无人机自组网的密钥协商技术综述

无人机广泛应用于农业、地质、救援、战争等诸多领域。其中,无人机自组网在任务执行能力、通信能力、抗干扰与抗摧毁能力以及智能化程度等方面相较于单一无人机具有显著优势,因此在许多复杂和需要高度协同的任务中表现出色。然而,无人机通常依赖于安全性较低的无线信道完成相互通信,这使得无人机自组网面临多种安全威胁。为了应对这些威胁,密钥协商技术被用来确保无人机之间建立安全加密的会话信道。首先,指出无人机自组网中密钥协商技术所面临的问题;其次,介绍该技术底层所使用的密码学算法;然后,通过文献分析基于群组密钥和基于对密钥的无人机身份认证与密钥协商研究现状,归纳各种方案的应用场景及其优缺点;最后,对无人机自组网中的密钥协商技术进行总结与展望。

基于T/S-SAS的多无人机四维协同攻击航线生成

针对多无人机攻击目标时间协同以及飞行航线空间协同问题,提出基于时间与空间双协同稀疏A*搜索(T/S-SAS)算法的多无人机四维协同攻击航线生成算法。改进飞行扩展节点模型,设计基于并发扩展的算法结构,建立时间协同代价计算模型与多机防碰撞约束模型,并开展仿真研究。研究结果表明:所提算法能够增强无人机攻击航线的规划效率、减少不同无人机抵达目标的协同攻击时间极差、解决不同无人机之间的空间防碰撞问题;该算法使多无人机协同攻击航线满足时间/空间约束,提升了多无人机协同时间打击性能及飞行路线空间协同性能,提高无人机协同作战效率与作战能力。

俄乌冲突中无人机ISR的运用及启示

情报是一切军事决策和作战行动的基本依托,情报优势是战场信息优势的核心。随着现代战争进一步向智能化和无人化方向发展,无人机情报侦察已成为夺取战场情报优势的关键手段之一,无人机情报系统建设的必要性日益凸显。主要通过研究俄乌冲突中情报对抗的特点,剖析俄乌冲突中无人机在情报监视侦察(Intelligence,Surveillance and Reconnaissance,ISR)领域的应用及其作战效能,提出了展开无人机情报系统建设的需求思路框架,可为军用无人机行业未来发展战略和丰富拓展无人机作战应用场景提供参考。

支持无人机设计的全寿命周期成本建模技术研究

在无人机设计阶段对相关成本进行分析评估,引入按费用设计理念,对于控制无人机装备指标参数与复杂程度、鉴别高费用设计、修正设计进程、提高标准化程度,进而降低全寿命周期费用,实现技术与经济的最佳匹配,达到最优效费比,将起到极其重要的作用。本文分析了一种无人机全寿命周期成本估算框架,研究了无人机全寿命周期成本体系架构,提出了无人机飞机平台全寿命周期成本估算模型,将该模型在某型无人机上进行验证,可以用于无人机研制过程中的设计方案权衡分析和基于成本的设计优化。

基于动态事件触发通信协议的多智能体系统自适应可靠控制

针对多智能体系统中邻居节点间通信资源受限的情况,研究基于动态事件触发通信协议的多智能体系统自适应可靠一致性控制问题.首先,设计一种基于自适应参数估计技术的容错控制策略,来应对未知执行器故障.其次,提出一种新型动态事件触发函数,通过增加具有自适应调节能力的动态变量来延长事件触发间隔.在此基础上,证明在智能体之间非连续通信的情况下,所提方法仅依靠智能体与邻居在触发时刻的交互信息就可以确保一致性误差的收敛.此外,从理论上说明智能体间的事件触发通信不存在芝诺现象.最后,针对无人船编队系统开展仿真,结果能够说明所提自适应事件触发可靠控制方法的有效性.

推桨式察打无人机起落架总体布置参数设计研究

现有飞机起落架总体布置参数设计的规范和要求主要适用于传统战斗机,如果按此规范和要求设计推桨式察打一体无人机起落架将带来诸多问题。从推桨式察打一体无人机的布局和飞行特点入手,通过对起落架总体布置参数的定义和内涵进行分析,提出一种适合推桨式察打无人机起落架总体参数和总体布置的设计方案,对察打一体无人机起降特点进行分析;对比“捕食者B”无人机起落架总体布置参数,验证本文设计方案的有效性。结果表明:擦地角可减小,建议不小于6°(静态,含间隙);防倒立角可减小,建议11°~12°(静态);停机角范围可适当减小,建议-2°~-1°;起落架总体布置方案可选择机身式、较长的外八字形起落架布置型式。

