主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
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  • 2020年第11卷第3期文章目次
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    • >综述
    • 航空发动机叶片-机匣碰摩试验技术研究综述

      2020, 11(3):293-301. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.001

      摘要 (797) HTML (0) PDF 3.50 M (2075) 评论 (0) 收藏

      摘要:转静子碰摩问题是发动机在过渡态时发生振动超标故障的主要原因之一,为了对其进行更为有效地 考核验证与分析,从碰摩实验装置、测试技术及涂层可磨耗试验验证方面阐述了国内外目前的研究现状,并分 析了主要差距。结合发动机真实工况,提出了碰摩试验的发展需求。本文研究对于发展我国军/民用航空发动 机封严涂层适航审定技术具有重要的工程指导意义。

    • 硬式空中加油机发展趋势及设计技术分析

      2020, 11(3):302-307. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.002

      摘要 (1296) HTML (0) PDF 1.65 M (6410) 评论 (0) 收藏

      摘要:空中加油技术在一定程度上体现了一国空军实力,该技术一直受到广泛关注。本文综述了硬式空中 加油机的发展情况,提出了硬式空中加油机的划代概念。结合五代空中加油机的特点和性能,给出硬式空中加油机的主要技术特征,指出硬式空中加油技术的发展趋势,总结出硬式加油装置研究的总体布局设计技术、结构和机构设计技术、控制系统设计技术等关键技术,为未来装备变革提供技术支撑。

    • 航空发动机新型热障涂层研究进展

      2020, 11(3):308-315. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.003

      摘要 (1515) HTML (0) PDF 1.36 M (2564) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航空发动机使用环境要求不断提升,现有热障涂层技术在热物理性能和热稳定方面难以满足现 代航空发动机的发展需求。本文介绍了热障涂层制备工艺,热障涂层材料的设计和选择,以及热障涂层的失效 机理;归纳了热障涂层新型材料在材料热物理性能及材料稳定性方面的研究进展。指出了后续航空发动机新 型热障涂层的发展趋势,为后续研究提供了方向。

    • >论文
    • 复杂任务场景无人机集群自组织侦察建模与仿真

      2020, 11(3):316-325. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.004

      摘要 (1230) HTML (0) PDF 2.97 M (2854) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于agent的作战建模与仿真是无人机集群侦察效能评估的重要方法,但以往方法中agent行为机制 和模型结构难以描述复杂任务场景下的自组织侦察行为。以反海盗侦察任务为例,提出一种面向集群自组织 侦察的作战建模与仿真方法。设计多agent分层复合行为机制和可组合模块化agent模型结构,通过简单行为 的组合描述复杂行为;通过信息素图模块与航路管理模块的交互,实现自组织航路规划与飞行控制;并通过仿 真算例,来验证方法的可行性,对比分析不同航路规划方法的侦察效能。结果表明:自组织航路规划对中断航 路侦察的动态事件的适应性更强;对于大区域、长时间、低目标密度的区域覆盖侦察任务,仅通过改进航路规划 方法来降低访问间隔难以显著提高目标发现概率。

    • 基于任务的舰载机驾驶舱人为因素适航评估方法研究

      2020, 11(3):326-331. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.005

      摘要 (1092) HTML (0) PDF 858.88 K (1903) 评论 (0) 收藏

      摘要:军用飞机飞行安全的主要影响因素由技术因素向人为因素转变,特别针对舰载机的起降模式、飞行条件和视觉环境等特殊情景下,减少舰载机驾驶舱人为因素导致的飞行事故,对确保完成规定的飞行和作战任务,提高舰载机飞行安全水平具有重要意义。结合舰载机特点,通过对人为因素适航标准包括美军标、国标、国 军标、SAE等标准的分析,提出舰载机驾驶舱人为因素适航设计准则;根据飞机研制阶段的特点,提出基于任务的舰载机驾驶舱人为因素评估方法。该方法可为舰载机驾驶舱人为因素适航评估提供思路和方法。

