基于声振传递的飞行器噪声振动环境预示方法研究

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通过噪声试验或声振耦合仿真分析的方法,得到飞行器声振传递特性;根据获得的舱外脉动压力和声振能量传递特性,结合具体飞行参数得到实际飞行条件下的飞行器声振预示环境。采用该方法对某飞行器开展了振动环境预示研究,经地面及飞行试验验证振动环境量级预示精度可达1.6 dB。提出的基于声振传递的飞行声振环境预示方法可以广泛应用在导弹、火箭等飞行器的精细化环境设计中,对于提高飞行器总体性能、环境适应性和飞行可靠性具有重要的工程意义。

静稳定快速变化的飞行器驾驶仪极点配置设计

从伪攻角三回路自动驾驶仪的数学模型出发,分析了系统稳定边界,给出了最大允许的机体不稳定度经验公式。结合工程应用情况,建立了控制参数与闭环极点的简便解析关系,并对控制参数进行了预测校正。实例分析表明该方法便捷有效,收敛速度快,适用于静稳定性快速变化的飞行器三回路自动驾驶仪的设计。

非线性振动方程多重解求解方法

非线性振动方程多重解的求解过程中,迭代初值难以有效确定,不稳定周期解收敛域很小,利用通常的微分方程解法无法直接求解。针对这个问题,引入同伦算法,使得初始值的选取无任何限制;同时利用预测-校正算法对外激励参数变化下的解曲线进行追踪,得到系统的多重解。该方法不但可以计算稳定的周期解,而且不稳定的周期解也可以求出。采用Duffing振子运动方程对该方法进行了计算验证,通过与理论近似解以及龙格-库塔法计算结果的对比,验证了该方法的有效性。

稳像中基于BP神经网络的颤振预测及改进

为了解决航拍过程中的图像抖动问题,研究了机载相机的颤振规律;提出在稳像过程中,利用BP(BackPropagation)神经网络的函数逼近功能对相机颤振规律进行模拟,预测相机颤振矢量的方法;针对单个BP神经网络稳定性较差且精度较低的问题,提出在预测网络上增加一个误差校正网络以提高预测精度的方法.该方法使用误差校正网络对预测网络输出的结果进行二次预测、补偿,提高了网络系统的稳定性和计算精度.仿真实验表明:在训练样本相同的情况下,预测网络和误差校正网络相结合的方法能够对相机颤振矢量进行高精度预测,且运算速度较快,满足了机载相机实时稳像的需求.

飞机飞行振动预计技术

介绍了飞机飞行振动的主要来源和特征,分析了传统预计方法的不足,针对飞机飞行振动与高度、马赫数、攻角等飞行参数呈非线性关系的特点,提出了基于BP神经网络的飞行振动预计新技术,建立了预计模型,通过8组建模样本训练网络,确定了预计模型中的各个参数值。预计结果和实测飞机飞行振动信号比较分析表明:该方法预计精度高,验证了BP神经网络预计飞机飞行振动的可行性。

飞机飞行振动预计技术研究

介绍了飞机飞行振动的主要来源和特征,分析了传统预计方法的不足,针对飞机飞行振动与高度、马赫数和攻角等飞行参数呈非线性关系的特点,提出了基于BP神经网络的飞行振动预计新技术,建立了预计模型,通过8组建模样本训练网络,确定了预计模型中的各个参数值。预计结果和实测飞机飞行振动信号比较分析表明,该方法预计精度高,验证了BP神经网络预计飞机飞行振动的可行性。

基于ARIMA和误差修正的航材消耗预测模型

为了给航材保障提供科学决策服务,结合现有预测算法和航材消耗规律,提出一种基于ARIMA和误差修正的航材消耗预测模型。对航材数据进行数据抽取和数据预处理,得到完整、高质量的数据样本;通过对数据样本进行平稳性检测、纯随机性检测确定使用模型ARIMA(p,d,q);通过模型定阶确定最优参数p,d,q,得到初步预测值,结合误差修正得到最终预测值;通过对比真实值、初步预测值、最终预测值,得出结果表明该文提出模型的预测结果误差最小。

