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基于NS/CFIE伴随方程的飞行器气动隐身综合优化

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航空学报 2023年第12期44卷 108-119页

作者：黄江涛周琳陈宪马创刘刚高正红中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000 西北工业大学航空学院西安710072

先进气动隐身综合设计技术是实现未来作战飞机高隐身、高机动、宽速域、远航程等技术指标的关键环节,基于跨学科耦合伴随思想,推导了气动隐身“耦合”伴随方程。首先基于Navier-Stokes方程构建流场伴随方程,进一步通过近场矢量乘和远场... 详细信息

先进气动隐身综合设计技术是实现未来作战飞机高隐身、高机动、宽速域、远航程等技术指标的关键环节,基于跨学科耦合伴随思想,推导了气动隐身“耦合”伴随方程。首先基于Navier-Stokes方程构建流场伴随方程,进一步通过近场矢量乘和远场矢量乘两部分变分处理,以及雷达散射面积的变分,构建了基于多层快速多极子(MLFMA)算法的电磁伴随方程,结合自主研发的XSQP寻优框架与参数化建模技术,构建高可信度气动隐身综合优化技术平台。以某型飞翼布局为研究对象,进行气动隐身一体化测试。测试结果表明,所建立的伴随平台梯度计算精度较高,优化设计效率极高,能够为作战飞机气动隐身一体化设计提供有力的技术支撑。

关键词：多学科耦合伴随方程流场伴随方程电磁伴随方程气动隐身一体化飞行器

基于声振传递的飞行器噪声振动环境预示方法研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 290-296页

作者：李炳蔚朱红民刘时秀陈刚中国运载火箭技术研究院北京100076 北京强度环境研究所北京100076 北京航天长征飞行器研究所北京100076

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... 详细信息

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。

关键词：声振传递飞行器声振环境环境预示飞行环境脉动压力

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高超声速冲压发动机-飞行器计力体系讨论

推进技术 2012年第1期33卷 1-6页

作者：白菡尘王泽江中国空气动力研究与发展中心超高速所高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心超高速所四川绵阳621000

从吸气式高超声速飞行器受力分析出发,讨论如何统计飞行器受力的问题,建议在研究中使用增量法。这种方法将冲压发动机冷、热工况产生的力(力矩)增量视为飞行器运动分析中所需的"发动机推力或拉力",这个力或力矩分别叠加在飞行器冷通气... 详细信息

从吸气式高超声速飞行器受力分析出发,讨论如何统计飞行器受力的问题,建议在研究中使用增量法。这种方法将冲压发动机冷、热工况产生的力(力矩)增量视为飞行器运动分析中所需的"发动机推力或拉力",这个力或力矩分别叠加在飞行器冷通气状态的力或力矩上。这样,就与传统的飞行器运动方程中的力建立了一一对应的关系,可最大限度地使用以往建立的数据获取方法、分析软件、实验技术体系,将给后续工作带来极大的便利。另外,使用此方法,实验容易获得高质量的数据,通过大量容易组织的冷态实验也可使数值模拟的准确度大大提高,使未来飞行器的运动分析结果更可信。在这个体系下,内流道的冷工况阻力(轴向力)是高超声速冲压发动机与飞行器一体化需考虑的重要问题,一方面飞行器总体任务设计需限定内流道冷阻范围,另一方面要使发动机在要求的冷阻范围内高效工作,后者是高超声速发动机研究面临的严峻挑战。

关键词：高超声速冲压发动机飞行器一体化受力分析计力体系

一类降阶故障检测滤波器设计及其在飞行器中的应用

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宇航学报 2013年第1期34卷 61-68页

作者：王青王明明董朝阳北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

针对飞行器控制周期较短且资源与计算能力受限的情况,提出了一种适合飞行器控制系统的降阶故障检测滤波器设计算法。首先利用小扰动理论将飞行器非线性动力学方程在平衡点线性化,针对线性状态方程设计降阶故障检测滤波器。将降阶故障检... 详细信息

针对飞行器控制周期较短且资源与计算能力受限的情况,提出了一种适合飞行器控制系统的降阶故障检测滤波器设计算法。首先利用小扰动理论将飞行器非线性动力学方程在平衡点线性化,针对线性状态方程设计降阶故障检测滤波器。将降阶故障检测滤波器存在可行解问题转化为线性矩阵不等式描述的非凸优化问题,利用交替映射算法求解非凸优化问题的局部最优解。然后利用上述可行解存在的条件,计算降阶故障检测滤波器参数。最后将提出的降阶故障检测滤波算法应用到某小型无人直升机偏航控制系统的故障检测中,仿真结果表明该算法在保证检测效果的前提下降低故障检测滤波器的阶次,验证了算法的有效性。

关键词：飞行器降阶故障检测非凸优化交替映射

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弹性飞行器运动耦合特性分析

西北工业大学学报 1993年第3期11卷 259-264页

作者：唐硕陈士橹西北工业大学

本文由弹性飞行器纵向运动扰动方程,研究了刚体姿态运动与弹性振动的典型耦合机理及特点,给出了运动耦合的稳定准则,以及对应于非耦合系统的响应误差估计.并以实例给予了验证.

