重复使用运载火箭液体动力技术发展

重复使用是未来运载火箭更新换代的技术发展趋势,是降低航天发射成本、实现规模化航天发射的有效途径。重点概述了国内外垂直起降重复使用运载火箭动力技术的发展现状,分析了垂直起降重复使用运载火箭发射和回收全任务剖面,总结了垂直起降重复使用运载火箭动力技术的特点,包括宽范围入口压力多次启动技术、大范围快速高精度推力调节技术、故障诊断及健康管理技术、状态检测与维修维护技术等。

飞行训练典型科目轨迹仿真实现

飞行训练科目是飞行学员学习飞行技能、掌握飞机性能、检验飞行技术能力的有效途径。针对科目训练过程中轨迹随意性大、评分标准不统一、事后讲评效果差的实际问题,构建基于捷联惯导微分方程离散化的轨迹仿真系统,对几种典型训练科目的、特点和标准等因素进行梳理,完成训练科目细分动作的时间序列化,实现标准起落航线、小速度飞行、懒八字等几种典型飞行训练科目的轨迹仿真。结果表明:论文构建的轨迹仿真系统,能准确反映训练科目的训练目标和飞行特征,为提升训练讲评质量及后续量化评估奠定基础。

森林消防救援起降点选择影响因素分析

为提高森林消防救援效率,针对森林消防救援的起降点选择,提出了一种改进DEMATEL-ISM法,对其影响因素进行深入分析。首先基于扎根理论建立面向森林消防救援起降点选择的影响因素体系,然后引入模糊集理论消除DEMATEL-ISM法中专家评分的主观性,通过分析起降点选择的影响因素间因果属性和影响程度,确定关键因素,通过合理设置阈值构建多级递阶结构模型。通过案例分析,得到了影响森林消防救援的5个关键因素、3个根本因素、3个直接因素以及10个间接因素,并提出起降点选择的相关建议。该研究成果可以加快林火救援时起降点选择的决策速度,提高森林消防救援效率,为起降点的选择提供理论依据和科学参考。

基于GA-SA组合算法的山区复杂环境无人机起降点选址

针对山区复杂环境下的物流链前端无人机货运起降点选址和任务分配进行研究。首先以建设成本最小和运输时间满意度最大为目标,综合考虑无人机自身性能和禁飞空域等因素,构建多约束条件下多目标函数的起降点选址和任务分配模型。采用遗传算法(genetic algorithm, GA)和模拟退火算法(simulated annealing algorithm, SA)的组合算法进行求解,首先通过遗传算法得出较优的可行解,再以此解作为退火算法的初始解进行模型求解。仿真结果表明,构建的多约束模型能够实现预期效果,并且采用的算法解决此类问题时具有良好的适用性。

垂直起降无人机气动布局设计研究进展

垂直起降无人机是当前航空领域的研究热点。文章介绍了倾转旋翼、倾转涵道和双系统式三类垂直起降无人机的工作原理和典型机型,分析和讨论了其气动布局特征及其设计研究进展,提出了垂直起降无人机气动布局设计和优化、飞行控制、侧风效应和结构轻量化设计方面的研究建议。

唐代士宦矛盾发展态势与士人选择

唐代士宦矛盾始于玄宗朝,后世将高力士为李白“脱靴”这一虚构情节具象化,成为士人厌弃宦官干政的经典标本。安史之乱后,宦官为维护皇权立下功劳,逐渐成为帝王宠信对象,掌控军权便是最切实的奖赏。中唐时士人与宦官之间的交往和碰撞是双方矛盾发展态势不同时期的反映,甘露之变则导致了双方彻底走向决裂。这样,士人的选择除传统的恐惧和疏离外,还多了一份投机式的攀附,虽然这种行为遭到士林口诛笔伐,但由于宦官权势强大,对这类士子的仕途影响并不明显。

城区物流无人机起降场选址问题研究

本文综合考虑无人机运行限制和起降场特点,归纳了选址影响因素。提出一种两阶段选址方法:首先利用k-means聚类算法结合AHP和TOPSIS方法初步筛选潜在起降场址;然后建立多目标优化模型,求解得到较优方案。以天津市和平区为例验证了方法的可行性和有效性。

新型动力轻型飞机飞行性能仿真评估

为评估新型动力轻型飞机的飞行安全性,基于民用航空器适航审定理念和方法,选取飞行关键的阶段,应用MATLAB软件模拟该型飞机起飞地面滑跑和起飞爬升性能,计算滑跑距离和爬升率。结果表明混合动力型轻型飞机的起飞地面滑跑距离缩短了10%,爬升性能提高了22%,同时混合动力型飞机对起飞机场的高度和温度环境适应能力也明显提升。该方法可作为混合动力轻型飞机适航审定中验证符合中国民航CCAR-23-R4规章第23.2115条款“起飞性能”和第23.2120条款“爬升”要求的一种方法。

