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典型钛合金壁板高温环境下振动疲劳分析与试验研究

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应用力学学报 2024年第1期41卷 36-41页

作者：梁元吕锦锋刘江华王斌王纯航空工业第一飞机设计研究院西安710089 中国飞机强度研究所西安710065

振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素,受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板,通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式,使用分析和试验... 详细信息

振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素,受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板,通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式,使用分析和试验的手段对壁板的振动特性、振动疲劳寿命及破坏部位开展规律性研究。研究发现,加筋壁板破坏部位出现在加筋或连接角片上,蜂窝壁板在8 h试验时间内未出现破坏,壁板厚度、加筋间距以及结构连接形式对壁板振动疲劳寿命影响较小。

关键词：钛合金壁板振动疲劳高温环境加筋壁板蜂窝

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基于MBSE的民机飞行控制系统架构设计

系统工程与电子技术 2024年

作者：王乾郑党党佟瑞庭韩冰杨小辉西北工业大学机电学院中国航空工业集团第一飞机设计研究院

基于模型的系统工程（model-based systems engineering，MBSE）已被广泛应用于复杂系统设计之中。本文通过构建功能、行为和结构之间的关系，提出一种基于MBSE的多层级递进式架构设计流程。随后以高度控制需求为导向，对民机飞行控制... 详细信息

基于模型的系统工程（model-based systems engineering，MBSE）已被广泛应用于复杂系统设计之中。本文通过构建功能、行为和结构之间的关系，提出一种基于MBSE的多层级递进式架构设计流程。随后以高度控制需求为导向，对民机飞行控制系统进行了示例化建模。结果表明，基于MBSE的民机飞行控制系统多层级递进式架构设计充分发挥了数字模型可重用的优势，保证了需求与功能、逻辑和物理架构的紧密结合，提高了系统设计的可追溯性，为后续领域层阶段模型设计提供了极具价值的架构参考。

关键词：基于模型的系统工程飞行控制系统多层级递进式架构设计

飞翼布局飞机颤振主动抑制的多输入/多输出控制律设计

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：冯宇轩霍应元李俊杰航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所

提出了一种基于鲁棒控制理论的飞翼布局飞机体自由度颤振主动抑制控制律设计方法。该控制律设计方法将受控对象所受干扰及建模过程中存在的不确定参数统一视为 “未知扰动”，通过分析其输入/输出关系对其进行状态估计，最后综合给出反... 详细信息

提出了一种基于鲁棒控制理论的飞翼布局飞机体自由度颤振主动抑制控制律设计方法。该控制律设计方法将受控对象所受干扰及建模过程中存在的不确定参数统一视为 “未知扰动”，通过分析其输入/输出关系对其进行状态估计，最后综合给出反馈控制律。为了验证本文所提出的控制律对于颤振抑制的效果，以一飞翼布局无人机标模为分析对象，分别以机身内侧两副翼舵面作为控制输入，飞机刚体俯仰速度和翼尖运动速度为反馈信号来设计控制器。对闭环系统V-g曲线、闭环时域状态方程等进行了数值仿真，结果表明该控制律设计方法能有效提高飞机颤振临界速度。

关键词：气动弹性飞翼布局飞机颤振主动抑制体自由度颤振 MIMO输出反馈控制器

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除冰气囊以及简化模型对气动特性影响研究

航空工程进展 2024年第1期15卷 157-163页

作者：陈璐马玉敏李延航空工业第一飞机设计研究院总体气动设计研究所西安710089

除冰气囊作为涡桨类飞机常用的除冰系统,评估其对全机气动特性的影响对飞行性能与安全有重要意义。基于某飞机上安装的气囊除冰系统,采用CFD方法模拟其工作时的全机气动特性,研究气囊简化模型对计算结果的影响。结果表明:随气囊膨胀高... 详细信息

除冰气囊作为涡桨类飞机常用的除冰系统,评估其对全机气动特性的影响对飞行性能与安全有重要意义。基于某飞机上安装的气囊除冰系统,采用CFD方法模拟其工作时的全机气动特性,研究气囊简化模型对计算结果的影响。结果表明:随气囊膨胀高度增加,对全机气动特性影响显著,失速迎角提前约10°,最大升力系数损失近60%,最大升阻比降低约2.9;受膨胀气囊外形影响,机翼前缘呈展向流动特征,后缘流动分离区域长度与除冰气囊的安装长度相当;机翼前缘压力分布受膨胀气囊外形的影响出现震荡,从而影响整个翼面的压力分布;随简化气囊膨胀高度增加,失速迎角最大提前约1°,最大升力系数损失约21%,最大升阻比降低约2.2。

关键词：防除冰技术除冰气囊气动特性简化模型 CFD仿真分析

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基于流体单位质量力的飞机燃油测量算法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：王晓阳任恒英饶波航空工业第一飞机设计研究院机电系统设计研究所

为准确测量飞机油箱内的燃油体积，提出了基于流体单位质量力的飞机燃油测量算法（AFUMF）。在机体坐标系下基于三轴加速度计信号等效流体单位质量力直接确定油面单位法向量，将燃油箱内油量测量传感器测量的油面高度转换为燃油面上的... 详细信息

