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SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料高温环境损伤原位监测研究进展

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无机材料学报 2024年第6期39卷 609-622页

作者：吴晓晨郑瑞晓李露马浩林赵培航马朝利北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191

连续SiC纤维增强SiC(SiC_(f)/SiC)复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐辐照等优点,在先进航空发动机热端部件和核反应堆包壳等领域具有广阔的应用前景。SiC_(f)/SiC复合材料具有纤维、界面、基体等复杂的多尺度结构,其服役环境... 详细信息

连续SiC纤维增强SiC(SiC_(f)/SiC)复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐辐照等优点,在先进航空发动机热端部件和核反应堆包壳等领域具有广阔的应用前景。SiC_(f)/SiC复合材料具有纤维、界面、基体等复杂的多尺度结构,其服役环境苛刻、损伤失效过程复杂,深刻理解与准确分析其在近服役环境下损伤失效模式对于材料和构件的可靠服役具有重要意义。传统的“事后分析”方法无法获取材料在复杂服役环境下的损伤失效过程数据,因此迫切需要发展面向高温服役环境的复合材料原位表征测试技术。本文介绍了基于扫描电子显微镜、数字图像相关、显微计算机断层扫描、声发射、电阻等原位监测方法的基本原理、优势与局限性,重点讨论了以上各种原位监测方法及多种原位监测方法联用在SiC_(f)/SiC复合材料高温环境力学表征中的最新研究进展。最后,总结了SiC_(f)/SiC复合材料高温环境原位监测技术存在的挑战,并对多种原位技术联用、太赫兹辐射等新型检测技术、复杂构件的损伤原位监测方法等未来发展方向进行了初步展望。

关键词： SiC_(f)/SiC复合材料原位监测数字图像相关声发射显微计算机断层扫描综述

基于模糊逻辑的飞机电推进系统能量管理策略研究

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推进技术 2024年第3期45卷 232-242页

作者：何燎磊陈方上海交通大学航空航天学院上海200240

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动... 详细信息

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动力系统内部的功率分配和控制。针对从滑跑直到巡航稳定点的飞行任务段,对电推进动力系统进行了时段级仿真实验,研究了氢气消耗量等量化指标的表现。在此基础之上,基于遗传算法的优化方法,对模糊控制系统的隶属度函数参数进行了寻优。计算结果表明,在本文基于模糊逻辑的EMS作用下电推进动力系统的氢气消耗量减少9.27%,而且氢燃料电池功率波动剧烈程度减少25.11%;优化后,主指标氢气消耗量进一步减少6.5%,同时次要指标的变化被约束。

关键词：电推进能量管理策略氢燃料电池模糊逻辑设计优化方法

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用于微纳卫星的灵巧对接机构设计

中国空间科学技术（中英文） 2024年第4期44卷 119-129页

作者：陶新勇康国华武俊峰胡苗苗杨正昊周绍辉南京航空航天大学航天学院南京210016 上海航天空间技术有限公司上海201109

要将微纳卫星拼接成超大型可变构航天器,其中微型高精度相对姿态重复可调的对接机构设计是关键环节。基于Stewart机构,设计了一种高精度的相对姿态重复可调对接机构。该机构针对对接锁定后相对姿态精密调节的问题,分析了对接机构调姿误... 详细信息

要将微纳卫星拼接成超大型可变构航天器,其中微型高精度相对姿态重复可调的对接机构设计是关键环节。基于Stewart机构,设计了一种高精度的相对姿态重复可调对接机构。该机构针对对接锁定后相对姿态精密调节的问题,分析了对接机构调姿误差传递机理,建立了调姿误差传递模型,仿真计算得出理论调姿精度。通过激光微距传感器与Stewart机构形成闭环控制系统,设计了调姿控制系统误差补偿算法,实现了相对位姿的高精度调节;建立了双模块相对姿态调节场景下的动力学模型,结合调姿运动轨迹分析了机构各个伸缩杆电机驱动力变化规律;仿真分析及实物调姿测试表明,对接机构质量仅为2.43 kg,包络球半径仅为10 cm,三轴姿态调节精度可达±0.02°,对接机构最大调姿负载为65 N,可以应用于微纳组合体航天器精确变构。