基于扩展工况传递路径分析的振动环境预计方法研究

准确获得飞机结构及机载设备的振动环境至关重要,传统的振动环境预计方法预计准确度低,可能会导致后期振动环境试验过试验或欠试验的问题。创新性地提出了一种基于扩展工况传递路径分析(OPAX)的振动环境预计方法,采用实测数据搭建振动环境预计模型,再利用该模型对新工况下的振动环境进行预计。试验室环境下,搭建了某型飞机典型设备舱振动测试系统,基于OPAX方法搭建了机载设备的振动环境预计模型,并对其预计准确度进行了验证。对比预计结果与试验结果,得到:(1)新工况下模型预计均方根值与试验测试均方根值相比,误差保持在20%以内;(2)在预计频段范围内,新工况下模型预计的变化趋势与试验测试基本一致,个别频率处差异较大。综合新工况下预计结果,这种基于OPAX的振动环境预计方法预计精度较高,且搭建模型所需数据量较少,搭建方便,具有可操作性和工程实用价值。

2.4 m连续式跨声速风洞大飞机精细化测力试验技术

为满足大飞机研制对风洞测力试验数据精准度的需求,并适应2.4 m连续式跨声速风洞运行特点,中国航空工业空气动力研究院成功研发了多项精细化的测力试验技术。这些技术中,低热膨胀系数高强度天平和天平温度效应补偿与修正技术有效地减小了温度变化对天平数据的影响;角度传感器和视频相结合的直接测量方法与改进后的角度叠加测量方法,均提高了模型姿态角的测量精度;基于线性回归的天平初始载荷计算方法可以一次性获得各种试验状态下的天平初始载荷,并提高气动载荷计算的准确性;基于前后置减振器的主动振动抑制技术能降低模型振动对测量数据的干扰并拓宽迎角范围;弹性变形视频测量与CFD修正技术可以有效分离高雷诺数试验结果中的弹性变形对气动力的影响量。本文对这些试验技术的原理进行了详细介绍,并给出案例证明这些试验技术能够有效提高测力试验的精准度;与ETW风洞的对比试验显示,大展弦比民机模型的升力系数偏差约0.002,阻力系数偏差约0.000 2。

基于实测的地铁振动距离衰减预测参数修正方法

根据HJ 453—2018《环境影响评价技术导则城市轨道交通》,为提升振动环境影响评价的科学性,以西安地铁4号线为例,获得其由地铁运行产生的振动源强和振动环境影响实测值。在已运营地铁线路的区间隧道和地面布设监测点位,根据经验公式对地铁运营产生的振动环境影响进行预测。基于振动环境影响实测值与预测值的对比分析结果,通过回归分析获得地铁振动环境距离衰减预测的相关参数。研究结果表明:当地质条件为冲积、洪积平原区的冲积地层,线路条件为直线段整体道床与圆型隧道断面,列车类型为6节编组B型车,列车运行速度为65 km/h的工况条件下,振动源强为78.8 dB,环境振动影响实测值比预测值小约0.8~4.9 dB;距外轨中心线5~10 m范围内,振动环境影响实测衰减值比预测衰减值大约4.3 dB;由回归分析法获得的地铁振动距离衰减预测参数a=-6.458、b=-0.074、c=4.410。

飞机振动预计方法修正研究

文献 [2 ]介绍了一种振动预计方法 ,它同时考虑了由气动力和喷气发动机噪声引起的振动的影响 ,该方法如何适合于我国军机的使用实际 ,有必要对该方法进行验证。本文利用飞机的实测振动数据通过置信区间估计 ,提出了验证和修正预计公式的建议。

