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基于通用化等效模型的飞机系统辨识算法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1454-1462页

作者：周大鹏李贺琦王业光王立新北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035

针对舰载机等复杂动力学系统的高阶时滞模型拟配难题,提出了一种基于通用化等效模型的系统频域辨识算法。建立系统辨识通用化等效模型,引入自适应学习率梯度下降法对模型进行基于样本的迭代学习训练,使模型的频域参数自动收敛,辨识得到... 详细信息

针对舰载机等复杂动力学系统的高阶时滞模型拟配难题,提出了一种基于通用化等效模型的系统频域辨识算法。建立系统辨识通用化等效模型,引入自适应学习率梯度下降法对模型进行基于样本的迭代学习训练,使模型的频域参数自动收敛,辨识得到复杂系统的高阶时滞模型。以舰载机横航向荷兰滚等效拟配模型进行验证,与传统算法对比,并分析了系统的频域与时域响应,结果表明:所提算法具有较好的辨识效果,解决了高阶时滞模型的直接拟配难题,并通用于广泛的高阶时滞模型拟配。

关键词：梯度下降法频域建模高阶时滞模型自适应学习率等效拟配

基于知识图谱的航空多模态数据组织与知识发现技术研究

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图学学报 2024年第2期45卷 300-307页

作者：何柳安然刘姝妍李润岐陶剑曾照洋中国航空综合技术研究所北京100028

航空产品在研制使用生命周期过程中产生的数据呈现出多源多模态的特性,面向此类数据进行知识工程建设时,传统基于关键词的文本检索方式已经无法满足科研人员在科研过程中对知识的获取需求。知识图谱作为当前人工智能领域对知识表示的一... 详细信息

航空产品在研制使用生命周期过程中产生的数据呈现出多源多模态的特性,面向此类数据进行知识工程建设时,传统基于关键词的文本检索方式已经无法满足科研人员在科研过程中对知识的获取需求。知识图谱作为当前人工智能领域对知识表示的一种方式,可以对知识单元以及数据之间的体系性和关系性进行充分表达和规范化存储,是垂直领域数据组织与知识发现服务的一种有效途径。因此提出以知识图谱作为航空领域知识表达模型,以标准知识单元作为数据载体,对科研人员的业务思维进行建模,同时利用深度神经网络作为多模态数据的特征编码器,构建适合机器理解与计算的特征向量,结合两者的特点构建面向多模态数据的搜索、推荐引擎。在此技术基础上设计系统架构并实现知识发现平台,将多模态数据在知识层面进行组织索引,满足航空科研人员的多模态知识检索需求。

关键词：数据组织知识发现知识图谱多模态跨模态检索

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波浪情况下民机水上迫降性能数值分析

航空学报 2024年第2期45卷 28-43页

作者：李勐陈星伊陈吉昌吴彬童明波中国航空研究院北京100012 南京航空航天大学航空学院南京210016 中国特种飞行器研究所荆门448001

为了研究波浪情况下民机水上迫降性能,选用计算流体力学的有限体积法求解非定常不可压缩RANS方程,基于VOF法、整体动网格法、斯托克斯五阶波浪模型和自适应网格技术,以空客A320-200为研究对象,按照适航规章相关要求与建议,构建了民机水... 详细信息

为了研究波浪情况下民机水上迫降性能,选用计算流体力学的有限体积法求解非定常不可压缩RANS方程,基于VOF法、整体动网格法、斯托克斯五阶波浪模型和自适应网格技术,以空客A320-200为研究对象,按照适航规章相关要求与建议,构建了民机水上迫降数值仿真模型。首先,对比分析了静水面和波浪水面下飞机水上迫降过程。结果表明:相同初始飞行参数下,波浪水面下最大水平过载为2.42 g,是静水面的1.09倍;最大垂向过载为4.82 g,是静水面的2.82倍。2种情况下,空气垫效应和潜水现象明显,碰撞初段,飞机均受到吸力作用;波浪情况下,跳跃现象出现,但并未对飞机的运动过程产生剧烈影响。其次,研究了波浪参数对水上迫降性能的影响。分析结果表明:同一波峰撞击阶段内,波高越高,则最大水平过载和最大垂向过载越大;波长越长,则最大垂向过载越小;波高越高,波长越长,则最大下沉速度越大。