关键词：弹性飞行器运动耦合稳定性

应用于飞行器风洞试验的绳牵引并联机构技术综述

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航空学报 2004年第4期25卷 393-400页

作者：刘雄伟郑亚青林麒华侨大学先进制造技术研究所福建泉州362021 厦门大学机电工程系福建厦门360005

首先概述了法国航空局SACSO项目关于绳牵引并联机构应用于飞行器风洞试验的研究工作,然后从六自由度绳牵引并联机构的结构设计、运动学及性能分析、工作空间的分析与综合、静刚度分析、运动控制和力控制等六方面,详细分析了六自由度绳... 详细信息

首先概述了法国航空局SACSO项目关于绳牵引并联机构应用于飞行器风洞试验的研究工作,然后从六自由度绳牵引并联机构的结构设计、运动学及性能分析、工作空间的分析与综合、静刚度分析、运动控制和力控制等六方面,详细分析了六自由度绳牵引并联机构应用于飞行器风洞试验中的关键技术。分析结果表明:六自由度绳牵引并联机构必须根据飞行器的类型,以工作空间大小为依据进行构型设计;其运动控制方案可借用PID控制或自适应控制,其优点是便于动力学模型的线性化和解耦;其力控制方案可借用经典的阻抗控制和力/位置混合控制,但适用于飞行器风洞试验的六自由度绳牵引并联机构的更完善的力控制策略还有待进一步的研究。

关键词：机械原理及机构学绳牵引并联机构综述风洞飞行器六自由度

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基于深度学习的飞行器智能故障诊断方法

机械工程学报 2019年第7期55卷 27-34页

作者：姜洪开邵海东李兴球西北工业大学航空学院

高温度、快转速、重载荷、大扰动和强冲击的复杂运行工况使得飞行器关键机械部件不可避免地发生故障。飞行器的关键机械部件故障特征往往具有微弱性、非线性、耦合性、不确定性以及因果关系复杂等特点。以“先进信号处理技术+特征提取... 详细信息

高温度、快转速、重载荷、大扰动和强冲击的复杂运行工况使得飞行器关键机械部件不可避免地发生故障。飞行器的关键机械部件故障特征往往具有微弱性、非线性、耦合性、不确定性以及因果关系复杂等特点。以“先进信号处理技术+特征提取及选择”为框架的传统智能方法难以有效承担飞行器故障检测任务,深度学习作为智能故障诊断领域中的新起之秀,能自主挖掘隐藏于原始数据中的代表性诊断信息,直接建立原始数据与运行状态间的精确映射联系,在很大程度上摆脱了对人工特征设计与工程诊断经验的依赖。介绍了深度置信网络、卷积神经网络、深度自动编码机和循环神经网这四种主流深度学习模型的基本原理,总结了深度学习在故障诊断领域中最新研究现状,描述了基于四种深度学习模型的故障诊断思路,并依次实现了其在机械部件智能诊断和预测中的应用。试验结果表明深度学习方法能有效建立监测数据与关键机械部件健康状态间的精确映射联系,实现准确的故障诊断和预测。

关键词：飞行器深度学习智能故障诊断

基于自适应遗传算法的飞行器气动参数辨识(英文)

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宇航学报 2003年第3期24卷 303-308页

作者：王晓鹏上海航天技术研究院上海200233

为了克服传统辨识算法的缺点 ,把自适应遗传算法作为辨识算法 ,进行飞行器的非线性气动参数的最大似然仿真辨识。在仿真辨识中 ,加入了零均值高斯分布的随机观测噪声。辨识结果比较满意 ,表明自适应遗传算法具有良好的优化性能 ,是进行... 详细信息

为了克服传统辨识算法的缺点 ,把自适应遗传算法作为辨识算法 ,进行飞行器的非线性气动参数的最大似然仿真辨识。在仿真辨识中 ,加入了零均值高斯分布的随机观测噪声。辨识结果比较满意 ,表明自适应遗传算法具有良好的优化性能 ,是进行气动参数辨识的一种实用的辨识算法。

关键词：气动参数辨识飞行器自适应遗传算法最大似然法

基于状态空间模型的飞行器装配误差敏感度研究

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农业机械学报 2020年第5期51卷 421-426页

作者：孙崇飞李欣朱一鸣尚建忠罗自荣何立军国防科技大学智能科学学院长沙410073 山东理工大学机械工程学院淄博255049 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037 曼彻斯特大学机械、航天与土木工程学院曼彻斯特M17JR 陆军勤务学院训练基地武汉430035

飞行器具有零部件多、结构复杂和装配精度要求高等特点,其装配有安全性装配、少可逆性装配等要求。根据飞行器相关的关键产品特性(Key product characteristic,KPC)和关键控制特性(Key control characteristic,KCC)参数,提出一种基于状... 详细信息

飞行器具有零部件多、结构复杂和装配精度要求高等特点,其装配有安全性装配、少可逆性装配等要求。根据飞行器相关的关键产品特性(Key product characteristic,KPC)和关键控制特性(Key control characteristic,KCC)参数,提出一种基于状态空间模型的装配误差敏感度量化分析方法,将飞行器多舱段精密装配过程中的误差敏感度分为3级指标,并进行阐述和定义。通过联立飞行器状态空间模型和输出方程,得到输入向量和输入矩阵的关系,进而求出状态转换矩阵,得到不同级别误差敏感度的理论表达式。将随机产生服从正态分布的装配特征误差代入系统矩阵,运用蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真对不同装配特征的敏感度指标进行计算,并对比分析理论计算和蒙特卡洛仿真求得的特征级敏感度指标值。研究表明,将动态系统灵敏度分析方法应用到多工位装配过程可行,所提出的基于状态空间模型的飞行器装配误差敏感度分析方法合理,对飞行器舱段精密装配过程的精度评估具有参考意义。

关键词：飞行器装配误差敏感度状态空间模型关键产品特性关键控制特性