与诊断,使用极限学习机(ELM)代替传统的BP网络算法,只需选定隐含层节点数和激活函数,大大减少了BP算法中人为设置大量参数、训练过程慢,并需要不断调整网络参数以及容易陷入局部最优解的缺点。经过仿真验证对比两种算法,验证ELM算法的优越性。并使用C++编程语言将ELM算法转换成航空发动机传感器故障诊断训练学习软件和诊断软件,经最终测试,该算法软件的测试精度良好,满足诊断需求。

基于PSO-ELM的军用飞机维修保障系统效能评估研究

维修保障系统效能评估是军用飞机精细化、规范化管理的一项重要措施,科学的维修保障系统效能评估是精细化保障的基础,是提升战斗力的保证。针对军用飞机的维修保障系统效能评估问题,在总结军用飞机维修保障系统效能评估体系的基础上,提出基于粒子群优化极限学习机算法(PSO-ELM)的维修保障系统效能评估模型;并通过实例进行验证。结果表明:该算法应用于军用飞机维修保障系统的效能评估是可行的,可为军用飞机维修保障效能评估提供借鉴。

极端温度环境下飞行器液压蓄能器与气瓶特性研究

飞行器在储存、运送和发射飞行过程中,液压元件往往要经过极端低温、极端高温环境过程考核。研究储存状态的极端低温(-40℃)和极端高温(+60℃)条件下液压蓄能器及小气瓶性能,在大温差范围内气体的充气压力特性及充气质量,分析蓄能器的工作排油量及最大充油量特性,取得不同气体的充气压力特性曲线。

加权在线贯序极限学习机算法及其应用

针对在线贯序极限学习机对所有数据等权处理这一缺陷,提出加权在线贯序极限学习机算法。依据运算过程中产生的网络均方根误差的差异,给新数据以及历史数据分配不同的权值,当网络均方根误差较大时减小其权值,较小时增大其权值。该算法实现了对新旧数据的不等权处理,利用航空发动机传感器数据验证该算法的可行性。验证结果表明,基于该算法所建的航空发动机传感器故障诊断模型要比基于传统在线贯序极限学习机算法所建模型的精度更高。

改进的离散小波-优化极限学习机在倾转旋翼机故障诊断中的应用

针对倾转旋翼机飞控系统的故障诊断问题,提出一种改进的离散小波-优化极限学习机(OMELM)的故障诊断算法。提出自适应启发式小波去噪方法对采集的信号进行消噪,定义了帕塞瓦尔能量用来提取测量信号经离散小波变换分解后的特征,并对OMELM进行了改进。将提取的故障能量特征进行归一化后输入到改进的OMELM多分类器中进行分类,以美国XV-15倾转旋翼机为例进行仿真验证。结果表明文中方法平均辨识率高,诊断时间短,对未来我国进行倾转旋翼机故障诊断的研究有一定参考价值。

ELM在航空发动机气路部件故障诊断的应用研究

针对航空发动机故障呈现复杂性、多样性、非线性等特点,运用传统的BP、ELman神经网络进行发动机气路部件故障诊断存在网络训练参数设置复杂,迭代次数多,训练速度慢,泛化能力欠缺等问题。为此提出利用极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)法识别涡扇发动机气路部件故障。该方法通过为输入权和隐藏层偏置随机赋值,利用MP逆求解输出权值。以某型涡扇发动机为对象,进行ELM、BP、ELman气路部件故障诊断比较研究,实验结果验证了利用ELM识别涡扇发动机气路部件故障的精确性、快速性、稳定性。

基于极短期运动预报的舰载机着舰过程仿真分析

[目的]舰载机着舰过程是其整个飞行过程中的一个关键环节,由于受到舰船运动的影响,技术难度较大。[方法]基于舰船极短期运动预报,开展舰载机着舰过程的仿真研究。首先,基于传统的舰船极短期运动预报方法,采用波形匹配和仿射变换,提出一种最优预报算法的确定方法;然后,建立基于光波束导引的舰载机着舰导引系统模型,并提出3个衡量着舰导引系统性能的终端误差指标;最后,开展舰载机着舰过程的仿真研究,分析舰载机对光波束运动轨迹的跟踪偏差及落点分布,得到着舰终端误差。[结果]由仿真结果可知,舰载机的着舰点相对集中,大多位于理想着舰点范围内,着舰终端误差满足着舰引导系统规范的要求。[结论]研究成果对于舰载机的着舰引导具有参考价值。

内外场高寒环境下飞机结构的温度特征分析

围绕极端环境对飞机结构环境温度影响的问题,结合飞机运营环境剖面和内外场环境试验历程,分别从外场环境(静温由-35 ℃回温至-28.8 ℃时)和实验室环境(静温由-45 ℃回温至-28.8 ℃时)两个维度,分析飞机内外部结构的环境温度特征,研究高寒环境下飞机典型内外部结构的环境温度变化趋势,并分析了全机身不同部位的温度分布特点和隔热保温效果,为飞机运营维护提供依据。

涡扇发动机气路故障的信息融合诊断方法

为了提高包线内气路部件故障诊断能力,提出一种加权D-S(Dempster-Shafer)合成理论的故障诊断方法。基于传感器测量值,分别利用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和受限玻尔兹曼-极限学习机(RBELM)对主要气路部件性能进行估计,将计算值与基准值的偏差作为基本概率赋值函数。使用飞行状态参数结合混淆矩阵求解子证据体加权系数,最后进行决策级加权融合诊断。通过某型涡扇发动机仿真验证,结果表明与单独使用基于模型和数据驱动的诊断方法相比,融合诊断方法有效地提高了部件故障诊断精度。

河北“23·7”暴雨云物理特征的飞机观测与数值模拟

利用飞机云物理探测系统观测数据,结合中尺度数值模式WRF4.3,分析了2023年7月29日至8月1日河北受台风“杜苏芮”减弱环流北上影响下的暴雨云系微物理特征.结果表明:①暴雨过程前期,过冷云水含量充足,液态水含量>0.2 g/m3;云层越低,云中液态水含量和云粒子数浓度就越高.②强降雨时段,整层云层基本为负绝对涡度中心,云系东侧对流层低层配合有很强的正绝对涡度中心,则降雨强度较大,维持时间较长.③暴雨云体中高层存在大量雪晶,中低层为丰富的云水和雨水,为暴雨提供了丰富的水汽.

倾转旋翼机飞控系统的变精度粗糙集-OMELM故障诊断方法

结合变精度粗糙集(VPRS)和优化极限学习机(OMELM)诊断算法的优点,将变精度粗糙集引入OMELM中,提出变精度粗糙集-OMELM故障诊断方法,用于诊断倾转旋翼机过渡模式下飞控系统的故障.首先根据采集的倾转旋翼机多故障输出信号的数据特点,提出一种属性约简算法,定义了一种新的变精度粗熵;然后从信息论互信息增量的角度定义属性重要性,构造OMELM分类器并对约简后的属性特征进行故障多分类;最后以XV-15进行验证,结果表明所提出的方法平均辨识率高、诊断时间短.