Analysis and Trajectory Design for Supersonic Target

To seek an inexpensive supersonic target,characteristics of various targets are analyzed,its tactical and technical specifications are drafted,and a refitting scheme using big-caliber supersonic rockets is put forward. An optimization model to meet tactical and technical requirements is built,in which the speed and the trajectory angle at the end of active phase are used as the design variables and the horizontal flight distance of the target is used as the objective function. The simulated results show that the method is reasonable and feasible.

一种水空两栖探测航行器的教学实验设计

依托海洋智能装备实验教学平台,通过设计极地季节性冰区的水空两栖探测航行器的综合创新实验,提出一种能够实现跨域协同的分体式两栖航行器的结构设计与控制方法,实现了水空两栖探测航行器的联合作业方式以及分体式结构在复杂环境勘测中的应用。实验涉及无人机结构设计、水下航行器结构设计、跨域协同作业方式等,该实验属于一个典型的水空两栖探测航行器设计的综合创新实验,可作为海洋技术专业综合设计类或大学生创新创业实践类课程,并通过实践教学探索,提升了学生对航行器的综合设计能力和创新能力。

气动和结构多学科优化设计过程集成技术研究

研究了气动和结构多学科优化设计中的过程集成技术问题,详细分析了三维几何建模、CFD、结构强度分析和iSIGHT优化之间的数据集成机理,实现了气动和结构强度的边界设定、载荷加载、优化策略定制和优化结果自动评判等过程的集成。通过基于iSIGHT的集成框架应用实例完成了简单翼的多学科优化设计。

飞行器总体多学科集成设计平台

针对设计过程中学科间的耦合关系、继承关系、信息传递、异地异构设计、并行计算、数据管理和知识共享等问题,对多学科设计集成平台的功能需求进行了深入分析,提出了飞行器总体多学科集成设计平台的体系架构。基于设计结构矩阵优化和解耦思想,提出了集成平台下的总体数字化设计流程。阐述了集成平台的关键技术。在MyEclipse3.2环境下开发了面向飞行器总体设计的集成平台,并结合某型飞航导弹进行了多学科设计优化,验证了该集成平台的有效性。

椭圆轨道上在轨服务航天器绕飞轨道设计及控制

针对在轨服务航天器相对椭圆轨道目标器任务要求,提出了追踪器相对目标器进行绕飞的初始条件及考虑各种摄动情况下轨道保持的最优控制算法。通过对椭圆轨道时变相对线性化方程及解析解的详细分析,给出了追踪器进行绕飞的必要条件。进一步考虑到安全问题,给出了使目标器位于绕飞轨迹中心的条件,同时还进行了给定追踪器形状和距离的绕飞轨迹设计。考虑到实际绕飞中受到各种摄动的影响,结合最优控制理论设计了控制向量受限的离散LQR最优控制器,将追踪器控制在预定的绕飞轨迹中。文中设计了三个控制误差区域,将控制器作用在合理的偏差范围内,避免了因控制测量误差而消耗大量燃料。最后进行了仿真验证,结果表明,文中的设计方法和控制算法合理有效。

飞行控制器的冗余设计

控制器是航天飞行器的控制中枢,必须确保其高可靠性设计。冗余设计是提高飞行控制系统安全性与任务可靠性的一种重要手段。比较了双机和三机热冗余的优缺点,给出了控制器的冗余设计结构、设计思想、实现方法、可靠性分析等。系统测试结果表明:整机性能稳定、可靠,达到了系统的可靠度设计要求。

飞行器测试技术之课程拓展

测试技术是工科学生需要掌握的一门技术。以提高学生的测试技术为出发点,将实际工程中旋转飞行器转速测量问题作为教学案例,设计出了六加计测试系统和两加计一陀螺测试系统两种方案,解决了旋转飞行器转速测量问题。详细介绍了测试系统的设计思路及工作原理,并通过仿真对设计方案进行了验证。

制导炮弹滚转控制系统设计

某鸭式布局的制导炮弹,采用自旋尾翼的方式可实现鸭舵对弹体的滚转控制。基于小扰动假设推导出制导弹滚转运动的扰动方程,分析了滚转运动特性及鸭舵偏转对滚转运动的影响,建立了相应的滚转运动稳定回路模型,回路中滚转控制用比例微分(PD)控制方式来实现。采用Matlab/Simlink软件建立了制导弹滚转控制的仿真模型,根据系统的性能要求用Simulink中的Simulink Response Optimization模块对控制系统进行了优化设计。结果显示弹体滚转位置0.2s可以控制到位,设计结果较好地满足了滚转控制系统品质指标的要求。