    • 材料初始缺陷对平纹编织C/SiC复合材料热残余应力的影响研究

      2020, 11(3):332-337. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.006

      摘要 (1223) HTML (0) PDF 2.21 M (1564) 评论 (0) 收藏

      摘要:C/SiC热残余应力影响材料服役性能,而初始缺陷影响热残余应力,因此有必要对平纹编织C/SiC复 合材料的初始缺陷与热残余应力的关系进行研究。通过试样截面扫描电镜(SEM)图像对材料各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,建立含初始缺陷的宏观材料的代表体积单元(RVE)和纤维束 RVE有限元模型;采用 稳态变温法及有限元细观计算力学(FECM)方法预测含初始缺陷的纤维束 RVE有效性能参数及热残余应力。结 果表明:应力预测值与试验值吻合较好,得到了各类初始缺陷与宏观材料热残余应力之间的定量映射关系。

    • 连续变速颤振试验的自适应粒子滤波算法

      2020, 11(3):338-343. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.007

      摘要 (669) HTML (0) PDF 1.48 M (1283) 评论 (0) 收藏

      摘要:连续变速颤振试验的采集信号通常为非平稳信号,其频率和幅值随时间变化,尤其在亚临界状态下, 变化程度十分剧烈。常用的非平稳信号时变参数建模分析方法,在信号非平稳程度较高的情况下难以对信号 的模态进行准确地分析和跟踪。为了解决这一问题,结合信号非平稳度量计算方法,提出一种改进的自适应粒 子滤波算法,并通过仿真实验数据对所提算法在高非平稳度情况下的跟踪性能进行验证。结果表明:与一般粒 子滤波算法相比,本文方法在高非平稳度情况下具有更高的跟踪精度。

    • 军事活动影响下的终端区容量评估方法研究

      2020, 11(3):344-352. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.008

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 1.51 M (1304) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确地预测军事活动影响下的空域容量对于缓解军民航用空矛盾冲突具有重要意义。通过对飞机机动动作的分析,给出飞行受限区的划设方法;利用改进的遗传算法从定量的角度对军事活动影响下的空域容量 进行评估;以某机场终端区为例,对终端区容量进行仿真实验。结果表明:改进的遗传算法能够有效避免传统算法计算量指数级增长的局限性,在保证准确性的同时可以提高运算的效率。

    • >工程应用
    • 高速飞行器综合热管理方案快速仿真平台

      2020, 11(3):353-359. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.009

      摘要 (646) HTML (0) PDF 1.51 M (1656) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速飞行器面临严峻的外部气动热和内部设备热环境,以热防护系统和热管理系统组成的综合热管 理方案决定该类飞行器总体方案的闭合性,因此需要在飞行器初步方案设计阶段对综合热管理系统设计方案 进行快速仿真计算和可行性评估。以电子设备舱为例,采用模块化设计和一维简化方法,构建一个将飞行器热 源、传热和热控等热环境因素进行模块化封装的快速仿真平台;通过仿真算例对该平台进行验证。结果表明: 该平台可以快速实现飞行器电子设备舱综合热管理方案的模型搭建、计算与评估。

    • 滑流对涡桨飞机进气道气动性能影响的研究

      2020, 11(3):360-369. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.010

      摘要 (713) HTML (0) PDF 2.82 M (1435) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺旋桨滑流产生的加速效应、旋转效应、粘性效应等对于处于后方的进气道性能有显著的影响。基于计算流体力学方法(CFD),通过求解非定常 RANS方程,采用滑移动态网格技术来模拟螺旋桨的旋转,建立考虑螺旋桨滑流的飞机进气道气动特性数值仿真方法;以某多轴式涡桨动力系统为研究对象,对螺旋桨滑流对进气道内流的影响进行分析。结果表明:在地面与起飞两个大拉力状态下,有滑流进气道出口总压恢复系数较无滑流的有所提高;而巡航状态下有滑流进气道出口总压恢复系数却降低,除地面小速度状态外,在起飞以及巡 航飞行状态下,滑流会增加进气道出口总压畸变指数。

    • 基于双曲正弦函数的拓扑优化在热传导结构设计中的应用

      2020, 11(3):370-379. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.011

      摘要 (1238) HTML (0) PDF 2.22 M (1550) 评论 (0) 收藏

      摘要:电子设备的热传导结构设计是解决飞机电子设备热防护问题的有效方法,基于经验的传统设计方法存在设计周期长,获得的结果性能并不一定优等问题,因此将拓扑优化应用在飞机电子设备散热设计中,能够快速获取较优的结构布局。建立基于双曲正弦函数(sinh函数)插值模型的热传导拓扑优化数学模型,将该模 型的算法应用于二维、三维热传导算例,并通过 MATLAB编程进行算法实现;该模型与SIMP模型和RAMP模型进行对比,并应用于机载 LRM 模块导热拓扑优化设计。结果表明:基于sinh函数的插值模型较 SIMP插值模型精确,较RAMP插值模型的迭代次数少,能更好地解决热传导结构拓扑优化设计问题。

