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涡轮叶片带肋通道换热性能数值和试验研究

西北工业大学学报 2023年第4期41卷 750-756页

作者：李皓璠云雪沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

采用数值模拟与试验测试相结合的方法,利用涡旋核心可视化技术对于带肋通道内部流动与换热机理进行研究。对于宽高比为1的45°斜置带肋直通道的原型结构(无切除结构)和另外6种优化结构,全部肋片在流动方向下游切除2个肋高(3.8 mm)的改... 详细信息

采用数值模拟与试验测试相结合的方法,利用涡旋核心可视化技术对于带肋通道内部流动与换热机理进行研究。对于宽高比为1的45°斜置带肋直通道的原型结构(无切除结构)和另外6种优化结构,全部肋片在流动方向下游切除2个肋高(3.8 mm)的改良结构在综合换热性能上表现最优,相对于原型结构的带肋面平均Nu数、平均Nu数比和平均换热因子分别增长25.1%,24.8%,22.7%;经试验验证,带肋通道外壁面温度的试验值与数值模拟值误差在10%左右。

关键词：带肋通道冷却性能叶片冷却

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全动平尾颤振关键设计因素研究

应用力学学报 2023年第1期40卷 73-80页

作者：张桂江刘钟坤胡家亮胡鑫高一地沈阳飞机设计研究所沈阳110035

全动平尾颤振设计是战斗机设计中的重要环节,全动平尾的颤振包线直接决定飞机的飞行包线。建立了适用于结构动力学及颤振分析的全动平尾仿真模型,针对全动平尾气动布局与结构布局,通过仿真分析,提炼了全动平尾颤振关键设计因素,包括前... 详细信息

全动平尾颤振设计是战斗机设计中的重要环节,全动平尾的颤振包线直接决定飞机的飞行包线。建立了适用于结构动力学及颤振分析的全动平尾仿真模型,针对全动平尾气动布局与结构布局,通过仿真分析,提炼了全动平尾颤振关键设计因素,包括前缘后掠角、气动力面积分布、尾梁支承刚度、大轴刚度、大轴位置、作动系统刚度、翼面质量分布等,利用数值仿真计算,获得不同设计因素与平尾颤振速度之间的关系,指出各因素对于提高平尾颤振速度的设计趋势以及对结构重量的利弊。通过缩比模型的风洞试验验证了各参数对平尾颤振影响的正确性,综合数值计算与缩比模型的风洞试验总结出的全动平尾颤振关键设计因素可为飞机平尾总体布局设计提供参考。

关键词：全动平尾颤振设计缩比模型数值计算风洞试验

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基于变密度胞元的热传导结构层级拓扑优化

应用数学和力学 2023年第9期44卷 1134-1144页

作者：王钦刘利阳强博魏衍强沈阳飞机设计研究所沈阳110035

为获得优异的散热结构设计,发展了一种基于腐蚀-扩散算子的变密度胞元层级结构设计方法.通过腐蚀-扩散算子得到了一系列拓扑相似但体积分数不同的变密度微结构,计算并拟合得到变密度微结构等效热传导系数曲线.在此基础上,采用移动渐近... 详细信息

为获得优异的散热结构设计,发展了一种基于腐蚀-扩散算子的变密度胞元层级结构设计方法.通过腐蚀-扩散算子得到了一系列拓扑相似但体积分数不同的变密度微结构,计算并拟合得到变密度微结构等效热传导系数曲线.在此基础上,采用移动渐近线法更新宏观设计变量,将变密度微结构植入相应体积分数的宏观单元中完成装配.通过数值算例对不同优化方法下温度场的热柔顺度、平均温度、方差等参数进行了比较分析,结果表明,变密度胞元层级结构比传统单尺度胞元结构和周期胞元结构具有更好的散热性能.

