面向无人机装备生命周期的工效评估方法、应用框架及研究展望

无人机装备系统的推广引发的人机工效问题日益突出。本文基于文献研究和工业实践经验,对无人机装备生命周期的工效评估方法进行研究。重点阐述了无人机装备的人机工效研究范畴与面向无人机装备生命周期的人机工效评估方法,提出了无人机装备生命周期的人机工效分析框架,并说明了面向典型应用的无人机装备研制关键生命周期阶段的人机工效实践方法;此外,结合智能化技术的进步展望了无人机装备人机工效的研究方向。本研究可从人机工效设计与评价角度,对无人机装备系统研制提供一定参考。

舰载无人机着舰技术现状及发展趋势

对国内外舰载无人机着舰的若干种技术进行了综合评述。首先,总体概括了舰载无人机着舰的技术难点,讨论了各种技术的特点和发展现状;随后,剖析了舰载无人机着舰技术的发展趋势;最后得出结论,在解决进场轨迹规划技术、着舰控制技术、着舰引导技术、着舰数据链技术和着舰自主安全技术后,可有效化解无人机着舰的安全风险,未来无人机着舰技术会向着智能化的方向发展。综述表明,国外舰载无人机着舰技术相对成熟,对我国发展类似技术具有重要借鉴意义。

基于C^2连续人工优势函数场的无人作战飞机空战引导算法

对基于人工优势函数场的无人作战飞机空战引导算法进行研究,为解决现有算法优势函数C^1间断及引导指令抖动诱发横航向发散两个问题,提出了采用3次均匀B样条拟合原综合优势函数场的改进算法,拟合后的综合优势函数场具备C^2连续特性,通过仿真证实了改进算法的有效性。研究成果对于提升无人作战飞机空战引导能力具有一定的工程应用价值。

小流量斜流压气机设计及优化

采用快速气动设计方法设计了一小型斜流压气机的三维初始几何。应用三维数值分析手段,获取了该斜流压气机的性能及流场结构,分析了S1、S2流面流动特点及制约压气机性能的主要因素。应用人工神经网络方法进行压气机流道优化设计,并与优化前对比。结果表明:初始设计的斜流压气机,设计转速下的最高效率点流量为1.039kg/s,压比为1.514,效率为88.57%,综合裕度达73.66%;叶轮尾缘近轮盖处的射流-尾迹现象,导致流动损失较大。优化后,设计转速下压气机的流通能力和效率均有所提高,相同压比条件下其流量为1.060 kg/s,效率达89.30%,但综合裕度降低至49.80%。

基于CFD/CSD与Kriging插值模型的大展弦比复合材料机翼静气动弹性优化设计

基于CFD/CSD耦合计算方法和Kriging近似技术,建立了大展弦比复合材料机翼静气动弹性优化的近似模型。采用多岛遗传和序列二次规划混合优化算法以及多目标遗传和序列二次规划混合优化算法实现了机翼在多目标、多约束条件下的静气动弹性优化设计。优化结果表明:随着试验设计中抽样点个数的增加,近似模型的拟合精度越来越高,当设计样本点数为180时近似模型的最大拟合误差小于1%;在近似模型下,相对于多目标遗传和序列二次规划混合优化算法,采用多岛遗传和序列二次规划的混合优化算法优化时得到的重量小3.7%,升阻比大0.13%,但是寻优速度不如前者;结合近似模型,采用多岛遗传和序列二次规划的混合优化算法优化后机翼的重量减小了10.36%,升阻比增加了2.04%,采用近似模型优化时运行时间仅为不采用近似模型优化的10.23%,证明了该优化方法的可行性。

过盈量对双剪连接件钉传载荷及寿命影响分析

采用试验和有限元分析相结合的方法开展双剪切连接件钉传载荷研究。数值模拟得到的双剪切连接件钉传载荷与试验结果相吻合,验证了有限元模型的正确性。在此模型基础上分析了过盈量对钉传载荷分配比率的影响。结果表明:第一排螺栓传载最大,约占50%;随过盈量增大,第一排螺栓传载比率增大。

基于经济性和环保性的下一代客机轨迹优化

针对提高民航客机飞行经济性和降低其对环境污染的问题,基于"下一代航空运输系统"的连续性飞行剖面,建立纵向飞行轨迹模型,综合经济性和环保性两类目标,对飞行轨迹进行了优化。以某型客机为例,优化目标分别为直接使用成本、总温室气体排放量以及两者组合的多目标,基于"下一代航空运输系统"的连续性飞行剖面,选用不同的航程进行了轨迹优化。结果表明,排放量受飞行高度的影响较大,而直接使用成本则对航时和油耗更为敏感。