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起落架缓冲器螺纹连接结构计算方法研究

机械设计与制造 2024年

作者：李志鹏李福宋得军李洁沈阳飞机设计研究所结构部

对起落架缓冲器螺纹连接结构计算方法进行了研究。通过试验验证发现了飞机设计手册第9册中关于螺纹剪切强度计算的局限性，重新推导了薄壁螺纹剪切强度计算公式中关于螺纹充满度系数的计算公式，修正了飞机设计手册中关于螺纹充满度系... 详细信息

对起落架缓冲器螺纹连接结构计算方法进行了研究。通过试验验证发现了飞机设计手册第9册中关于螺纹剪切强度计算的局限性，重新推导了薄壁螺纹剪切强度计算公式中关于螺纹充满度系数的计算公式，修正了飞机设计手册中关于螺纹充满度系数的计算公式。根据重新推导的薄壁螺纹剪切强度计算公式计算的结果与试验进行对比，结果表明理论计算结果与试验结果吻合。同时研究了公差和螺距对薄壁螺纹结构剪切强度的影响，并进行了试验验证。结果表明试验与理论计算结果吻合，加强薄壁螺纹结构剪切强度的方法可行有效。

关键词：薄壁螺纹结构剪切强度螺纹充满度系数公差螺距

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考虑时频域性能指标的高超声速智能控制方法

宇航学报 2024年第4期45卷 603-612页

作者：安帅斌刘永臻张永亮刘君刘凯大连理工大学力学与航空航天学院大连116081 沈阳飞机设计研究所沈阳110034 北京动力机械研究所北京100074

针对高超声速飞行器在宽飞行包线、强气动不确定性条件下的姿态控制问题,提出了一种考虑系统时频域性能指标的智能最优控制方法。该方法分为离线与在线两部分:离线过程中,根据高超声速飞行器动力学模型与线性二次调节器(LQR)控制设计方... 详细信息

针对高超声速飞行器在宽飞行包线、强气动不确定性条件下的姿态控制问题,提出了一种考虑系统时频域性能指标的智能最优控制方法。该方法分为离线与在线两部分:离线过程中,根据高超声速飞行器动力学模型与线性二次调节器(LQR)控制设计方法,生成大量姿态控制仿真样本数据集,构建控制性能指标评价模型,筛选最优控制参数,建立以飞行状态与气动不确定性为输入,最优LQR控制参数为输出的神经网络映射关系;在线过程中,通过实时气动参数辨识,捕获高超声速飞行器气动不确定性,运用智能参数优化网络,使得在气动不确定性条件下,高超声速飞行器姿态控制仍为满足控制指标的最优控制参数。最后,通过仿真验证了本文提出的方法能够有效提高宽飞行包线、强不确定性情况下高超声速飞行器姿态控制的鲁棒性。

关键词：高超声速飞行器姿态控制深度神经网络最优控制

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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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基于知识引导智能优化的舰载机着舰控制

航空学报 2024年

作者：周大鹏曲晓雷沈阳飞机设计研究所飞行控制部西北工业大学自动化学院

针对甲板运动和气流扰动下的舰载机自动着舰问题，提出一种基于动态逆的纵向着舰控制律设计方法。建立舰载机模型、甲板运动模型和舰艉流扰动模型，设计舰载机着舰动态逆控制方法，在有限时间内估计参考指令的一阶导数。提出基于知识引... 详细信息

针对甲板运动和气流扰动下的舰载机自动着舰问题，提出一种基于动态逆的纵向着舰控制律设计方法。建立舰载机模型、甲板运动模型和舰艉流扰动模型，设计舰载机着舰动态逆控制方法，在有限时间内估计参考指令的一阶导数。提出基于知识引导的智能优化算法，对动态逆控制器的参数进行迭代优化，提高舰载机着舰的指令跟随精度。采用Matlab Simulink仿真环境对舰载机自动着舰控制系统进行仿真验证，对比仿真结果表明了基于知识引导智能优化的舰载机着舰控制方法的优越性，能够显著提高舰载机姿态控制的精度和速度，满足舰载机着舰要求，具有较好的鲁棒性。

关键词：舰载机着舰动态逆控制智能优化算法知识引导参数优化控制器

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复合材料多排钉连接结构钉载分配规律

复合材料学报 2024年第4期41卷 2148-2156页

作者：宋鑫李伟李桐王成波王博大连理工大学、工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 沈阳飞机设计研究所沈阳110035

针对复合材料多排钉连接结构实际强度破坏极限和破坏模式与传统工程算法不一致的问题,本文以光纤螺栓试验手段为基础,开展了复合材料连接结构钉载分配规律的研究。主要研究了钉载不对称、装配顺序、装配间隙等工艺特征对钉载分配的影响... 详细信息

针对复合材料多排钉连接结构实际强度破坏极限和破坏模式与传统工程算法不一致的问题,本文以光纤螺栓试验手段为基础,开展了复合材料连接结构钉载分配规律的研究。主要研究了钉载不对称、装配顺序、装配间隙等工艺特征对钉载分配的影响,同时建立了高精度有限元模型进行对比研究。研究结果表明:多排钉连接结构钉载不对称时会加剧钉载的不均匀分配;装配顺序对钉载分配存在影响,在装配螺栓时最后安装最外侧螺栓,可以有效降低钉载分布差异;连接结构存在一致装配间隙时的钉载分配与无间隙情况的载荷分配结果一致。同时,本文发现通过试验手段测得关键螺栓的钉载占比最大比有限元结果高出10%,因此工程算法需要根据装配间隙等制造和工艺特征进行修正。

