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一种新型登机门开启限速装置的设计

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1532-1540页

作者：智文静李建刚张晨刘冬平杜秀军航空工业集团庆安集团有限公司航空设备研究所西安710077

登机门是民用飞机舱门中的一个重要部件,其直接影响民用客机结构、功能的完整性和安全性。根据项目研制的需要,针对MA600飞机登机门无阻尼式自由下落导致登机门转轴及舱门损坏的问题进行原因分析,设计了一种限制登机门下落速度的新型开... 详细信息

登机门是民用飞机舱门中的一个重要部件,其直接影响民用客机结构、功能的完整性和安全性。根据项目研制的需要,针对MA600飞机登机门无阻尼式自由下落导致登机门转轴及舱门损坏的问题进行原因分析,设计了一种限制登机门下落速度的新型开启限速装置。在CATIA中建立了包括登机门、登机梯、开启限速装置在内的虚拟样机模型,在MSC/ADAMS中对安装和未安装开启限速装置的登机门自由坠落进行动力学仿真分析,分析了产品不同设计参数对登机门自由坠落时间的影响,确定出了最优的结构参数,仿真结果表明:所设计的限速装置能够将登机门的坠落时间限制在6 s,有效减少登机门坠落对门体结构冲击,为后续的样件产出和试验提供理论依据。

关键词：登机门开启限速装置 ADAMS 动力学仿真超速保护

球形双曲色散超材料腔的多重窄带回音廊模式及透明显示应用

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物理学报 2024年第2期73卷 59-68页

作者：李艳任思萌褚博燕汝江于群星孙辉邵立钟发成郑州航空工业管理学院材料学院郑州450046

本文提出并设计了一种用于提高彩色透明显示性能的球形双曲色散超材料(HMM)腔.该腔由介质/银层交替包裹银核组成,具有深度亚波长性质,并支持和银层数目相同的同阶回音廊模式.这些模式能够将电磁波能量高度局域在不同介质壳层内,从而降... 详细信息

本文提出并设计了一种用于提高彩色透明显示性能的球形双曲色散超材料(HMM)腔.该腔由介质/银层交替包裹银核组成,具有深度亚波长性质,并支持和银层数目相同的同阶回音廊模式.这些模式能够将电磁波能量高度局域在不同介质壳层内,从而降低欧姆损耗,减小共振线宽.针对5层银/介质交替包裹形成的HMM腔,详细分析了结构参数对回音廊模式的调谐作用.发现仅改变最外层介质或银层厚度,几乎不影响TM1,2和TM1,3模式的共振位置,但对TM1,1模式的共振位置及3个模式的强度产生明显调谐.通过优化HMM腔,在红绿蓝波段实现三重窄带共振,且在三重共振位置均具有偶极辐射特点,能够将散射光限制在和入射光夹角为-45°—+45°范围内.该HMM腔不仅支持红绿蓝三重窄带共振,并具有宽的散射角,可应用于实现高透明度、高亮度和宽视角的全彩透明显示.

关键词：双曲色散超材料腔米氏散射回音廊模式透明显示器

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泡沫镍对B_(4)C陶瓷/TC4真空钎焊接头的强化机制

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1579-1588页

作者：周惠焱刘强黄斌戴浩李家豪陈宜黄永德南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 中国航空发动机集团南方工业有限公司株洲412002 中国航空工业集团江西昌河航空工业有限公司景德镇333002

B_(4)C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时,由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异,容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文采用添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B_(4)C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊,并观察了钎焊接头微观组织,计... 详细信息

B_(4)C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时,由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异,容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文采用添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B_(4)C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊,并观察了钎焊接头微观组织,计算分析了接头残余应力和弹性应变能。结果表明:真空钎焊接头的剪切强度达到88.6 MPa;泡沫镍中间层的添加一方面可有效缓解活性元素Ti对B_(4)C陶瓷基体的过度溶解,减少TiC、TiB_(2)等脆性化合物的形成,并促进了钎料成分的均匀分布;另一方面,软化坍塌的泡沫镍骨架结构分割了熔化的钎料,造成多个小熔合区,从而使焊缝组织受力更加均匀,同时残余应力也获得了一定程度的缓解,有利于B_(4)C陶瓷与TC4钛合金形成良好的连接。B_(4)C陶瓷与TC4钛合金在泡沫镍中间层的加入后应力得到缓解,也进一步验证了陶瓷/金属异种材料的连接可通过多孔材料进行应力释放。