关键词：波浪民用飞机水上迫降数值造波两相流

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旋翼桨叶扭角的数字化柔性检测方法

中国机械工程 2024年第6期35卷 1044-1051页

作者：唐毓阳陈龙肖庆东中国航空制造技术研究院数字化制造技术航空科技重点实验室北京100024

旋翼桨叶扭角直接影响着桨叶的性能和使用寿命,而传统扭角检测多依赖于专用的工装和量具,检测方法柔性度低、检测效率低、重复精度低。针对此问题,提出了旋翼桨叶扭角的数字化柔性检测方法,设计并构建了旋翼桨叶扭角检测系统,实现了旋... 详细信息

旋翼桨叶扭角直接影响着桨叶的性能和使用寿命,而传统扭角检测多依赖于专用的工装和量具,检测方法柔性度低、检测效率低、重复精度低。针对此问题,提出了旋翼桨叶扭角的数字化柔性检测方法,设计并构建了旋翼桨叶扭角检测系统,实现了旋翼桨叶扭角的自动化检测,可在较大程度上提高检测效率和精度,满足不同类型桨叶的检测需求。提出了一种基于关键截面局部轮廓配准的扭角计算方法,利用激光扫描传感器采集旋翼桨叶表面点云,采用基于主成分分析(PCA)算法的粗配准和基于K维树改进的迭代最近点(KD-ICP)算法的精配准相结合的点云配准方式,准确、高效地计算了扭角数值,为旋翼桨叶扭角的计算提供了一种通用有效的计算方法。最后,以某类型旋翼桨叶为检测对象进行了实验,结果表明扭角检测最大误差为54″,重复精度为18″,验证了系统的有效性和准确性。

关键词：扭角旋翼桨叶数字化检测激光扫描点云配准

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飞机停放平台综合环境预计与加速试验谱编制

北京航空航天大学学报 2024年

作者：李贺蔡良续钟勇张建军郝宇君薛楠中国航空综合技术研究所航空综合环境航空科技重点实验室西南技术工程研究所

为准确获取飞机停放阶段机载设备经历的真实服役环境，合理的确定机载部附件的加速试验环境谱，支撑机载部附件的环境适应性验证与定寿延寿工作。通过分析“温度-湿度-太阳辐射”环境之间耦合关系，建立了基于实测数据的飞机驾驶舱内部... 详细信息

为准确获取飞机停放阶段机载设备经历的真实服役环境，合理的确定机载部附件的加速试验环境谱，支撑机载部附件的环境适应性验证与定寿延寿工作。通过分析“温度-湿度-太阳辐射”环境之间耦合关系，建立了基于实测数据的飞机驾驶舱内部综合环境同步预计模型，实现平台内部机载部附件服役环境时间历程变化的预计；分析关键环境因素，对预计的平台局部综合环境进行编谱，提出平台局部综合环境加速试验谱的编制方法，并通过实验室加速试验验证了编谱方法的正确性，实现了“自然环境-平台环境-加速试验环境谱”的逐步转化。经检验，预计模型对于温度环境预计的均方根误差为2.1 ℃，相对湿度环境预计的均方根误差为2.9%，太阳辐射强度预计的均方根误差为11.3 W/m2，1周期试验后橡胶试验件抗拉强度下降2.5%，断裂伸长率下降13.5%，邵氏硬度下降3.7%，结果表明依据真实局部环境建立的加速试验环境谱，可有效缩短性能退化的时间。

关键词：飞机停放诱发环境实测数据环境预计加速试验谱

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高速直升机运输效能评估

航空学报 2024年第9期45卷 303-314页

作者：刘昌昊曹义华梅晓萌汪茂胜张广林北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航空工业发展研究中心系统所北京100029

基于有实际需求的运输任务剖面研究了高速直升机的运输效能评估问题,选择X3复合式直升机与V-22倾转旋翼机为对象进行研究。选取典型任务剖面后,进行飞行性能参数计算,主要包括需用功率、航程与耗油率等。建立了一种高速直升机运输效能... 详细信息

基于有实际需求的运输任务剖面研究了高速直升机的运输效能评估问题,选择X3复合式直升机与V-22倾转旋翼机为对象进行研究。选取典型任务剖面后,进行飞行性能参数计算,主要包括需用功率、航程与耗油率等。建立了一种高速直升机运输效能评估模型,并将飞行剖面的性能参数计算结果代入效能评估模型中,进行运输效能评估并分析影响运输效能的因素,对模型参数敏感性进行了分析。最后对比分析不同机型之间的运输效能,得出了不同运输任务的适用机型,提出了改善运输效能的建议。