基于知识的飞行器外形设计系统研究

针对飞行器外形设计的复杂性、往复性特点,提出了基于知识的飞行器外形设计系统体系结构。利用飞行器方案设计专家系统推理的结果,开发了基于UG平台的飞行器外形设计系统,实现了飞行器外形的自动式建模和向导式建模。融合飞行器外形设计的设计规则和经验知识,设计了基于UG/KF的飞行器各部位的知识特征模型。由此设计完成的飞行器外形模型可脱离该设计系统进行修改设计,从而满足了重复设计的需要,提高了设计效率。

空间飞行器用金属橡胶减振器

考虑金属橡胶减振材料的优越性,设计了采用金属橡胶作减震器的减振方案用于空间飞行器仪器安装板的整体减振。建立了金属橡胶减振器的力学模型,确定了金属橡胶减振垫的结构设计参数及性能参数,并对采用整体减振设计的仪器安装板进行了数学仿真分析。最后,设计了仪器安装板的地面振动实验并进行了振动实验考核。实验结果表明,仿真分析结果与地面实验验证结果基本一致,刚度满足设计要求。相比于刚性连接形式,采用金属橡胶减振器进行整体减振后,在300Hz以上测量点的振动响应幅值大大衰减;在300 Hz以下测量点的随机响应均方根值衰减量不低于56.5%,达到了减振设计效果。

一种旋转飞行器应答机天线系统的设计

在当前应答机天线系统的工作模式下,飞行器旋转会引起其天线波束方向不断变化,导致地面测控设备信号间断,不能获取连续测量数据,难以实现精确跟踪测量。针对旋转测量存在的问题,本文设计了一种分集式应答机天线系统,理论分析和仿真结果表明,通过采用该系统,有效解决了现有天线系统的不足,能够实现对旋转飞行器的连续稳定跟踪。

Matching design of hydraulic load simulator with aerocraft actuator

This paper intends to provide theoretical basis for matching design of hydraulic load simulator （HLS） with aerocraft actuator in hardware-in-loop test, which is expected to help actuator designers overcome the obstacles in putting forward appropriate requirements of HLS. Traditional research overemphasizes the optimization of parameters and methods for HLS controllers. It lacks deliberation because experimental results and project experiences indicate different ultimate performance of a specific HLS. When the actuator paired with this HLS is replaced, the dynamic response and tracing precision of this HLS also change, and sometimes the whole system goes so far as to lose control. Based on the influence analysis of the preceding phenomena, a theory about matching design of aerocraft actuator with HLS is presented, together with two paired new concepts of ＂Standard Actuator＂ and ＂Standard HLS＂. Further research leads to seven important conclusions of matching design, which suggest that appropriate stiffness and output torque of HLS should be carefully designed and chosen for an actuator. Simulation results strongly support that the proposed principle of matching design can be anticipated to be one of the design criteria for HLS, and successfully used to explain experimental phenomena and project experiences.

提高飞机生产和使用互换性的途径及措施

针对飞机生产中存在的不互换协调现象，提出了一些合理的飞机设计结构形式，以及有关装配的一些改进意见。

飞行器舱段结构快速设计方法研究

分析了飞行器舱段结构传统设计方法中存在反复修改、重复性工作量大、设计效率低等问题,研究了产品快速设计方法,提出了一种基于CAD/CAE集成的舱段结构快速设计方法,并运用Visual C++开发语言,结合数据库、人机交互等技术,开发了飞行器舱段结构快速设计平台,实现了飞行器舱段结构的快速设计,缩短了产品开发周期。

飞行器的概念设计研讨

在航空专业领域和工业设计界,飞行器概念设计正引起广泛地关注。从工业设计的视角而言,概念设计是对多种可能进行探讨,并从中抉择出最佳结果的过程。因此,概念创意有赖于开阔的设计思维,全面的认识及思考设计对象。从设计实践出发,飞行器概念设计可以以基于原型的变型化设计、基于飞行技术发展趋势的概念发展、仿生设计及基于环保的绿色化设计等几个方向,多向探讨其设计理念与方法。