飞行器舵传动机构的摩擦力矩优化研究

研究了飞行器舵传动机构的摩擦力矩,并通过改进传动机构中向心关节轴承的衬垫结构和转动副,对舵传动机构的摩擦力矩进行了优化。采用二重组织的编织结构结合降低树脂用量的方法,改进了向心关节轴承的自润滑聚四氟乙烯(Poly Tetra Fluoro Ethylene,PTFE)编织物衬垫。通过内圈-舵轴相对转动替代内外圈相对转动,降低了传动机构的转动摩擦力臂。试验结果表明,改进后的自润滑衬垫使内径55mm和70mm的向心关节轴承最大摩擦力矩分别降低50.8%和41.7%,内径70mm轴承转动副改进后,传动机构的摩擦力矩进一步降低17.2%左右。

基于视觉测量的飞行器舵面角位移传感器标定

提出一种基于计算机单目视觉的飞行器副翼、襟翼、方向舵和升降舵角位移传感器的非接触标定方法.用共面的两个特征圆组成一标定靶固定在飞行器舵面上,用一台定焦数码摄像机对标定靶拍照,获得特征圆数字图像.经图像分析确定特征圆圆心及直径在像面上的透视投影位置和长度,根据透视投影逆变换原理建立物和像空间坐标关系的解算模型,进而导出靶面平面方程.飞行器舵面角位移则由标定靶面的法线方向余弦来表示.仿真结果表明,该方法具有标定过程快速、简单和准确的特点.不需事先标定摄像机内外部参量,其标定准确度优于0.2°.

飞行器折叠舵展开及锁紧过程动力学仿真研究

飞行器折叠舵的展开及锁紧过程是多载荷综合作用的动态过程。对该动态过程进行仿真研究,建立了考虑气动载荷和摩擦作用的动力学仿真模型,通过对不同气动载荷工况下的模型进行动力学仿真,分析了气动载荷作用对展开及锁紧过程的影响;并通过空载展开试验,验证了动力学仿真模型的准确性。基于该模型,从载荷和能量维度分别应用角加速度法和角速度法,对不同气动载荷工况下摩擦做功进行了辨识。研究结果表明,摩擦力矩受气动载荷影响;摩擦做功随气动促进作用的增大而增大;角加速度法和角速度法辨识摩擦做功均合理。此次研究为飞行器折叠舵的设计与分析提供了理论参考。

厚薄通用四边形平板壳元在薄壁结构加筋布局优化中的应用

飞行器舵面为不规则薄壁结构,内部筋板骨架与蒙皮存在较大厚度差异。针对舵面结构分析对网格灵活性的要求,利用具有旋转自由度的膜元GQ12与剪应变混合插值板元MITC4,耦合构造了一种厚薄通用、准确度高的四边形平板壳元;基于此,利用自适应成长法对飞行器舵面结构进行加筋布局优化设计,获得了清晰的内部最优骨架布局。与传统骨架布局设计对比,本优化设计使整体结构刚度提升33%,结构减重29%,同时,验证了GQ12+MITC4耦合单元的准确性、实用性,以及舵面骨架自适应成长加筋拓扑优化设计的有效性,这为飞行器舵面骨架筋板布局设计提供了一种高效的设计方法。

双射流环量控制翼型的控制力矩特性研究

为了探究环量控制技术在飞行控制性能方面的优势,在定常流场中对定常射流环量控制翼型的控制力矩作用机理展开了研究,采用数值仿真的方法,对比分析了单射流、双射流产生的虚拟舵面与传统舵面作用下的气动力系数的变化规律,并基于无舵面飞行器CCSCAOON对其气动力矩的控制特性进行了验证。验证结果表明:单射流作用下的虚拟舵面能够提供用于飞行器所需的滚转和俯仰力矩,且作用机理相似,控制性能优于传统舵面;无论是单射流还是双射流,在大迎角下虚拟舵面的气动控制特性较差,限制了环量控制的使用迎角;双射流较单射流而言,升阻比特性和控制力矩特性较好;双射流下的虚拟舵面通过调节下射流口动量系数,能够有效降低偏航力矩与滚转、俯仰力矩之间的耦合效应。