小型全电/混动飞机技术路线与动力系统综述

该文对小型全电/混动载人飞机的技术发展路线、航空推进电机、动力系统架构进行分析、总结与展望。首先,从载人飞机的气动布局、结构拓扑、动力源和起降形式等方面分析,分出6条技术路线,总结各自的乘客数、最大起飞重量、巡航速度、功率和航程等技术指标。其次,总结已装机或拟装机航空推进电机的技术参数和应用机型。对先进航空推进电机的发展现状,按功率等级分类探讨了三相永磁电机、多相永磁电机、兆瓦级涡轮机驱动的兆瓦级电机/发电机、高温超导电机。最后,对6种动力系统架构的技术路线特点、关键技术进行梳理,分析载人全电/混动飞机未来的发展方向。国内载人电动/混动飞机领域刚起步,该文的研究工作对飞机的总体气动布局设计、功率需求、器件选型、动力系统设计具有重要的参考价值。

短距起飞垂直降落飞行器飞行品质研究

根据短距起飞垂直降落(STOVL)飞行器的特点,结合AGARD 577飞行品质规范,从操纵效能和模态特性两方面对短距起飞垂直降落飞行器在飞行品质方面提出要求。基于短距起飞垂直降落飞行器六自由度模型仿真,对飞行器在短距起降过渡状态下的操纵效能进行评估。以等效系统拟配思想,采用遗传算法与最小二乘法的混合算法,对带L_1自适应控制器的高阶飞行器模型进行低阶等效拟配。采用该低阶模型,对飞行器在不同飞行阶段下纵向与横航向的模态特性进行评估。结果表明,该飞行器在短距起降阶段具备一级飞行品质。

基于微平台的自主起降仿生鸟弹跳机构设计

针对仿生扑翼鸟下肢的弹跳起飞和缓冲降落功能,开展了对其下肢弹跳机构的研究。以鸟类下肢骨骼的尺寸比例为参考,对鸟类起飞的下肢运动特性进行分析;在弹跳下蹲阶段,为了避免翅膀与地面发生干涉,采用基于微平台起降方式的方法对下肢弹跳机构进行了设计;为了提高下肢的仿生性,设计了类平行四边形下肢腿部机构,结合空间D-H表达法,建立了下肢机构的运动学方程;利用拉格朗日方程,建立了下肢机构的动力学方程;利用Adams软件进行装配体弹跳仿真分析,对其下肢腿部机构进行求解。结果表明,装配体质心水平初速度达到了仿生鸟“苍鹰”起飞所需的临界速度条件,可以实现弹跳起飞。

不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估

安全性评估对电动垂直起降飞行器的架构开发、安全管理、设计验证及商业化有着至关重要的作用,但目前国内少有对电动垂直起降飞行器整机构型、系统设计等相关的研究。本文针对4种不同构型的电动垂直起降飞行器,包括垂起尾推固定翼构型、四轴八桨多旋翼构型、固定翼加倾转旋翼构型以及倾转机翼构型,使用功能危害分析和故障树分析方法对4种不同构型的动力系统进行了分析比较。分析表明:垂起尾推固定翼电动垂直起降飞行器动力架构在本文的特定使用场景中相对可靠性更优。2种分析方法的结合,增加了对功能危害理解的全面性和深度,并识别了减轻动力系统失效风险的多种潜在途径。安全性评估结果可以为电动垂直起降飞行器动力构型选择和产品开发提供依据。

飞机灵活温度减推力起飞技术设计与应用

为了提高发动机的使用寿命、降低维护成本,以达到提高飞机训练和投送经济性的目的,参考民航设计规范和要求,确定了一型飞机的灵活温度减推力起飞的设计原则,提出了一种采用灵活温度方式的减推力起飞技术在该飞机上的具体设计和实施方案,该方案能够从飞行员对发动机实际工作状态的掌控、起飞性能余度等方面,最大限度地保障起飞安全性。根据该机的典型使用场景,对该飞机在日常运输任务的起飞重量下实施灵活温度减推力起飞时的实际起飞性能进行了分析。根据分析结果,该飞机在日常运输剖面的起飞重量下,在某海平面高度机场、温度T 0下起飞时,允许设定的最大灵活温度值为(T 0+20)℃,此时实际起飞性能较最低安全要求仍有一定的余量,能够保证起飞安全,此时对应的起飞推力减小至最大值的85%,用于日常运输时可以使发动机寿命延长约13%。研究结果对灵活温度起飞技术在国内飞机上的设计和应用具有较高的工程参考价值。

