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    2025年第57卷第5期
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    2025,57(5):781-798, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.001
    摘要:
    南京航空航天大学(Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,NUAA)雷达探测与成像团队利用自主研发的无人机载微小型合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)系统针对不同型号的坦克、装甲车和战机等十余类典型军事目标构建了圆周SAR数据集。通过对多次外场试验数据的高精度成像处理,在多俯仰角单基圆周SAR图像数据集的基础上,扩展了不同双基角组合的双基圆周SAR图像数据集。基于该数据集,本文结合团队在SAR图像目标检测和识别方法及应用方面的研究成果,对基于深度学习的SAR目标检测识别技术进行了回顾和综述,对比了不同神经网络模型在南航无人机载圆周SAR数据集上的检测和识别性能。具体地,在目标检测方面,利用SAR图像固有属性获得目标位置信息并结合单阶段轻量级检测算法,提出利用信息分布规律并结合全局注意力机制捕捉小目标位置信息的检测算法,以提高复杂背景下的小目标检测准确率和效率。在目标识别方面,在通过SAR图像先验信息抑制干扰噪声的基础上,提出利用SAR目标多视角信息联合Transformer的目标识别算法,通过设计视角正则化项以约束多视角之间的关联性从而实现不同视角间的特征融合,提高SAR小目标识别的准确率。从无人机载微型SAR系统对地面目标进行实时检测和识别的实际需求出发,本文还探讨了轻量化检测和识别网络在数字信号处理(Digital signal processing, DSP)平台上的部署方案,同时展示了初步试验结果。最后,本文展望了SAR目标智能检测和识别领域面临的挑战和发展趋势。
  • 2025,57(5):799-821, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.002
    摘要:
    深度学习因能够更好地捕捉时间序列数据中的复杂关系和模式而成为解决时间序列预测的有效方法。典型的做法是单独地学习这些任务,为每个任务训练1个单独的神经网络,在时间序列预测中取得了丰硕的成果。最近的多任务学习技术通过学习共享知识联合处理多个预测任务,在性能、计算和内存占用方面显示出了其优势。本文首先综述了以卷积神经网络、循环神经网络、注意力机制、Transformer和图神经网络为代表的时间序列预测深度模型,包括数据集、模型特点和性能;然后深入分析了深度多任务时间序列预测模型,按照参数共享方式和参数共享(交互)位置进行分类概述,并讨论了一些常见的多任务时间序列预测框架。最后对深度时间序列预测面临的问题和挑战进行了总结,并对未来研究趋势进行了展望。
  • 2025,57(5):822-830, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.003
    摘要:
    随着无线通信技术的快速演进,5G、Wi-Fi和窄带物联网(Narrowband internet of things, NB-IoT)等多种通信制式并存,网络结构与信道环境的复杂性显著提升,使通信制式识别在频谱管理、干扰抑制与安全监测中的作用愈加重要。传统依赖人工特征与规则的方法在动态复杂场景及未知协议下适应性有限,而深度学习通过端到端建模与自动特征提取显著提升了识别精度与鲁棒性,但其在跨制式泛化、数据稀缺与计算开销方面仍面临瓶颈。以大语言模型与多模态模型为代表的大规模预训练模型凭借强泛化、跨任务迁移和少样本学习能力,展现出在复杂通信制式识别中的巨大潜力。本文系统梳理了通信制式识别技术的发展脉络,重点探讨了大语言模型驱动方法的最新进展,剖析了其在泛化能力、可解释性与高效部署等方面所面临的挑战,挖掘了其在智能频谱管理与安全监测中的应用机遇,并展望了其在5G/6G智能网络管理中的发展前景。
  • 2025,57(5):831-841, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.004
    摘要:
    现代战争中的空战态势复杂多变,因此探索一种快速有效的决策方法十分重要。本文对多架无人机协同对抗问题展开研究,提出一种基于长短期记忆(Long and short-term memory, LSTM)和多智能体深度确定策略梯度(Multi-agent deep deterministic policy gradient,MADDPG)的多机协同超视距空战决策算法。首先,建立无人机运动模型、雷达探测区模型和导弹攻击区模型。然后,提出了多机协同超视距空战决策算法。设计了集中式训练LSTM-MADDPG分布式执行架构和协同空战系统的状态空间来处理多架无人机之间的同步决策问题;设计了学习率衰减机制来提升网络的收敛速度和稳定性;利用LSTM网络改进了网络结构,增强了网络对战术特征的提取能力;利用基于衰减因子的奖励函数机制加强无人机的协同对抗能力。仿真结果表明所提出的多机协同超视距空战决策算法使无人机具备了协同攻防的能力,同时算法具备良好的稳定性和收敛性。
  • 2025,57(5):842-851, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.005
    摘要:
    在训练深度神经网络时,实际应用数据常存在长尾类别分布、分布内噪声和分布外噪声等偏差。现有方法多单独解决类别不平衡或含噪声标签问题,很少同时考虑两者,尤其是两种噪声并存时。本文提出不平衡噪声标签校准(Imbalanced noisy label calibration, INLC)方法,用模型一致性预测筛选分布外样本并赋予均匀标签,增强模型对其检测能力;对分布内样本,利用 Jensen-Shannon 散度区分噪声,减少干净样本误分类,尤其针对尾部类别;引入额外语义分类器,缓解伪标签对多数类的偏向性以应对类别不平衡;采用基于强数据增强的一致性正则化方法提升模型泛化性能。在模拟和真实数据集上的实验表明,INLC 显著减轻了标签噪声和类别不平衡的影响,分类准确率较优异基线方法提高 2% 以上。
  • 2025,57(5):852-860, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.006
    摘要:
    波数域成像算法(Wavenumber domain algorithm, WDA)采用了精确的信号形式和距离徙动校正方法,在合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR) 斜视数据处理中具有精度高等优势。然而,在大斜视情况下,传统WDA不能充分利用倾斜的二维频谱支撑域,导致目标聚焦效果差。本文提出了一种全新基于坐标变换的大斜视SAR波数域成像算法。该算法首先将SAR回波数据变换到二维频域,通过参考函数相乘(Reference function multiply, RFM)完成对数据的一致压缩;然后,基于坐标变换原理将倾斜的频谱转化为正侧视频谱实现频谱的高利用;最后构建改进的Stolt插值因子,完成补余压缩。与传统波数域算法相比,所提方法不仅有效校正了倾斜的频谱支撑域,保证了成像质量,且其重构的点目标脉冲响应函数(Impulse response function, IRF)的距离向和方位向剖面正交,便于分辨率的计算与剖面的精确提取。通过对多组仿真和实测实验结果分析,证明了本文方法的有效性和优越性。
  • 2025,57(5):861-869, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.007
    摘要:
    探究了视觉-语言预训练模型对比语言-图像预训练(Contrastive language-image pre-training,CLIP)在小样本开集识别(Few-shot open-set recognition, FSOR)任务中的潜力。实验发现基于CLIP图像编码特征的视觉原型分类器通常不如传统FSOR基线方法;基于CLIP语义编码特征的语义原型分类器虽然在闭集分类上显著优于传统基线,但在开集识别方面表现不佳。本文分析造成这些问题的主要原因可能是CLIP的训练数据与FSOR目标数据之间的分布差异及CLIP语义原型分类器为已知类别划分了过大的决策边界。本文提出了一种简单有效的视觉语义增强的联合小样本开集分类器,其不仅充分利用CLIP语义原型分类器的闭集分类优势,还巧妙挖掘了传统FSOR预训练模型构建的视觉原型分类器的潜力,以更紧密的决策边界进一步提升开集识别的精准度。在4个基准数据集上的实验结果表明,该方法在准确率(Accuracy,ACC)和受试者工作特征曲线下的面积(Area under the receiver operating characteristic,AUROC)指标上相比最优基线平均提升了2.9%和2.6%。
  • 2025,57(5):870-879, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.008
    摘要:
    为降低大功率电驱系统的损耗,逆变器开关频率甚至小于1 kHz,此时相电流谐波含量严重。为解决该问题,提出了基于定子磁链轨迹跟踪(Stator flux trajectory tracking, SFTT)的同步空间矢量调制(Synchronized space vector modulation, SSVM)实现方法,在降低电流谐波的同时可以保证系统动态响应速度。首先,构建了同步空间矢量调制下的感应电机定子磁链稳态波形,分析了基于磁链轨迹跟踪实现同步脉冲生成和变频驱动的可行性;其次,论证了单一坐标系下的状态观测器发散问题,进而给出了混合坐标系下的状态观测模型,提高了低载波比下的磁链观测精确性和稳定性;最后,阐述了磁链轨迹跟踪的实现方法,基于转子磁链误差最小原理,提出了低载波比下的控制周期动态优化策略。实验结果表明,所提方法产生的同步电压脉冲可以降低电流谐波含量,并在2 ms时间内完成转矩的快速跟踪,且不同载波比下的脉冲模式可以顺利切换。
  • 2025,57(5):880-888, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.009
    摘要:
    电磁脉冲(Electromagnetic pulses,EMPs)耦合进入发动机电控单元(Electronic control unit,ECU)的主要方式是通过线束传导,大电流注入(Bulk current injection,BCI)是控制器敏感度测试的标准试验方法。为了在设计阶段对电控单元的电磁脉冲防护设计进行优化,提出了基于线束传导规律的虚拟注入方法。该方法由基于一维卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)的线束传导预测模型及仿真电路实现,线束传导预测模型基于一维卷积神经网络,训练模型所用数据集为BCI试验采集的注入电流信号与调理电路输入端口响应信号,仿真电路在软件Multisim中建立。选择注入电流信号输入至预测模型,得到端口的预测信号,将该信号“注入”到仿真电路输入端口,通过监测仿真电路输出端口信号分析发动机电控系统是否发生电磁敏感现象。结果表明,预测信号与实际测量信号的误差不超过5.8%,虚拟注入结果与BCI试验结果一致,并与试验中观测的敏感现象吻合。该方法可以在设计阶段快速分析电控单元各模块的电磁敏感度,为电控单元的电磁脉冲防护设计提供参考依据。
  • 2025,57(5):889-899, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.010
    摘要:
    为解决航天电连接器自动装配过程中存在的视觉受限、针孔卡阻等问题,提出了基于插座外轮廓接触力反馈的自动装配技术,用于实现圆形航天电连接器的装配作业。结合电连接器在夹持状态下的受力分析,构建了基于“位置定心-姿态调平-旋转接入”的3阶段装配方法。首先,通过识别夹板与插座的接触象限来实现插座外轮廓的中心定位。其次,基于末端夹爪轴向运动前后接触力的变化来判断初始姿态偏转,并引导机器人沿扭矩方向实现自适应姿态调整。最后,采用旋转搜索算法完成电连接器接入,并在多组初始偏转误差条件下进行了多次实验,验证了所提方法的有效性。
  • 2025,57(5):900-911, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.011
    摘要:
    基于传统鸽群优化算法在处理高维优化问题时存在的局限性,提出一种改进的螺旋-动态鸽群优化(Modified spiral-dynamic pigeon-inspired optimization, MSDPIO)算法,用于解决机器人路径规划问题中的收敛速度慢和易陷入局部最优解等问题。首先,通过引入Logistic混沌映射初始化策略以扩大搜索范围;其次,设计螺旋搜索策略和动态反向学习策略以改进位置更新机制,提高算法的收敛速度和解的质量。同时,采用自适应余弦函数调整反向学习权重和改进地标操作提高算法的自适应能力与全局搜索能力。通过对10个CEC2017基准测试函数的实验,有效地评估了算法的性能。最后,将MSDPIO算法与基于改进的B样条曲线应用于不同尺度(20 m×20 m与40 m×40 m)地图的路径规划问题。仿真结果表明:在小规模20 m×20 m地图中较鸽群优化(Pigeon-inspired optimization, PIO)算法、多策略融合的天鹰优化(Multi-strategy improved aquila optimizer, MSIAO)算法、灰狼优化(Grey wolf optimizer,GWO)算法路径长度分别改进1.46%、1.43%、1.47%;在大规模40 m×40 m地图中收敛性能最大提升37.82%。