尾部推进无人机双90°偏折进气道/蜗壳耦合流动特性

针对尾部螺旋桨推进式无人机的流道布局特点,兼顾飞行器总体气动、总体结构、雷达隐身等方面的限制因素,设计了1种具有双90°偏折特征的进气道/蜗壳流道构型,并对其在地面抽吸工况下的气动性能和内部流动特征开展了仿真与试验研究。研究表明:蜗壳出口马赫数在0.4~0.6范围内,总压恢复系数均保持在0.97以上,总压畸变小于1.30%,为此流道构型气动性能良好。然而,在进气道/蜗壳耦合流动作用下,出口截面形成了显著的旋流流动,研究范围内平均旋流强度为9.90°~11.35°,旋流角大于15°的面积占比达到了20.4%~30.6%。分析发现,进气道因流道剧烈弯曲而引起的蜗壳非均匀进气条件,是驱动蜗壳内形成强横向二次流与分离涡,进而导致出口强旋流流动的主要原因。

内外源注意的无人系统智能感知应用研究

针对未来无人系统智能化以及多无人系统协同感知与认知发展需求,亟需解决信息过载以及跨平台多源感知信息融合的科学问题,提出通过研究仿生内源性和外源性注意力的调节作用机理,探索多源注意机制对无人系统智能感知系统调节作用机制,对其映射异构多源感知器与行为决策控制的作用机理进行研究;结合采用脑认知能够联合来自不同感官通道的线索对外部世界中的物体和事件实现快速高效信息过滤和异构多源认知,并采用不同的参照系来表征物体的特征和位置,构建一种基于仿生多源注意机制的智能感知与信息处理框架,对工程化实现无人系统智能感知与认知系统具有一定的设计参考价值。

察打型无人机系统敏捷作战保障研究

自美国空军提出“敏捷作战”这一概念和“敏捷作战部署”的理论体系以来,美军在其多个空军基地开展了有人机主力机型和无人机的敏捷作战部署演练。本文阐述了敏捷作战概念,并介绍了美军近年来的无人机敏捷作战部署演练以及国内军贸无人机系统敏捷作战部署的初步探索示例,分析了敏捷作战条件下无人机系统对作战资源的要求、部署特点和影响因素。通过对保障系统开展分析,提出了几种可提升其保障力、加强其保障效能的策略,为相关设计和保障人员提供参考。

青藏高原冰冻圈温度遥感观测、反演与应用

冰冻圈是气候变化的灵敏指示器,地表温度和近地表气温则是指示器直接感测的信号,是回溯冰冻圈演化历史、监测当前状态、模拟未来变化的关键参量。受恶劣环境、复杂地形、低可达性及众多特殊下垫面等因素的综合影响,当前青藏高原温度的地面观测困难、站点稀少,而遥感已成为温度获取的有效手段。本文聚焦地表温度和近地表气温,阐明了地面观测、卫星和无人机等遥感反演估算的相关方法手段,梳理和总结了学术界围绕青藏高原冰冻圈取得的研究进展,介绍了遥感温度参量在青藏高原冻土、湖冰、冰川等方面的应用。本文总结了青藏高原冰冻圈对温度遥感获取的挑战,探讨了未来值得着重开展的研究方向。

基于层次分析法的核燃料包壳涂层制备可靠性评价及质量改进

在前期工业化全尺寸设备试生产中,核燃料包壳涂层存在一次合格率低问题。本文采用层次分析法对核燃料包壳涂层进行了可靠性评价,通过判断矩阵的构建、权重计算以及一致性检验成功查找出导致涂层制备可靠性不足的主要影响因素,并针对这些因素制定了优化方案与措施。经检验,实行优化措施后,核燃料包壳涂层制备一次合格率从原有的71%提升至90%,有效地改进了涂层的制备质量,增强了核燃料组件的服役可靠性。

GNSS/INS组合导航系统发展综述

组合导航系统是对两种或以上导航系统数据源,运用一定的算法模型综合处理后,综合各子系统优势,获得更高精度和可靠性的综合导航系统。组合导航有利于充分利用各导航子系统进行信息的冗余互补与融合利用,是最广为应用的导航方法。将全球导航卫星系统(global navigation satellite systems,GNSS)与惯性导航系统(inertial navigation system,INS)组合,两者优势协同,战略互补,可以充分发挥出两种系统的长处。本文对组合导航系统组成与工作原理、组合导航的三种组合方式:松组合、紧组合与深组合及国内外研究现状进行了基本介绍,而后对卡尔曼滤波及改进算法研究现状与应用实现进行了介绍,并使用matlab软件对算法性能实现并仿真对比。

“翼龙”助力无人机产业发展振翅翱翔

“翼龙”系列无人机自问世开始,就一直是中国无人机产业的名片。现在,“翼龙”无人机在应急救援、气象、安防等行业领域已获得广泛使用。在2012年11月的第九届珠海航展上,中国航空工业集团的“翼龙”无人机首次揭开了神秘的面纱,亮相于公众视野。“翼龙”系列无人机的发展史也是伴随着航空工业全方位拓展无人机产业的历史如影随形,踏浪而来。“翼龙”系列无人机也从最初只有一个型号产品,发展到了目前拥有较为完善的产品谱系,产品远销“一带一路”沿线多个国家。