自转旋翼无人机的起飞控制研究

以某型自转旋翼无人机作为研究对象,针对自转旋翼无人机起飞过程中的难点,开展自转旋翼无人机的自主起飞控制策略研究,将起飞过程划分为预旋、三轮滑跑、两轮滑跑、离地爬升等多个阶段,并设计各过程的纵向与横侧向控制回路。通过综合仿真实验,验证了所设计控制策略的可靠性与可行性。

基于有限设计指标的通用飞机起飞质量估算研究

飞机起飞质量是飞机初始设计的首要参数之一。在给出装载重量、最大航程、巡航速度和巡航高度等设计指标后,确定飞机的燃油质量比;结合经验公式,获得飞机的空机质量比,从而进一步迭代计算得到飞机的起飞质量。使用通用教练机DA42及公务机比奇“星舟”验证了估算方法有效性,结果显示估算的相对误差绝对值均在15%左右。所提出的估算方法结合了相关经验图表,在有限的设计指标下估算飞机起飞质量,且对机型没有过多的约束,可为新构型通用飞机的初步设计提供技术参考。

论“高力士脱靴”传说中李白形象的演变及其原因

民间传说“高力士脱靴”以小说、诗文与杂剧等多种形式流传至今,主角李白“惩奸罚恶”的形象深入人心。在传播过程中,该传说不断变化,李白的形象也随之演变,大致经历了一个从中唐至五代的“狂放无礼”、宋元的“傲睨万物”到明代的“惩奸罚恶”的转变。其原因主要有三:一是叙述传说的时代不同;二是表现主题的变化;三是配角高力士形象的改变。可以说,在不同的时代中,由于表现主题的变化,人们会对同一传说赋予不同的意义。

基于动力源分类的无人机起飞方式综述

无人机的起飞方式在作战中是个关键因素,决定了无人机作战的灵活性、机动性和高效性等。随着科技的发展,无人机的起飞方式已由最初的滑跑起飞更新换代至多种多样。对无人机起飞方式进行了研究,根据动力源不同将无人机起飞方式分为势能膨胀力作为动力源起飞、电磁力作为动力源起飞、气体反冲力作为动力源起飞和人力作为动力源起飞4大类。对每种无人机起飞方式的工作原理和优缺点进行了详细阐释并列举出了相应的无人机型号,对无人机起飞技术的发展趋势进行了展望。

四火箭助推无人机起飞与降落控制算法

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动机推力及控制律数学模型,构建无人机起降过程的动力学方程;设计一种基于PID控制的控制算法,控制目标无人机在各种干扰环境下安全稳定地完成起降过程;利用MATLAB软件编程进行仿真计算,并通过对比仿真结果与试飞结果,来验证该控制算法的有效性。结果表明:所设计的控制算法及控制律满足目标无人机起降过程的控制要求。

无人艇-机协同定位起降关键技术与验证

无人艇(USV)单平台执行水面任务易受平台限制,构建无人艇-机跨平台系统能实现平台优势互补。文章通过研究无人艇-机起降及补能技术,实现无人艇-机持久协同作业。首先,针对无人机(UAV)在动态USV上起降问题,开展无人艇-机协同定位起降技术研究,研究了无人艇-机速度、位置状态信息动态更新模型,实现了UAV在USV端高精度的起降;其次,针对UAV续航时间短的问题,开展UAV在USV端补能研究,研究了UAV端起降机构和USV端充电网机构,实现了UAV着艇快速补能;最后,在海面验证该无人艇-机跨平台起降补能系统性能,试验结果中,无人艇-机系统能在3.0 m/s的高速运动状态下,实现UAV在USV端的成功降落和补能,满足海上无人艇-机跨平台系统执行任务场景的需求。

跨介质飞潜器水面起降过程流场及运动特性研究

为探究跨介质飞潜器水面起降过程流场结构演变及自身运动特性,基于计算流体动力学数值仿真技术,耦合流体体积多相流模型、剪切应力传输k-ω湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型以及Stokes 5阶非线性波理论,构建了飞潜器水面起降的数值计算方法。分别对静水环境下飞潜器水面起飞过程、有/无波浪环境下飞潜器水面降落过程进行数值仿真,分析了各过程飞潜器动力学响应、载荷变化情况以及自由液面流场演化过程。结果表明:在整个静水环境下水面起飞过程中飞潜器均能保持稳定的姿态,其周围流场结构及自由液面演化均具有强对称性;在水面降落过程中,飞潜器及导管底部受到较大的反向砰击力,导致飞潜器姿态出现一定程度的振荡,在经过多次衰减波动后能够快速恢复平稳状态;而波浪的存在会加大触水时刻飞潜器所受到的砰击载荷,加剧飞潜器姿态的振荡,延后姿态最终恢复平稳时间。