民用飞机无线航空电子内部通信网络技术综述

民用飞机内部航空电子通信技术由无线通信部分替代有线通信,可进一步降低飞机自重,增强飞机安全性,提升民用飞机运营经济性,将成为下一代民用飞机发展的重要技术。目前,该技术尚处于研究起步阶段,为了促进该技术的发展,本文在研究国内外相关文献的基础上,对当前的研究进行概括和总结,明确民用飞机无线航空电子内部通信(WAIC)网络的定义,概括了WAIC网络在国内外的研究现状,分析了WAIC网络的特点,介绍了WAIC网络架构、时间同步、网络管理及网络安全等关键技术,提出了基于软件无线电平台技术开展4.2~4.4 GHz无线通信节点硬件设计的技术路径,为后续研究奠定基础。

航空电子模块储热器工作时间预测

航空电子模块储热器是一类广泛应用于航空电子设备的热管理装置。为了给航空电子模块储热器的工程设计提供理论支撑,对其工作时间与功耗、设定温度之间的关系进行研究。首先,综合考虑自然对流和热辐射的影响,运用传热学理论构建了储热器在实际工作环境下的热模型。然后,运用焓-多孔介质法对储热器的瞬态储热过程进行了数值模拟,并通过求解相变传热学中具有温度场理论解的斯蒂芬问题验证了数值模拟方法的准确性。最后,分别在4种典型功耗下计算得到储热器的温升曲线及其相变材料的熔化进程曲线,并与顶面绝热条件下的理想曲线进行了对比;同时,以理论规律为基础,结合数值模拟结果,得到了储热器工作时间与功耗、设定温度之间的依变关系,并采用最小二乘法对该依变关系进行了二元线性回归分析。结果表明,相比于在顶面绝热条件下,储热器在低功耗下的温升过程及其相变材料的熔化进程受自然对流和热辐射的影响较为显著;储热器工作时间与功耗在双对数坐标下呈线性关系,与设定温度在单对数坐标下呈线性关系;利用二元线性回归方法所构建的储热器工作时间预测公式具有良好的预测效果,其在建模集中的拟合误差在±4%内,拟合优度为0.993,在验证集中的预测误差在±3%内。分析得到的储热器工作时间预测公式可作为航空电子模块储热器敏捷工程设计的工具。

机载多分区系统可调度性分析算法研究

机载领域普遍采用符合ARINC653标准的分区操作系统支撑应用软件综合化。在分区操作系统的两级调度模型下,机载软件苛刻的实时性要求通常难以得到有效的确定性保证,因此对系统进行可调度性分析显得至关重要。通过可调度性分析算法判断调度表是否能满足分区内进程的实时性要求,是保障系统中所有的进程在规定的时间内完成运算任务的有效手段。基于运筹学方法,通过引入虚拟进程,设计了一种多分区系统可调度性分析算法,并进行了数值验证。验证结果表明,该算法能够准确判断调度表与进程时间属性是否匹配,给出系统是否可调度的定性分析结论,帮助系统集成人员在系统实际运行前对调度表的合理性进行先期验证,降低试验和试飞风险。

基于新奇度量的社交事件推荐方法

在社交事件网络(EBSN)中,推荐工作都是从用户的历史喜好出发建模用户偏好,阻碍了用户接触新事物的范围和途径。针对上述问题,提出基于新奇度量的社交事件推荐模型UER(Unexpectedness-based Event Recommendation)。UER模型包括Base和Unexpected两个子模型,首先,Base子模型基于用户、事件以及用户历史事件交互序列特征,通过注意力机制衡量事件在用户历史喜好中的权重,最终预测用户参加事件的概率;其次,Unexpected子模型通过自注意力机制提取用户的多个兴趣表示来计算用户自身新奇度和候选事件对用户的新奇值,从而衡量推荐事件的新奇程度。在Meetup-加州数据集上,UER模型相较于DIN(Deep Interest Network)和PURS(Personalized Unexpected Recommender System)的推荐命中率(HR)分别提高22.9%和30.3%,归一化折损累积收益(NDCG)分别提高27.5%和42.3%,推荐事件的新奇程度分别提高54.5%和21.4%;在Meetup-纽约数据集上,UER模型相较于DIN和PURS的HR分别提高18.2%和21.8%,NDCG分别提高26.9%和32.0%,推荐事件的新奇程度分别提高52.6%和20.8%。

基于SM755处理器的国产化处理模块设计

设计了一种基于SM755处理器的国产化处理模块(以下简称模块)。通过SM755的60X总线接口与桥接芯片互连,可扩展出存储器接口、外设部件互连标准(PCI)接口等。围绕处理器SM755,设计了同步动态随机存取内存(SDRAM)、Flash、以太网、串口和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等硬件资源,为了实现SM755处理器模块的正常启动,进一步搭建了VxWorks操作系统。该模块所选用的芯片由国产厂家提供,可满足全部国产化的需求。实践模块测试表明,SM755处理器可以正常访问各外部的硬件资源,能够实现特定的数据处理功能。

基于三支决策的飞机空战机动决策方法

为了提高战斗机在信息不充足条件下的机动决策能力,提出一种基于三支决策的飞机空战机动决策方法。首先,使用三支决策意图识别模型对目标意图进行识别;其次,将目标的作战意图因素引入到威胁评估中后,结合目标的威胁程度,提出基于三支决策的机动决策权重因子动态调整法;最后,使用模糊逻辑构建机动决策因子评价函数,并利用权值动态调整策略和机动决策评价函数求出每一阶段飞机最佳的机动方式,从而形成可行有效的飞行路线。仿真实验结果表明,所设计的基于三支决策的飞机空战机动决策方法具有可行性和有效性。

基于流固耦合的反推力装置负载特性

反推力装置负载特性是其运动机构及驱动作动器强度设计的基础,其中阻流门所受气动载荷及其应力分布计算是核心。以叶栅式反推力装置为对象,采用重叠网格方法实现阻流门和滑动整流罩的旋转以及平移运动网格划分,在STAR-CCM+软件环境下确定了流固耦合交界面的数据映射与交换关系,由此建立了反推力装置流固耦合数值分析模型。对反推力装置在飞机降落时正常打开和起飞滑跑紧急终止时应急打开两种动态过程进行仿真,结果表明:随阻流门旋转,阻流门所受气动载荷与等效应力快速增加,并在旋转角度为50°附近达到最大,且在应急终止起飞状态下打开反推力装置,阻流门承受的最大气动载荷是正常打开过程的3倍以上。