关键词：拓扑优化变密度胞元腐蚀-扩散算子渐近均匀化方法热传导问题

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基于模型的无人机系统架构综合评估方法

系统工程与电子技术 2022年第4期44卷 1239-1245页

作者：卢元杰刘志敏孙智孝阚东沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

系统架构综合评估是无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)研制中的重要环节,本文从UAV总体设计的需求出发,提出了系统架构综合评估指标体系的全面性和层次性原则。根据基于模型的系统工程方法构建了三级评估指标体系。通过将系统架构模... 详细信息

系统架构综合评估是无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)研制中的重要环节,本文从UAV总体设计的需求出发,提出了系统架构综合评估指标体系的全面性和层次性原则。根据基于模型的系统工程方法构建了三级评估指标体系。通过将系统架构模型的仿真结果作为评估指标体系的输入,建立了一种系统架构模型与评估模型关联的综合评估分析方法,以达到UAV总体技术方案快速闭环设计与优化的目标。面向工程应用,开发了一个系统架构多方案权衡软件。以某UAV系统架构综合评估作为实例,验证了方法与工具的正确性和工程实用性。

关键词：无人机总体设计系统架构综合评估基于模型的系统工程指标体系权衡

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具有防撞安全约束的无人机集群智能协同控制

航空学报 2023年

作者：蔡云鹏周大鹏丁江川沈阳飞机设计研究所

针对无人机集群协同控制问题，提出了一种结合深度强化学习与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先，对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次，在深度强化学习架构下建立了无人机集群控制策略... 详细信息

针对无人机集群协同控制问题，提出了一种结合深度强化学习与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先，对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次，在深度强化学习架构下建立了无人机集群控制策略的训练机制，通过分析无人机的观测空间与动作空间，设计了无人机集群控制策略的网络结构，并且以无人机集群的安全性与紧密一致性为主要目标设计了奖励函数。为了解决深度强化学习方法缺乏安全保障的问题，同时设计了无人机集群的防撞策略，可根据无人机之间以及无人机与威胁区之间的相对运动状态计算防撞指令，避免无人机发生碰撞。仿真结果表明，提出的结合防撞策略的无人机集群协同控制方法可有效避免无人机之间发生碰撞的风险，保障无人机集群的安全性，并且可使得无人机集群更加紧密。

关键词：无人机集群协同控制深度强化学习防撞策略安全约束

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高致密弹携式蜂群布局与多体分离方案研究

北京航空航天大学学报 2022年

作者：富佳伟王辰沈阳飞机设计研究所

为解决蜂群突防能力弱、作战半径小的弱点，加快形成分布式协同作战的平台级能力，提出了一种弹携式蜂群无人机作战系统，利用导弹载体内埋搭载多架小型低成本无人机，通过导弹-蜂群多级运载的战术制定，实现蜂群的快速有利部署。采用... 详细信息

为解决蜂群突防能力弱、作战半径小的弱点，加快形成分布式协同作战的平台级能力，提出了一种弹携式蜂群无人机作战系统，利用导弹载体内埋搭载多架小型低成本无人机，通过导弹-蜂群多级运载的战术制定，实现蜂群的快速有利部署。采用兼顾总体相容性的气动布局优化设计技术，综合运用布局选型、数值仿真分析以及风洞试验验证，完成了一种高致密嵌入式的蜂群布局方案设计，依靠对翼面折叠的小型无人机沿集束柱周向布置的内埋措施，可实现单枚导弹搭载80架小型蜂群无人机的运载能力。针对导弹-蜂群高速多体分离的设计难点，采用优化的分离策略设计，基于改进延迟分离涡模拟（IDDES）方法以及重叠网格技术进行蜂群多体分离仿真，结果能够满足蜂群无人机的安全分离。最终的设计方案既保证了蜂群多体量饱和式攻击的作战效能，又实现了系统突防能力和续航能力的显著提升，可满足未来强对抗战场的多种作战使用需求。