关键词：对接机构变构航天器相对姿态姿态调节微纳卫星

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主动学习基自适应PC-Kriging模型的复合材料结构可靠度算法

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航空学报 2024年第8期45卷 176-186页

作者：龚煜廉张建国吴志刚褚光远范晓铎黄赢北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对复合材料机翼随机固有频率可靠性分析复杂、高维、高度非线性和计算时间长的问题,本文提出了一种主动学习基自适应PC-Kriging模型的可靠度算法。在基自适应PC-Kriging模型中,采用一种基自适应策略来确定多项式混沌展开部分的正交多... 详细信息

针对复合材料机翼随机固有频率可靠性分析复杂、高维、高度非线性和计算时间长的问题,本文提出了一种主动学习基自适应PC-Kriging模型的可靠度算法。在基自适应PC-Kriging模型中,采用一种基自适应策略来确定多项式混沌展开部分的正交多项式基,以近似数值模型的全局响应,Kriging用于高阶非线性插值以近似数值模型的局部响应。在主动学习可靠度计算框架中,引入加权K均值聚类,在一次迭代中添加K个对失效概率贡献较大的候选样本点以减少迭代次数和加快收敛速度。通过一个高度非线性的数值算例分析,证明了所提方法的有效性和准确性。将该方法应用于复合材料板和复合材料机翼的随机固有频率可靠性分析,获得了准确高效的可靠度计算结果。

关键词：可靠性分析基自适应PC-Kriging 主动学习加权K均值聚类复合材料机翼随机固有频率

基于自适应变邻域搜索的火控雷达组网资源调度研究

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系统工程与电子技术 2024年

作者：汪达旺陆志沣伍国华中南大学交通运输工程学院上海航天技术研究院

在舰艇编队防空作战中，传统火控雷达由于实行单目标单雷达跟踪策略，难以满足复杂的现代作战需求。针对该问题，提出了一种基于自适应变邻域搜索（Adaptive Variable Neighborhood Search， AVNS）的火控雷达组网资源调度方法。以舰艇... 详细信息

在舰艇编队防空作战中，传统火控雷达由于实行单目标单雷达跟踪策略，难以满足复杂的现代作战需求。针对该问题，提出了一种基于自适应变邻域搜索（Adaptive Variable Neighborhood Search， AVNS）的火控雷达组网资源调度方法。以舰艇编队火控雷达资源为基础，考虑雷达剩余通道数、雷达探测范围和预测航迹跟踪覆盖率约束，构建以资源目标距离、有效航迹覆盖率和目标威胁度为目标函数的资源调度模型，设计基于AVNS的组网策略算法。在设置的两种海上舰艇编队模拟队形场景中，与传统规则算法和变邻域搜索（Variable Neighborhood Search， VNS）算法对比，验证了所提方法的合理性和有效性。

关键词：海上防空资源调度自适应变邻域搜索雷达组网火控雷达

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基于磷光测温技术的智能热障涂层研究进展

航空学报 2024年第12期45卷 26-42页

作者：尚勇杨惠君冯阳张长桢裴延玲宫声凯北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191

获得缺乏的涡轮叶片涂层表面温度分布数据是当前航空发动机材料设计面临的关键问题,数据缺乏严重限制了中国先进飞行器的性能提升。热障涂层(涡轮叶片用)添加少量稀土发光元素后可成为一种新型智能材料——智能热障涂层(STBC),是目前实... 详细信息

获得缺乏的涡轮叶片涂层表面温度分布数据是当前航空发动机材料设计面临的关键问题,数据缺乏严重限制了中国先进飞行器的性能提升。热障涂层(涡轮叶片用)添加少量稀土发光元素后可成为一种新型智能材料——智能热障涂层(STBC),是目前实现发动机服役叶片涂层温度分布测定最有潜力的方法。本文详细介绍了智能热障涂层在线(热障传感涂层)/离线(热历史涂层)测温的原理和方法。基于不同智能涂层的制备工艺,阐述了近年来利用智能热障涂层技术对航空发动机热端部件的表面温度分布及界面温度梯度检测的研究进展。基于航空发动机不同热端部件的测温需求,总结了目前国内外智能热障涂层测温技术的实际工业应用。且基于现有稀土元素掺杂对热障涂层本征性能的影响,说明了智能热障涂层实际应用的可行性。最后指出了该技术实际应用于航空发动机热端部件测温仍需解决的问题,并对其发展方向进行展望。