基于热光阑的紧凑型大变倍比中波红外多视场光学系统

针对机载红外光学系统变倍比大、空间体积小的需求,提出了一种基于卡式次镜切换的紧凑型大变倍比红外四视场光学系统,通过采用大F数热光阑,突破了红外冷光阑的限制,在不增加口径的情况下进一步提升了系统焦距,提高了光学系统性能。光学系统变倍比达到60倍,包含3个冷光阑视场和1个热光阑大F数视场,整个光学系统总长为210 mm,实现了基于热光阑的紧凑型大变倍比红外多视场光学系统设计,通过对热光阑光学系统进行性能测试,验证了该光学系统设计的可行性。

基于机器学习的飞机起落架着陆载荷预测模型

随着物联网、大数据技术的深入发展,一型装备交付部队的同时,往往需同步提供数字孪生模型以优化视情维护过程。基于某型号飞机试飞数据,提出了一种将机器学习技术用于飞机起落架着陆载荷预测模型构建的方法。以某型号飞机飞行参数为输入,以传感器实测的左起落架垂向载荷为输出,经数据清洗和特征降维后,分别建立极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)、随机森林(random forest)和多层前馈(back propagation,BP)神经网络模型,并对所建模型进行调优。经对比和评估,XGBoost模型具有最高的预测精度,对起落架载荷绝大多数样本的预测误差均保持在6%以内,同时建模时间少,泛化能力强,为起落架载荷预测最优模型。

面向飞机研制生产全局变更的数据集成架构研究

飞机研制生产数字转型发展需要建立跨越全生命周期和全产业链的、以物料清单(Bill Of Material,BOM)为核心的产品数据管理体系。在飞机研制过程中,多变的用户需求、精进的制造技术使得工程更改成为当代航空企业一项重要的业务活动。结合航空装备研制特点,针对当前研制体系要素不全、流动单向、串行为主和数据多源的痛点问题,提出了基于双BOM基础结构的多视图物料清单(xBOM)体系及数字化协同平台架构,突破全局更改核心关键技术,实现基于统一产品分解结构(Product Breakdown Structure,PBS)的多源数据集成、基于单数据源的数据分析及更改全生命周期监控,为航空装备研制能力提升提供了可供参考的最佳实践案例。

多四旋翼无人机编队保持与避碰控制

针对多四旋翼无人机的编队保持和防碰撞及机间通信问题,设计了一种基于虚拟结构和人工势场相结合的编队规划控制算法。以虚拟领导者为核心基于期望的相对位置信息设计虚拟结构队形,结合人工势场斥函数实现虚拟结构质点的防碰撞以及维持通信距离功能,并解决了可能存在的局部死锁问题,基于反步法实现无人机对期望轨迹的跟踪功能。通过Lyapunov稳定性分析证明闭环系统的一致最终有界。多架四旋翼无人机的仿真结果表明,散乱分布的无人机可以实现无碰撞的快速编队形成,并在保持队形行进过程中灵活地完成对静态和动态障碍物的有效规避,同时在发现目标后迅速变换紧密编队队形,充分验证了所设计算法对于编队控制的可靠性及有效性。

国外机载任务吊舱发展研究综述

随着平台可执行多样化作战任务需求以及成本控制的需要,机载任务吊舱在未来作战中势必发挥更加重要的作用。针对目前国外有人和无人战机所搭载的侦察监视、目标指示、电子对抗等多种机载任务吊舱进行研究,分析了机载任务吊舱主流产品、技术特点、研制思路、发展路径、适配机型等,发现机载任务吊舱研制从以飞机平台为基础到独立于平台、从定制化走向通用化,数据处理和情报生成逐步智能自主,最后总结了机载任务吊舱未来智能化、通用化、模块化与系统架构开放化的发展趋势。

基于机载SAR图像的海面船只实时检测分类应用架构

合成孔径雷达(SAR)被广泛应用于军事侦察、海洋监测、灾害应急评估等各类应用中。其中,SAR海面船只检测分类是SAR海洋应用的重要一环。限于SAR特殊的成像机理,SAR图像中的目标特征多变,导致基于SAR图像的目标分类应用进展缓慢。机载SAR因其实时、便捷的部署和使用方式得到了快速发展,基于机载SAR图像的海面船只检测分类,特别是实时检测分类应用近年来需求强烈。为此,针对SAR海面船只实时检测分类应用问题,探讨和构建了一种基于机载SAR图像的海面船只实时检测分类系统构架,论述了系统构架在工程应用中的关键流程、方法并进行了初步试验验证,结合当前人工智能技术的发展趋势,对其日后的发展趋势进行了展望。

采购业务内部控制与信息化应用

本文以 XXX 公司为例分析了采购业务内部控制设计与内部控制信息化应用。