关键词：蜂群弹携式多级运载总体相容性布局设计多体分离

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结构模态耦合试验稳定性裕度研究及应用

力学与实践 2023年第4期45卷 783-792页

作者：戴亚光沈恩楠苍峰胡家亮王标沈阳飞机设计研究所沈阳110016

针对某型验证机纵向伺服弹性稳定性裕度不足的问题,建立了基于结构模态耦合试验和仿真的分析方法。通过比较原型机与验证机之间传感器幅值裕度和响应曲线,初步判定传感器安装结构响应过大为此次裕度不足的主要原因。通过控制律仿真环节... 详细信息

针对某型验证机纵向伺服弹性稳定性裕度不足的问题,建立了基于结构模态耦合试验和仿真的分析方法。通过比较原型机与验证机之间传感器幅值裕度和响应曲线,初步判定传感器安装结构响应过大为此次裕度不足的主要原因。通过控制律仿真环节和机体动力学仿真环节建立了结构模态耦合仿真模型,模拟试验输入信号,获得传感器响应数据。通过结构模态耦合仿真,验证了倍频现象是导致传感器安装结构响应过大的原因,进而导致纵向稳定性裕度不足。提出了一种传感器支持系统可调频率动态控制装置,可有效提升结构模态耦合试验稳定性裕度。

关键词：结构模态耦合试验气动伺服弹性稳定性分析

复合式高速无人直升机飞行力学建模及操纵策略研究

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系统工程与电子技术 2023年

作者：杨洋黄维宁杨永文徐亮李华松沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院沈阳飞机设计研究所

复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼的优势，是目前高速飞行器的研究热门之一。论文针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关工作和操纵策略研究。其中以干扰因子的方式来构建旋翼对机翼的气动干扰模型，机身模... 详细信息

复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼的优势，是目前高速飞行器的研究热门之一。论文针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关工作和操纵策略研究。其中以干扰因子的方式来构建旋翼对机翼的气动干扰模型，机身模型采用风洞实验数据，建立起该直升机的非线性飞行动力学模型。针对操纵冗余问题，文章提出了一种操纵策略，以权重系数来分配操纵通道，通过添加平均螺距杆纵向通道，由螺旋桨平均螺距控制前飞速度；在此基础上进行配平，实现了各个杆量在三个模式间的光滑过渡，从而验证了操纵策略的合理性。

关键词：双螺旋桨复合式高速无人直升机操纵冗余飞行动力学模型操纵策略

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基于5G技术的航空机载平台无线通信应用

航空学报 2022年第12期43卷 453-461页

作者：刘海宁张少卿鄂思宇沈阳飞机设计研究所综合航电部沈阳110035

民用5G技术带来了大带宽(eMBB)、高可靠低时延(uRLLC)及大规模机器通信(mMTC)的3大应用场景,5G以业务为核心的技术特征为其军事应用提供思路。Sub-6 GHz以下频谱在民用领域已开展诸多研究,而频段资源丰富的毫米波在军事领域具有潜在的... 详细信息

民用5G技术带来了大带宽(eMBB)、高可靠低时延(uRLLC)及大规模机器通信(mMTC)的3大应用场景,5G以业务为核心的技术特征为其军事应用提供思路。Sub-6 GHz以下频谱在民用领域已开展诸多研究,而频段资源丰富的毫米波在军事领域具有潜在的应用价值。毫米波具有波长短、频带宽、衰减大等特点,适合短距离的机载平台内部无线通信,可以为未来航空平台机载信息系统无线化设计提供指导,研究机载复杂封闭空间内的毫米波传播特性可为机载平台内部无线通信提供技术支撑。对毫米波在机载复杂封闭舱段内的传播特性进行仿真分析,模拟复杂封闭舱内空间的无线传播特性,设计并开发毫米波通信设备,并在真实机载结构模型内开展无线通信测试验证,测试结果显示其通信速率达到了1 Gbps,研究结果为毫米波机载舱内通信提供理论基础。

关键词： 5G毫米波航空应用机载无线通信信道仿真通信测试