    • 起落架着陆油气混合缓冲器压力分析

      2020, 11(3):380-386. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.012

      摘要 (1422) HTML (0) PDF 1.11 M (2180) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机起落架在着陆过程中承受较大冲击载荷,致使起落架缓冲器内部承受较高的油压和气压,对缓冲性能有较大影响。首先,在缓冲器轴向载荷的基础上推导缓冲器各腔压力公式;其次,使用二质量系统建立起 落架着陆运动微分方程;最后,应用 MATLAB/Simulink搭建起落架着陆缓冲器压力仿真模型,利用此模型分析不同着陆速度下各腔压力随时间与缓冲器行程的变化规律,及不同正反行程回油孔面积的油腔压力对缓冲性能的影响。结果表明:在不同着陆速度下,各腔的压力在着陆过程的特定时刻呈现一定规律性;正行程回油孔不能太小,保证油液充满回油腔,反行程回油孔不能太大,保证油液充满主油腔;着陆冲击阶段的缓冲器内油压对柱塞的稳定性有影响。

    • 加筋板破坏载荷计算中的蒙皮有效宽度计算方法适应性验证

      2020, 11(3):387-393. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.013

      摘要 (570) HTML (0) PDF 1.02 M (1617) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机机身和机翼结构多采用中长加筋板,中长加筋板在轴压载荷作用下的破坏载荷一直是工程中研究的热点;目前中长加筋板破坏载荷计算多采用Johnson-Euler方程,涉及到蒙皮有效宽度计算。对国内外常用的有效宽度计算方法进行分析,说明其产生的根源,并通过机身加筋板试验结果对其适应性进行验证。结果表明:对于薄蒙皮铆接Z型机身加筋板破坏载荷计算,本文介绍的有效宽度计算方法都能使计算误差控制在 10%,可为飞机设计人员对轴压加筋板设计提供帮助。

    • 基于实测数据的疲劳寿命分散系数取值研究

      2020, 11(3):394-399. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.014

      摘要 (1187) HTML (0) PDF 769.54 K (1748) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着基准谱、严重谱编制研究的深入,利用实测数据编制载荷谱在编谱方法和分散系数取值等方面需 求愈发迫切。从正态概率分布理论出发,讨论影响疲劳寿命分散系数取值的主要因素;针对基准谱和严重谱之 间的差异性,提出基准谱和严重谱的折算思路和方法,并通过实测数据编制的基准谱和严重谱折算系数进行比 较分析。结果表明:采用本文方法可以实现基准谱与严重谱之间损伤分散系数的折算取值。

    • 基于适航审查的飞机实验室气候试验质量管控模型

      2020, 11(3):400-407. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.015

      摘要 (1056) HTML (0) PDF 848.98 K (1009) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立并持续优化我国飞机实验室气候试验的质量管控流程和方案,可以满足局方要求和用户需求的 质量审查体系。在构建实验室气候试验质量管理制度的基础上,结合实验室气候试验项目的技术要求和特点, 通过对《航空器型号合格审定程序》相关条款内容及制造符合性检查要求的分析研究,提出一种飞机实验室气 候实验的质量管控模型。经过我国第一项重点民用飞机型号实验室气候试验10个低温科目、3个湿热科目对 试验机3大系统8类结构或分系统进行气候条件下的功能、性能考核,试验项目全寿命周期未出现质量问题, 证明该模型的有效性、充分性和符合性,为局方后续介入型号验证试验审查提供实践支撑,对我国气候实验室 科研技术发展提供质量保障。

    • 空中加受油安全对接控制验证要素分析

      2020, 11(3):408-413. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.016

      摘要 (756) HTML (0) PDF 1.40 M (1568) 评论 (0) 收藏

      摘要:空中加受油是一个复杂的系统工程,影响因素与加油机、受油机都密切相关,由于大型加油机(软式) 上单翼、大翼展、高垂尾和大型起落架整流包的特殊布局使得空中编队加受油对接过程中,加油机、软管锥套与 受油机之间相互的气动干扰变得十分复杂。通过分析国内外大型加油机、先进受油机的主要特点,总结空中加 受油对接过程中加油机、受油机之间会产生的气动干扰,研究空中加受油编队典型体系及空中加受油编队程 序,提出可能对空中加受油安全对接控制产生影响的验证要素,并对这些影响要素展开分析。安全对接控制验 证要素的分析可以为后续确定软式空中加受油安全对接流程提供理论指导,为空中加受油对接速度的选取提 供依据。