关键词：光纤螺栓复合材料连接结构钉载分配有限元多排钉

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飞行器结构分区差异化安全系数设计方法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：许宇声张音旋吴江鹏陈亮王磊王晓军北京航空航天大学航空科学与工程学院沈阳飞机设计研究所

结构安全系数是飞行器设计中的关键参数，定义为设计载荷与使用载荷的比值。传统设计方法依赖于工程经验，安全系数取值带有主观性，在量化不确定性方面缺乏客观性。然而在先进飞行器更精细的设计需求下，传统方法对飞行器不同部件内的... 详细信息

结构安全系数是飞行器设计中的关键参数，定义为设计载荷与使用载荷的比值。传统设计方法依赖于工程经验，安全系数取值带有主观性，在量化不确定性方面缺乏客观性。然而在先进飞行器更精细的设计需求下，传统方法对飞行器不同部件内的不同子区域采用统一安全系数，会导致过于保守的设计结果，影响飞行极限性能。为解决这一限制，在保证可靠性设计要求的前提下，更好地挖掘材料性能与设计空间，有必要发展一种分区差异化安全系数设计方法。本文运用概率可靠性设计优化理论来研究结构系统的不确定性，建立了结构可靠度与分区差异化安全系数之间的映射关系，发展出了平衡安全性与经济性的分区差异化安全系数设计方法。以工程型号简化的翼尖结构等为验证算例，显示了在满足结构强度可靠度99%设计要求前提下，实现了结构绝大部分子区域的分区差异化安全系数均小于统一安全系数1.45，从而使得结构设计重量相对更轻达3.926kg.

关键词：分区差异化安全系数结构概率可靠性安全系数设计方法嵌套优化可靠性优化

人工智能技术在试飞支持领域的运用现状与发展前景

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飞机设计 2024年第3期 56-61页

作者：王国栋侯克玺邵校胡庆武朱冠宁邵山沈阳飞机设计研究所 95858部队

人工智能是用于模拟、延伸及扩展人类智能的科学、技术或应用系统。试飞支持领域则涵盖支持飞行试验完成的相关软件、硬件、设备或系统等要素，通常包括飞行监控/测试系统、数据处理与分析系统、健康管理或故障诊断系统等。如何将人工... 详细信息

人工智能是用于模拟、延伸及扩展人类智能的科学、技术或应用系统。试飞支持领域则涵盖支持飞行试验完成的相关软件、硬件、设备或系统等要素，通常包括飞行监控/测试系统、数据处理与分析系统、健康管理或故障诊断系统等。如何将人工智能技术恰当地运用于试飞支持领域，是一个值得探究的课题。剖析了人工智能技术的内涵，阐述了其在试飞支持领域内的运用现状，并展望了相应的发展前景。

关键词：人工智能试飞支持运用现状发展前景

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内埋式航炮膛口偏流装置效能分析

火炮发射与控制学报 2024年

作者：蔺子豪李强周栋梁兴旺孙志群中北大学机电工程学院沈阳飞机设计研究所中国北方车辆研究所

以CFD数值模拟软件为平台，基于计算流体力学的数值模拟方法，利用三维建模软件建立了内埋式航炮发射时炮口射流的仿真模型。通过对内埋式航炮膛口流场特性的研究，分析了膛口流场对炮口附近飞机蒙皮和机身结构炮振的影响，设计了膛口... 详细信息

以CFD数值模拟软件为平台，基于计算流体力学的数值模拟方法，利用三维建模软件建立了内埋式航炮发射时炮口射流的仿真模型。通过对内埋式航炮膛口流场特性的研究，分析了膛口流场对炮口附近飞机蒙皮和机身结构炮振的影响，设计了膛口偏流减压装置，并验证了其合理性。得到了在膛口流场的作用下，飞机蒙皮和舱门表面的压力分布规律。对航炮发射时膛口流场的仿真分析包括考虑加装偏流装置和不加装偏流装置两种情况。结果表明：加装偏流装置能够降低内埋式航炮膛口附近所产生的曲面激波的强度，并且能够改变曲面激波扩散的方向，有效减小了航炮上飞机蒙皮和舱门表面的压力，降低了激波对其造成的损害。

关键词：计算流体力学膛口流场内埋式航炮数值模拟偏流装置

含孔隙的2.5D编织陶瓷基复合材料弹性常数预测

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飞机设计 2024年第1期44卷 50-55页

作者：吴运希许平毕世权李鹏飞魏衍强沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

为获取更为全面的编织陶瓷基复合材料弹性常数,支撑材料力学性能研究,提出考虑纤维性能退化和基体孔隙的编织陶瓷基复合材料弹性常数预测方法。围绕2.5D编织陶瓷基复合材料,通过微焦点断层扫描获取材料孔隙率和孔隙分布,并测量碳化硅纤... 详细信息

为获取更为全面的编织陶瓷基复合材料弹性常数,支撑材料力学性能研究,提出考虑纤维性能退化和基体孔隙的编织陶瓷基复合材料弹性常数预测方法。围绕2.5D编织陶瓷基复合材料,通过微焦点断层扫描获取材料孔隙率和孔隙分布,并测量碳化硅纤维单丝经热处理后的高温强度和模量。再结合细观力学有限元法理论,通过Digimat建立含孔隙的2.5D陶瓷基复合材料代表体单元有限元模型,计算得到材料弹性常数。同时对元件级试验件进行了室温单向拉伸和面内剪切试验,弹性常数计算值和试验值吻合较好,验证了该方法可以用来预测含孔隙的2.5D编织陶瓷基复合材料的弹性常数,为其力学性能与失效机理分析建立基础。

关键词：陶瓷基复材弹性常数孔隙细观力学 2.5D编织