基于历史数据的民机电子设备可靠性预计

针对传统相似分析法难以准确地定量评估目标产品和相似产品间可靠性水平的差异程度及可信度较低的问题,综合考虑产品的相似水平和样本量提出两种新的民机电子设备可靠性预计方法。一种是基于区间层次分析法(analytic hierarchy process,简称AHP)确定可靠性修正因子,将模糊信息定量化,提高预计结果的精确性。另一种是基于手册或故障物理(physics of failure,简称PoF)模型确定可靠性修正因子,引入设备重要度等级和置信度的关联性概念,实现了小样本量分级分类开展产品可靠性预计,提高了相似产品法的精确度和可信度。

隧道近接工程减振措施下爆破振速预测修正研究

隧道施工近接地下工程时,精准预测爆破振速是有效控制爆破危害的重要内容。为准确预测采取减振措施后的新建隧道爆破振速,在经验公式基础上引入减振系数以修正爆破振速预测公式。以东茗隧道侧穿既有建(构)筑物爆破作业为背景开展现场试验,结合爆破振动监测数据,通过线性回归分析法对采用不同减振措施下的爆破振动公式进行拟合,得到减振孔法和绳锯掏槽工法下的减振系数φ1和φ2,且φ2>φ1,说明绳锯掏槽法减振效果更显著;结合下穿段爆破数据,采用修正爆心距拟合与未修正情况相比,误差从31.12%减至12.24%,验证了引入减振系数进行爆破振速预测的合理性,可为确定爆破安全允许距离和预测正式下穿段爆破振速提供理论依据。

伸缩式变形飞行器禁飞区规避制导方法

针对伸缩式变形飞行器制导问题,提出了一种考虑禁飞区规避的变形飞行器制导方法。以一种采用伸缩式机翼的飞行器为研究对象,将展长变形量作为制导指令,分析倾侧角、展长变形量和航程、高度之间的关系。基于参数化轨迹在线预测剩余航程,通过数值方法校正高度参数以满足终端约束,利用航向角走廊确定倾侧角符号。在线探明禁飞区时,设计变形策略以大升力外形横向机动规避禁飞区。仿真结果表明,该变形制导方法以单一高度参数校正纵向剖面,制导精度高,终端约束能力强,同时设计横向制导逻辑,充分利用大升力外形机动能力横向机动规避禁飞区,实现了变外形飞行器多约束绕飞。

基于深度置信网络的机载外挂振动预计方法

针对机载外挂挂飞振动环境与飞行高度、马赫数的非线性关系,提出了一种基于深度置信网络(DBN)的振动预计方法。从仿真的角度根据GJB 150.16A中的经验公式产生7 470组数据,分别建立线性回归、多项式回归和DBN振动预计模型,并优化网络隐含层节点数,对比分析了三种方法的方均根误差、平均绝对误差和平均相对误差。利用工程案例验证了DBN预计方法的可行性和准确性。结果表明:DBN模型能够充分表征外挂在挂飞过程中振动与影响因素的非线性关系,整体预计效果优于线性回归和多项式回归,且预计平均相对误差在2.24 dB左右,误差减小50%以上。该方法能够为机载外挂振动环境的预计提供一种新的思路,支撑航空武器装备的环境适应性分析、设计与验证。

基于全局传递函数的弹性飞机响应预测

未知振动对弹性飞机结构有显著的负面影响.因此,有必要对结构的振动响应进行准确的预测。然而,当目标点存在激励载荷时,大多数现有方法的预测效果较差.为了克服这一缺点,我们提出了一种基于全局传递函数(global transfer function,GTF)的响应预测方法.GTF直接使用参考点的响应预测目标点响应,不需要载荷参与,也不依赖于动力学模型.此外,目标点激励的贡献也可以得到有效的补偿和校正.我们通过有限元模型和实际系统的实验,验证了GTF的有效性和准确性.详细研究了传感器位置、传感器数量、激励类型、激励方式和噪声等因素的影响.并对GTF和基于直接传递函数(direct transfer functio,DTF)的响应预测结果进行了比较.结果表明,GTF能有效预测振动响应,满足工业要求.因此,GTF是一种很有前途的弹性飞机响应预测方法.