浮式风渔平台水动力和气动力响应特性

浮式风机-养殖多功能平台(风渔平台)能够更加充分且高效地开发和利用深远海资源,但由于这种平台同时集成了浮式风机和大型网箱的装备模块,其力学特性将更为复杂。本文综合考虑了风、浪、流联合作用下风轮脉动风载荷及变速变桨控制、浮体波浪载荷和网衣系统黏性载荷,基于整体系统的水动-气动-控制一体化分析方法,研究了风渔平台的动力学响应特性,重点关注了不同海况下平台运动响应、锚链张力、浮筒连接钢结构截面载荷以及风机叶片气弹性响应,并评估了网衣对相关运动响应的影响规律。结果表明:风渔平台纵荡和纵摇主要包含低频慢漂和波频运动两个成分,随着海况愈发恶劣,波频成分响应逐渐增大;锚链张力与平台运动相关,其载荷主导频率与纵摇和纵荡运动规律较为一致;网衣对平台运动以及锚链载荷的影响主要集中在低频区间,多数情况下具有抑制效应;不同浮筒之间的截面载荷均以轴向力贡献为主,且波频成分占据主导地位,但迎浪侧两个浮筒受锚链载荷影响,其低频成分同样十分显著;风机工作时叶片弹性响应由风速与转速主导,而停机时该响应主要由纵摇和纵荡运动引起。研究成果为浮式风渔平台的结构安全设计提供了参考。

火星无人机实验台发展综述及构想

火星地表崎岖、环境复杂,火星无人机由于其具有高机动性和灵活性,为火星探测提供了一种新的工作模式,是未来深空探测的重要范式。本文对比了火星与地球相关地表环境参数的差异,分析了火星无人机需要克服的困难和主要用途,阐明了火星无人机实验台的重要性;详细介绍了国内外研究机构研发火星无人机实验台的技术特点与功能优劣,总结了实验台需要具备的模拟火星环境和测量相关参数。在此基础上,提出了构建火星无人机实验台设想,给出了总体设计思想和思路,并对火星无人机气动力学实验平台的应用前景进行了展望。

通用数据链传输信道分析

通用数据链是用于空中平台和地面、海上、空中实时高速图像数据传输的新技术。研究了通用数据链的系统结构;重点分析了通用数据链的通信距离、传播路径上的阻碍、恶劣天气和大气吸收损耗等传输信道的特性,并对数据链路信噪比进行了估算。

航空发动机传感器故障诊断设计与验证综合仿真平台

针对航空发动机传感器故障诊断算法无法快速和高效地完成硬件在回路仿真问题;提出了基于虚拟仪器语言与快速原型化技术的航空发动机传感器故障诊断硬件在回路仿真方法,并研制了基于该方法的硬件在回路实时仿真平台;经过实验验证后,该平台不仅为发动机传感器故障诊断方法提供了实时仿真平台,同时为扩展本平台使之成为完全的半物理仿真平台奠定了基础,有一定的工程实用价值。

采用光学成像法的航空稳定平台振动幅度检测

针对专用航空稳定平台振动检测设备成本高、难以在高光谱成像系统平台上集成应用等问题,提出了采用光学成像法的平台振动检测方法。将面阵CCD传感器与线阵高光谱传感器呈刚性紧密安装在航空稳定平台上进行影像数据的获取,并对获取的影像序列进行简化SIFT特征提取和分层金字塔实施的光流特征跟踪。考虑到振动对光谱成像等的影响,将振动分解在沿飞行方向和垂直于飞行方向2个方向上,并根据帧间相对运动模型解算出相对运动向量,然后由单次简谐振动造成的帧间特征不匹配,推导振动过程中振幅解算模型,并根据帧间运动矢量进行振幅的解算。实验结果表明,基于光学成像法进行振动检测可以达到微米级精度,满足系统集成应用需求,且其成本仅为多普勒振动测量方法的十几分之一。

基于Python的航空发动机仿真平台开发

航空发动机控制系统研制过程中,系统仿真是控制算法验证、边界条件模拟和故障注入等的有效手段,对提升航空发动机控制系统质量和降低验证成本具有重要作用。结合工程实际需要,基于Python程序设计语言,综合运用面向对象的发动机建模、数据库和人机界面等技术完成某航空发动机全数字仿真平台开发,并通过仿真实验验证了该平台的正确性和可靠性。该平台充分利用了Python在程序设计、数据库、数值分析和GUI等方面的强大优势,具有良好的可交互性和可扩展性。

空客A320航空发动机虚拟仿真教学平台开发

为提升学员对V2500航空发动机及APU的整体认识,对航空发动机的点火系统、燃油系统、滑油系统等进行全面系统的学习,开发了空客A320航空发动机虚拟仿真教学平台。系统地介绍了航空发动机虚拟教学平台的设计原理和组成,阐述了其中的关键技术,并给出了虚拟教学平台的实现方案。平台主要采用图像处理软件Photoshop、三维软件Maya、Unity3D和VS2010综合开发工具,航空发动机三维模型采用.fbx格式,通过脚本语言C#实现对.fbx模型图形的控制。

航空发动机数字化协同平台关键技术研究

针对中国航空发动机行业对多厂所联合协同研制的需求,提出航空发动机协同工作平台的建设目标,建立了异地多厂所发动机联合研制协同平台体系架构。在深入分析了协同平台所支持的协同设计、协同制造和协同设计制造3种协同模式及其工作范围之后,重点研究了构建数字化协同平台的3项关键技术——并行工作组织与实施、协同工作平台建设和型号工程数据中心,有效解决了实施航空发动机数字化协同平台过程中的技术难题。