关键词：泡沫镍中间层真空钎焊残余应力作用机制

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新一代飞行器导航制导与控制技术发展趋势

航空学报 2024年第5期45卷 146-170页

作者：杨卫平航空工业西安飞行自动控制研究所西安710075

系统梳理了航空导航制导与控制技术的国内外发展现状,通过需求牵引、原理机理、产品实现、应用服务等方面的对比,分析了存在的差距并剖析了原因。在航空飞行器支撑体系化协同作战的大背景下,将网络化、体系化、智能化要求作为技术发展目... 详细信息

系统梳理了航空导航制导与控制技术的国内外发展现状,通过需求牵引、原理机理、产品实现、应用服务等方面的对比,分析了存在的差距并剖析了原因。在航空飞行器支撑体系化协同作战的大背景下,将网络化、体系化、智能化要求作为技术发展目标,在支撑新质作战概念、高精度自主导航、多体协同飞行器控制、新一代核心器件研发、下一代飞行器控制管理统一架构5个方面提出了导航制导与控制技术未来的发展重点和方案路线,最终在技术和管理2个层面提出行动建议,为引导中国优势创新资源有效联合,面向未来装备发展需要推进国防科技迈向高质量发展道路提供参考。

关键词：导航制导与控制航空飞行器高精度自主导航飞行控制飞行器管理

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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 2024年第5期45卷 398-408页

作者：蔡云鹏周大鹏丁江川航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)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... 详细信息

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)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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高性能战斗机与发动机协同设计关键技术

航空学报 2024年第5期45卷 25-46页

作者：王海峰航空工业成都飞机设计研究所成都610091

未来作战环境对战斗机提出了更高、更全面的性能需求,促使战斗机与发动机之间更深层次的耦合,在研制过程中开展更加紧密的协同设计。回顾多年来战斗机设计中飞/发双方为实现综合最优而共同努力的理论研究和实践历程,辨析提出飞/发协同... 详细信息

未来作战环境对战斗机提出了更高、更全面的性能需求,促使战斗机与发动机之间更深层次的耦合,在研制过程中开展更加紧密的协同设计。回顾多年来战斗机设计中飞/发双方为实现综合最优而共同努力的理论研究和实践历程,辨析提出飞/发协同设计理念。通过分析穿透性制空等作战需求,提出高性能战斗机的主要能力特征,探究面向未来的飞/发协同设计需求。从飞行性能、隐身特性、飞行控制、全机能量4个设计视角提出相应的关键技术,并给出可能的实现途径和设计研究建议。

关键词：战斗机发动机协同设计性能隐身飞行控制能量

B950CF钢超窄间隙激光填丝焊接头疲劳性能

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焊接学报 2024年第9期45卷 94-102页

作者：张成竹王东晔华程刘岳张骞朱振新航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610031

超窄间隙激光填丝焊(ultra-narrow gap laser welding,Ultra-NGLW)是一种先进的厚贝氏体钢焊接技术,具有热输入小,焊接接头低应力、变形小等优点.通过对不同“激光填丝-激光打底”比例的Ultra-NGLW接头高频拉-拉疲劳试验,绘制了10 mm厚... 详细信息

超窄间隙激光填丝焊(ultra-narrow gap laser welding,Ultra-NGLW)是一种先进的厚贝氏体钢焊接技术,具有热输入小,焊接接头低应力、变形小等优点.通过对不同“激光填丝-激光打底”比例的Ultra-NGLW接头高频拉-拉疲劳试验,绘制了10 mm厚不同填丝深度Ultra-NGLW接头S-N曲线,并通过对比分析接头的S-N曲线和疲劳断口特征,得到影响UltraNGLW接头疲劳性能的主要原因.试验结果表明,随着激光填丝深度的加深,接头的疲劳性能逐渐降低,填丝深度为0 mm时,接头疲劳强度为337.5 MPa,当填丝深度达到5 mm后,疲劳强度趋于稳定在270 MPa左右,Ultra-NGLW接头的疲劳源主要为焊缝粗晶区和熔合区的气孔、夹杂等焊接缺陷,在高频拉-拉疲劳循环载荷的作用下,粗晶区马氏体脆硬组织中形成较多裂纹,使其疲劳源裂纹快速扩展并连通脆硬组织中的裂纹直至接头失效.