关键词：航空发动机热端部件热障传感涂层热历史涂层稀土元素在线/离线温度测量

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空间平台与分离式载荷一体化热控设计

空间科学学报 2024年第2期44卷 379-385页

作者：吴自帅张赪栋雷智博翟载腾姚建上海卫星工程研究所空间机热一体化技术实验室上海200240 上海航天技术研究院上海201109

随着航天探索需求发展,对组合式航天器通过空间平台在轨完成释放,分离出有效载荷或舱段来实现更复杂功能的需求愈加迫切.空间平台为分离前舱段或载荷提供服务保障.在假设的空间平台和分离式载荷条件下,提出一种空间平台与分离式载荷一... 详细信息

随着航天探索需求发展,对组合式航天器通过空间平台在轨完成释放,分离出有效载荷或舱段来实现更复杂功能的需求愈加迫切.空间平台为分离前舱段或载荷提供服务保障.在假设的空间平台和分离式载荷条件下,提出一种空间平台与分离式载荷一体化热控设计,进行热控方案设计,并对载荷存储控温、载荷与平台互相影响、分离时平台温度变化进行热仿真,同时开展初步热真空试验,验证稳态工况下热设计的正确性,并校正热模型以开展更多工况的分析.通过热试验和仿真获得了该设计的温度特性和热量传递特性,数据分析表明该设计合理有效,验证了热耦合的载荷和平台进行独立热试验方法的可行性,可为此类航天器热控制提供依据.

关键词：空间平台分离式一体化热控

近10年中国青年研究的现实脉络与热点演进——基于CiteSpace的可视化图谱分析

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中国青年研究 2024年第3期 104-111页

作者：庄岩刘洋北京航空航天大学科学技术研究院北京航空航天大学校团委

本文借助引文可视化分析软件CiteSpace,使用关键词共现分析、前沿知识图谱分析、文献共被引分析等方法考察近10年来中国青年研究领域的关键话题、前沿演进与引证关系。研究发现,近10年来中国青年研究领域的关键话题主要包括青年价值观... 详细信息

本文借助引文可视化分析软件CiteSpace,使用关键词共现分析、前沿知识图谱分析、文献共被引分析等方法考察近10年来中国青年研究领域的关键话题、前沿演进与引证关系。研究发现,近10年来中国青年研究领域的关键话题主要包括青年价值观、青年国家认同、共青团等;重点研究对象包括大学生、青年女性、农村青年等。我国青年研究的主流话题的持续性与时代性共存,研究领域不断拓展,研究话题多有增加,理论建构逐步深化。未来的中国青年研究应立足时代发展,创新研究方法,重视理论思维,筑实理论根基,统筹学术资源,构建青年研究领域学术共同体,以推动我国青年研究水平持续提高。

关键词：青年研究青年研究热点知识图谱可视化分析

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航天器姿态受限的协同势函数族设计方法

自动化学报 2024年第1期50卷 54-65页

作者：岳程斐霍涛陈雪芹沈强曹喜滨哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院深圳518055 哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001 上海交通大学航空航天学院上海200240

提出一种考虑航天器姿态约束的协同势函数设计方法,在姿态全局收敛的同时,保证姿态在机动过程中始终满足姿态约束.首先,建立航天器姿态指向约束模型,并针对每一个指向约束设计软约束区域;然后,基于“角度扰动”方法设计协同势函数族;接... 详细信息

提出一种考虑航天器姿态约束的协同势函数设计方法,在姿态全局收敛的同时,保证姿态在机动过程中始终满足姿态约束.首先,建立航天器姿态指向约束模型,并针对每一个指向约束设计软约束区域;然后,基于“角度扰动”方法设计协同势函数族;接着,通过设计协同势函数族内函数切换规律,在软约束区域内构建满足姿态约束的势函数,并给出区域内势函数临界点分布的调整方法;最后,将所得的势函数用于航天器的避障控制,以比例-微分控制为例,通过数值仿真,验证该方法的有效性.

关键词：航天器控制协同势函数姿态约束姿态控制三维特殊正交群

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