润滑与冷却系统数字化设计平台研究

采用数字化设计技术不仅有利于提高大型装备的设计质量,而且能够缩短研制时间和降低研制成本,因此具有十分明显的学术价值和应用价值。本文以航空发动机中的润滑与冷却工作系统为研究对象,建立了针对这一系统的数字化设计平台,并对其中的关键技术问题进行了研究和分析。本文的研究方法和成果亦为类似的其它装备系统的数字化设计工作提供了参考依据。

时延分布式控制系统的Truetime仿真分析

针对航空发动机分布式控制系统的时延问题,应用Matlab的Truetime工具箱,设计了控制系统仿真分析平台,分析了时延对系统稳定性的影响。首先针对一类应用状态反馈的控制系统,分析了存在传感器到控制器单侧时延的情况下,系统保持稳定的充分条件。在此基础上,以某型航空发动机为例,基于Truetime工具箱设计了分布式控制仿真系统,分析了不同的时延条件对系统稳定性的影响。仿真结果与理论分析结果一致,证明了系统的有效性。

航空物探空间数据显示平台设计

为了解决多源数据显示及分析的问题,根据航空物探数据的空间特性,以GIS理论为基础,应用三层架构原理,利用C#语言,研发了航空物探空间数据显示平台。该平台拥有数据管理、符号化展示等性能,为航空物探资料的解释提供了更直观的信息。

通用飞机发动机一体化试验平台的设计与应用

为测量发动机装机后的推力等性能指标,设计了一个通用飞机发动机一体化试验平台。该平台采用可调式品字布局,能有效兼容不同类型飞机推力测量试验需求。测控系统采用网络式多数据源融合测试结构,可通过多种方式同步测量多台发动机性能数据和推力数据。使用该试验平台对大型运输机发动机的装机推力进行了直接测量,结果表明:试验平台各系统工作良好,测试精度满足飞机推力测量技术要求。

航空发动机全流程参数测量数据处理平台的研制与开发

在某型号发动机全流程参数测量的基础上,以VC++软件为开发平台,利用Access数据库管理工具,采用对话框文档模式,开发了航空发动机全流程参数测量数据处理平台。该系统包括数据输入、性能参数计算、测点位置计算及温度场可视化等功能模块。相比过去的数据处理方法,该平台操作简便、界面友好、实用性强、工作效率高,为发动机全流程参数测量提供了非常实用简便的数据处理分析工具。

信息技术在航空发动机设计体系集成平台建设中的应用

设计体系是航空发动机设计经验的总结归纳和深化结晶。其集成平台的全面应用,将有助于科研工作的层次清晰化、设计协同化、管理规范化及质量精细化,推进科研水平上升一个新的台阶。阐述了充分利用现代信息技术,融汇自主创新研制思路,以设计规范和数字化设计流程为依据,以专业技术设计软件为基本元素,以工程数据库为支持,利用集成技术建立支持多专业协同、信息共享的以数字化为特征的发动机设计体系,初步建造了一套融发动机设计、仿真、优化等于一体的综合集成平台,为航空发动机设计体系建设奠定基础。

航空发动机控制系统课程虚拟仿真实验教学平台建设建议与研究

重视学生的实践教学、创新能力和素养的培养,在航空航天工程专业的教育中有其重要的意义。文章以英国高地与岛屿大学航空工程专业与郑州航空工业管理学院飞行器动力工程专业作为一组对比研究对象,针对实践教学方面两者之间的异同,研究了航空发动机控制系统课程虚拟仿真实验教学平台在教学、科研中的作用,旨在解决航空动力专业相关课程实验教学的不足,并为飞行器动力工程类本科人才培养提供示范和相关借鉴。

一种双轴姿态稳定平台的设计与实现

机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平台造价昂贵、设计复杂的特点;试验测试结果表明,该平台可以实现对当地水平面的精确跟踪。

航空发动机控制系统容错验证平台设计及试验方法研究

为满足航空发动机控制系统容错方法的验证需求,设计了航空发动机控制系统容错验证平台。基于该平台,采用自动遍历和随机注入故障的方法,全面模拟发动机传感器各类型故障,通过各种飞行应用场景的设定,实现全包线范围内发动机工作状态的准确模拟,并通过监测控制品质和检测超温、超转、喘振、推力降级等指标实现对容错控制方法的测试和验证。结果表明在各种飞行场景下大量的故障注入,能够发掘容错控制算法的不足,并最终实现容错有效性的验证。

设计模式在航空发动机试验台测控系统中的应用

航空发动机试验台测控系统软件设计中引入了设计模式方法。以流程动态显示模块、用户管理模块和数据处理模块等为例,测控系统软件设计中应用工厂方法模式、抽象工厂模式、观察者模式及单例模式等典型设计模式。实践表明,设计模式在软件开发中,能很好优化软件结构,降低模块间耦合性,使后续维护和开发变得容易。

某航空发动机试车台排气系统改造技术研究

介绍了某航空发动机试车台排气系统使用过程中存在的问题,简要分析了排气系统一级引射筒体损坏的原因,提出了一级引射筒体及支撑结构的改进设计方案和筒体隔热保护设计方案,并对设计方案进行了简要描述。

发动机燃油总管组件流量试验平台研发

针对传统试验装置自动化程度弱、测量精度差、试验效率低、操作人员要求高等缺点,设计研发了一套专用于某型发动机的燃油总管组件的泵压式、多功能、高精度流量特性试验平台。该平台通过对高压燃油输送/调节系统、分布式重力传感器称重单元、气动执行机构、智能化测控软件等非标系统的开发与集成,实现了对带喷嘴的燃油总管组件产品流量特性的可靠测量,试验结果表明:该试验平台具有供油压力范围宽(0.04~12 MPa)、调节精度高(±0.02 MPa)、供油流量范围大(0~15 L/min)以及测量精度高(±0.4%)、操作界面友好等特点。