关键词：复合式直升机倾转旋翼飞机飞行器总体性能运输效能评估高速直升机

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基于改进预测校正的时间协同再入制导方法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1721-1730页

作者：高源胡钰陈锦涌张杰周锐北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京宇航系统工程研究所北京100191 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所成都610091

针对高超声速飞行器再入滑翔过程的时间协同问题,提出一种基于开环式协同结构的时间协同预测校正制导律。所提制导律不依赖于各飞行器之间的实时通信,通过预先设置期望飞行时间进行协同信息共享。纵向制导律在传统预测校正的基础上进行... 详细信息

针对高超声速飞行器再入滑翔过程的时间协同问题,提出一种基于开环式协同结构的时间协同预测校正制导律。所提制导律不依赖于各飞行器之间的实时通信,通过预先设置期望飞行时间进行协同信息共享。纵向制导律在传统预测校正的基础上进行改进,引入归一化加权误差,同时考虑剩余航程误差与剩余飞行时间误差,采用全弹道积分预测剩余航程和剩余飞行时间,每个制导周期通过牛顿迭代法求解倾侧角幅值,完成兼顾时间协同和空间精度的纵向制导过程。仿真实例表明:通过选择合适的加权误差系数,所提制导律可实现对再入飞行时间的有效调节,导引多飞行器在期望飞行时间到达指定再入交班点。蒙特卡罗仿真验证了所提制导律的鲁棒性。

关键词：高超声速飞行器再入制导预测校正时间协同归一化加权误差

大气等离子喷涂制备Yb_(2)Si_(2)O_(7)环境障涂层1350~1500℃水蒸气下的腐蚀行为

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2341-2349页

作者：柯希嘉王长亮中国航发北京航空材料研究院中国航空发动机集团航空材料先进腐蚀与防护重点实验室北京100095

为了深入了解双硅酸镱(Yb_(2)Si_(2)O_(7))环境障涂层水蒸气腐蚀机理,采用大气等离子喷涂技术制备全包覆Si/Yb_(2)Si_(2)O_(7)双层环境障涂层,水蒸气腐蚀实验(1350~1500℃,90%H_(2)O/10%O_(2),体积分数,200 h)后对不同阶段和不同温度的... 详细信息

为了深入了解双硅酸镱(Yb_(2)Si_(2)O_(7))环境障涂层水蒸气腐蚀机理,采用大气等离子喷涂技术制备全包覆Si/Yb_(2)Si_(2)O_(7)双层环境障涂层,水蒸气腐蚀实验(1350~1500℃,90%H_(2)O/10%O_(2),体积分数,200 h)后对不同阶段和不同温度的样品进行表征以分析腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明:在1350~1500℃范围内腐蚀200 h,Yb_(2)Si_(2)O_(7)层整体结构完整,热生长氧化物层生长速率较慢且符合线性增长,对Si C基体具有良好的保护作用,涂层没有发生剥落失效。在不同温度下,水蒸气腐蚀机理不同,不仅有SiO_(2)的挥发,还会发生“自修复”反应,同时Al(OH)_(3)的污染也会影响腐蚀行为。

关键词：双硅酸镱环境障涂层水蒸气腐蚀等离子喷涂

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中心分级燃烧器流-热-声动态特性实验研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 99-108页

作者：金明陆羽笛李原森柳伟杰葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航空发动机集团中国航空发动机研究院北京101304

通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为... 详细信息

通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为旋流火焰时,预燃级的旋流空气会破坏流场中的回流区,加剧主燃级火焰的不稳定性,而预燃级为旋流火焰时可将主燃级火焰的脉动压力幅值降低76.8%;燃烧热负荷增大导致气流加速膨胀,诱发射流剪切层产生更高强度的旋涡,预燃级与主燃级火焰相互干涉可加速旋涡的耗散,改变了旋涡的脱落频率;与单级旋流火焰相比,主燃级和预燃级火焰干涉区的火焰脉动最剧烈,且主燃级射流外剪切层的大尺度旋涡加剧了主燃级火焰的脉动。

关键词：中心分级燃烧器本征正交分解(proper orthogonal decomposition POD)模态分解流动不稳定性热声不稳定性