为准确测量飞机油箱内的燃油体积，提出了基于流体单位质量力的飞机燃油测量算法（AFUMF）。在机体坐标系下基于三轴加速度计信号等效流体单位质量力直接确定油面单位法向量，将燃油箱内油量测量传感器测量的油面高度转换为燃油面上的点坐标，得到油面距离机体原点的有向距离用于确定油面高度，建立燃油测量数据库并实现燃油测量传感器高度至燃油体积解算。基于CATIA二次开发，采用蒙特卡罗方法（Monte-Carlo）对最小二乘（LMS）拟合和AFUMF开展误差评估，结果表明在传感器存在误差的条件下，AFUMF对测量传感器误差有减小作用且仅需1根传感器有效，LMS对测量传感器误差有放大作用且需至少3根传感器有效。通过动态燃油箱台架试验对测量算法进行验证，试验结果表明在测量范围内姿态稳定条件下，燃油测量最大误差为±0.5%燃油箱容积。

关键词：飞机燃油测量燃油测量数据库建立燃油体积解算燃油测量误差评估燃油测量系统试验

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面向系统工程的无人机自主定位系统研究

图学学报 2024年第2期45卷 363-368页

作者：卢元杰陈星伊苏大林孙唯中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

系统工程是沟通各工程学科的桥梁,旨在设计和实现复杂系统时优化各个子系统以获得更好的系统行为能力,对无人机系统的设计研发具有重要的指导作用。在无人机系统的众多子系统当中,定位系统为无人机提供准确的位置信息,是后续实现导航和... 详细信息

系统工程是沟通各工程学科的桥梁,旨在设计和实现复杂系统时优化各个子系统以获得更好的系统行为能力,对无人机系统的设计研发具有重要的指导作用。在无人机系统的众多子系统当中,定位系统为无人机提供准确的位置信息,是后续实现导航和避障功能的基础。面向无人机系统工程,设计一种自主定位系统,包括多传感器系统建模、前端视觉惯性里程计、紧耦合后端优化算法和系统定位结果及环境地图输出4部分,实现在复杂环境下的无人机自主定位,并设计试验验证平台,验证定位系统精度和鲁棒性。实验结果表明,该无人机自主定位系统平均定位误差小于0.07m,满足无人机系统工程设计需求。

关键词：系统工程无人机惯性测量单元自主定位系统试验平台

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复合材料B基准值统计方法的对比分析

复合材料科学与工程 2024年

作者：王夏涵周银华程文杰赵秀峰杨胜春中国飞机强度研究所航空工业第一飞机设计研究院

复合材料手册（CMH-17G）中全面地更新了B基准值单点法的计算流程，主要为统计模型的选取以及离散系数的修正。为了对复合材料B基准值统计方法进行研究，本文针对T800级碳纤维树脂基复合材料，规划了两种铺层比例的开孔拉伸试验，获取... 详细信息

复合材料手册（CMH-17G）中全面地更新了B基准值单点法的计算流程，主要为统计模型的选取以及离散系数的修正。为了对复合材料B基准值统计方法进行研究，本文针对T800级碳纤维树脂基复合材料，规划了两种铺层比例的开孔拉伸试验，获取了它们在室温干态和低温干态下的开孔拉伸强度性能值；通过分别研究正态分布、威布尔分布和对数正态分布下的B基准值计算流程，从而得出不同统计模型下复合材料的B基准值。研究结果表明：正态分布计算的B基准值相对威布尔分布计算的B基准值平均可提高3％；使用CMH-17G中规定的离散系数修正方法与不修正离散系数相对比，B基准值平均下降了9％，从而对鉴定试验中未显现的变异性进行补偿，进一步确保复合材料结构的使用安全性。

关键词：复合材料 B基准值正态分布威布尔分布开孔拉伸强度

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基于增量动态逆的着舰控制方法研究

航空工程进展 2024年

作者：段卓毅赵乐天张军红刘小雄航空工业第一飞机设计研究院总体气动设计研究所航空工业第一飞机设计研究院飞控系统设计研究所西北工业大学自动化学院

精确的着舰控制以及提高着舰过程的安全性和可靠性是舰载机安全回收的难点问题。提出一种基于增量动态逆控制的着舰控制系统，该控制系统由基于增量动态逆的迎角保持回路与航迹角速率控制回路构成，实现迎角与航迹的解耦以及直接升力对... 详细信息

精确的着舰控制以及提高着舰过程的安全性和可靠性是舰载机安全回收的难点问题。提出一种基于增量动态逆控制的着舰控制系统，该控制系统由基于增量动态逆的迎角保持回路与航迹角速率控制回路构成，实现迎角与航迹的解耦以及直接升力对航迹的直接控制；引入微分跟踪器对增量动态逆控制律中需要的航迹角加速度信号进行估计，通过仿真对着舰控制系统进行验证。结果表明：基于增量动态逆着舰控制系统具有优异的控制精确性、快速性以及鲁棒性，在不同海况干扰下能够实现对航迹的精确跟踪，并且着舰点能够满足对舰载机着舰点分布的品质要求。

关键词：舰尾流增量动态逆魔毯着舰控制

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基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术

图学学报 2024年第2期45卷 369-373页

作者：王艳会卢元杰伊文卿于涛宛旭中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载... 详细信息

针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载系统计算机类设备、补充仿真模型)、数字飞机(任务系统模型、飞行仿真模型)作为验证对象,通过“模型在环”和“以实补虚”的方式,采用鉴定性试验采信流程,结合虚实接口适配技术,克服机载设备或机载系统的缺失或功能不完善影响全系统综合试验开展困难,解决传统的接口级仿真无法在时序、功能逻辑上满足全系统综合试验的需求等问题。实现全流程快速仿真迭代验证,提前发现系统涌现性,给出系统设计优劣的决策判据,支撑系统设计的快速迭代优化,缩减研制周期和成本。

关键词：虚实结合多机协同鉴定性试验模型在环仿真迭代