    • 基于适航标准的飞机风挡加温控制方式研究

      2020, 11(3):414-421. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.017

      摘要 (997) HTML (0) PDF 1.89 M (1530) 评论 (0) 收藏

      摘要:民用飞机适航条款要求在预定运行的环境条件下风挡不应结冰或结雾,防止影响机组人员的视界。因此应确保在整个飞行过程中风挡具有足够的热量以使其外表面高于冰点,内表面不低于座舱露点温度。以适航条款为基础对风挡加温系统的设计要求进行阐述,分析影响系统设计的主要因素,包括加温方式的选择、 防冰热载荷的计算和加温控制规律的确定等;利用 LMS.AMESim 软件建立风挡瞬态传热模型,计算某型飞机风挡在不同控制规律下其表面温度和加热功率的变化。结果表明:全功率加温式控制方式下风挡升温速率快,,能将玻璃始终保持在一个较高温度,有利于系统的防冰除雾性能:占空比式加温控制方式可大幅降低对玻璃的热冲击,但由于其加热功率波动非常频繁,会对上游供电设备造成较大影响。

    • 民用飞机襟翼电子控制装置需求及控制仿真

      2020, 11(3):422-429. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.018

      摘要 (1097) HTML (0) PDF 1.70 M (1818) 评论 (0) 收藏

      摘要:襟翼系统是飞机系统中的重要系统,襟翼电子控制装置是襟翼系统的核心部件,研究其需求对飞机的 性能和安全具有重要影响。针对襟翼电子控制装置,介绍襟翼系统的功能需求、性能需求及接口需求等设计输 入;对民用飞机襟翼系统架构及工作原理进行概述,分析系统正常工作及故障保护的控制逻辑;用 Simulink的 Stateflow 对工作模式的转换进行仿真,通过 GUI建立良好的用户界面。结果表明:襟翼电子控制装置工作模 式之间的约束条件、襟翼收放的控制律、马达各阶段的加速度等设计参数符合需求,可为民用飞机襟翼控制分 系统设计提供参考。

    • 飞机座舱显示控制界面设计

      2020, 11(3):430-436. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.019

      摘要 (1324) HTML (0) PDF 1.42 M (2431) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机座舱显示控制系统作为人机接口,一直是航空工效学关注的对象,提高飞机座舱显示控制系统的可视性和方便操作性,是其设计时所要追求的目标。综合近年来飞机座舱显示控制界面的相关研究现状,创建一种飞机座舱显示控制界面设计方法,并探讨软件设计中涉及到的一些关键技术。该方法集成在 C++系统 中,在飞机座舱设计的各个阶段分别引入飞行员三维人体几何模型和运动学模型;结合视景仿真建模理论和相 关软件,实现飞行视景及座舱显示控制界面的开发;提出飞机座舱显示控制界面设计的综合评价方法,以及各 种评价指标的筛选与评价体系的确立。该显示控制界面设计方法能够通过模拟飞行员的操作动作与计算视 角、可达性、操纵力等参数,较好地反映出飞行员的运动学和动力学特性,提高了界面友好性、操作直观性、简便性。

    • 人工智能飞行通信员系统方案设计

      2020, 11(3):437-442. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.03.020

      摘要 (1032) HTML (0) PDF 18.86 M (1068) 评论 (0) 收藏

      摘要:安全高效的陆空通信是提高飞行安全的重要手段,利用人工智能技术代替飞行机组功能需要综合评 估新系统的功能、性能及系统安全性等因素。针对人工智能飞行员系统的操作过程和机载系统的互操作接口开展设计,给出人工智能飞行通信员系统的工作原理和系统架构,以及硬件实现方案和部分飞行员操作界面,,总结人工智能技术替代飞行通讯员功能的优点。从系统安全性和通信性能两方面分析表明:人工智能飞行通 信员系统的方案可行且性能优于原人工陆空通话系统。