关键词：超窄间隙激光填丝焊疲劳强度 S-N曲线疲劳断口贝氏体高强钢

正交三向织物增强铝基复合材料的高温拉伸力学行为与失效机理

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中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2583-2601页

作者：邵徽凡蔡长春王振军刘其鹏王艳丽陈雷熊博文张守银南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司南昌330096

针对真空压力浸渗制备的正交三向织物增强铝基复合材料,采用实验与数值模拟方法研究了高温(400℃)下的准静态拉伸力学响应及损伤演化与失效行为;根据纱线微观组织和织物结构分别建立了微观和细观尺度代表性单胞,基于组分材料的温度相关... 详细信息

针对真空压力浸渗制备的正交三向织物增强铝基复合材料,采用实验与数值模拟方法研究了高温(400℃)下的准静态拉伸力学响应及损伤演化与失效行为;根据纱线微观组织和织物结构分别建立了微观和细观尺度代表性单胞,基于组分材料的温度相关的性能参数构建微观单胞有限元模型,计算获得不同温度下纱线的横向和轴向力学性能,进而采用包含基体、纱线、界面的细观单胞有限元模型分析了复合材料热应力和高温拉伸力学行为。结果表明:室温下复合材料存在与织物结构相关的非均匀分布的残余应力,纳米压痕法测得的残余应力与模拟值基本一致,高温状态下残余应力得到释放并使基体和纱线分别处于压应力和拉应力状态;复合材料的高温拉伸模量、极限强度和断裂应变的实验均值分别为107.1 GPa、657.1 MPa和0.78%,均匀化计算的高温拉伸曲线与实验曲线总体上吻合。拉伸初期纱线交织处的基体和界面首先发生损伤,捆绑纱弯曲部位出现局部失效,但复合材料表现出线弹性力学行为。随着拉伸应变增大,捆绑纱和纬纱先后发生断裂,且二者与基体之间的界面出现脱黏现象,拉伸曲线开始表现出非线性特征。拉伸后期经纱失效区域的扩展使得拉伸切线模量明显下降,经纱的轴向断裂最终导致复合材料失去承载能力。数值模拟和断口分析表明,纬纱和捆绑纱因横向开裂而形成较平整的断裂面,经纱轴向断裂后拔出长度参差不齐,其断口存在纤维拔出及其周围基体撕裂破坏的微观特征。

关键词：正交三向织物铝基复合材料残余应力高温拉伸力学行为失效机理

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高空无人机电推进系统综合优化设计及验证

空天技术 2024年第1期2024卷 55-62页

作者：钟文义梁世哲张斌唐鹏刘可娜航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

高效率、高可靠性推进系统设计是制约高空长航时无人机发展的重要因素。基于某型高空无人机总体设计要求，从综合效率最优角度对采用电动机-螺旋桨构成的全电推进系统进行了优化设计，并开展地面性能试验对系统动力特性、加减速响应特... 详细信息

高效率、高可靠性推进系统设计是制约高空长航时无人机发展的重要因素。基于某型高空无人机总体设计要求，从综合效率最优角度对采用电动机-螺旋桨构成的全电推进系统进行了优化设计，并开展地面性能试验对系统动力特性、加减速响应特性、扭矩保护等性能指标予以验证。同时，考虑来流速度、拉力需求、扭矩及功率限制，优化确定了不同飞行剖面的电机工作限制转速边界。试验结果显示，测试拉力与数值计算值吻合度高，系统总效率达到了65%以上，表明采用的综合优化方法在提高电推进系统效率及可靠性方面具有一定优势。

关键词：高空无人机电推进系统优化设计动力特性系统效率试验研究