  • 2025,57(5):912-923, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.012
    摘要:
    基于电流信号提供了一个新的不同均匀退磁程度的故障诊断方法,研究了永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motors,PMSMs)的均匀退磁故障诊断方法。提出了一种基于改进的集合经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)算法和粒子群优化-支持向量机(Particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM)的故障诊断方法。首先利用改进EEMD对采集的定子电流信号进行降噪和重构。其次计算处理后数据的分形盒维数作为故障特征参数。最后通过PSO-SVM处理特征参数诊断均匀退磁故障。通过解析模型仿真实验和原型实验表明,该方法能准确识别永磁同步电机均匀退磁故障,平均识别率超过96%,证明了本文故障诊断方法的有效性。
  • 2025,57(5):924-931, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.013
    摘要:
    针对飞机结冰初期超声测厚时回波信号混叠导致的薄冰层厚度无法定量测量的问题,提出一种可通过蒙皮-冰层界面超声回波声压反射系数幅度谱(Ultrasonic reflection coefficient amplitude spectrum, URCAS)谐振频率反演薄冰厚度的方法。采用数值计算获得铝制蒙皮表面结冰初期原始超声回波信号并计算URCAS,确定入射波幅度谱-6 dB带宽范围内对应的薄冰层厚度测量上下限;发展用于超声时/频信号特征参数提取的信号处理方法,对理论计算回波信号进行处理,提取URCAS谐振频率点进行薄冰层厚度反演。结果表明:基于URCAS的冰厚测量可以有效实现结冰初期混叠超声信号特征参数提取,冰厚测量下限约为时域分析测量下限的1/2,理论测量相对误差小于4%。
  • 2025,57(5):932-940, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.014
    摘要:
    针对耐高温树脂基复合材料在室温及350 ℃条件下的抗冲击性能测试需求,开发了高温环境下复合材料靶板的冲击试验方法,克服了传统方法“控温难”及“易损伤炉体”的缺点,完成了350 ℃条件下球形弹及叶片模拟件冲击碳纤维复合材料靶板的试验测试,并结合断层扫描技术揭示了其冲击失效机理。结果表明:在所选工艺条件下,碳纤维复合靶板室温弹道极限约为150 m/s,所开发的冲击试验方法能够稳定实现350 ℃下球形子弹及叶片模拟件对碳纤维靶板的冲击测试,复合材料在350 ℃下的拉伸强度较室温下降约9.3%,但断裂延性提高约34.0%,350 ℃复合材料靶板冲击性能与室温冲击性能并无显著差异。研究成果为先进复合材料防护结构的设计和优化提供了试验依据与理论支持。
  • 2025,57(5):941-953, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.015
    摘要:
    油门装置是飞机上对发动机控制的重要操纵装置,对其进行运动学与动力学分析是油门装置设计的理论基础。首先根据机构运动原理对油门装置进行简化,建立了运动学与动力学数学模型;其次根据上述建立的数学模型进行运动学和动力学仿真,得到油门装置在手动工作模式和自动工作模式下各个构件的位移、速度以及载荷特性。以某型飞机油门装置为例进行仿真,结果表明:油门角度解算器角度仿真误差不大于2.3%;摩擦离合器受力以及正/反推力杆驱动力矩呈二次曲线变化;油门伺服电机驱动力矩呈线性变化,且在电机启动时负载力矩最大;此外,油门装置的推力连杆长度变化对油门角度解算器角位移变化关系以及摩擦离合器受力与力矩变化影响显著。本文研究方法和结果可为大型客机油门装置运动学与动力学分析、结构设计与油门伺服电机选型提供参考。
  • 2025,57(5):954-964, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.016
    摘要:
    采用三维彻体力模型(Body force model, BFM)和计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)两种计算方法研究周向总压畸变及不同旋流畸变类型对跨音三级风扇性能和稳定性的影响,并探究畸变传递特性及风扇内部流场特征。结果表明:BFM和CFD计算结果吻合良好;均匀进气下BFM和CFD计算特性最大误差不超过4%;120°周向总压畸变使风扇性能下降,稳定边界向下移动;轴向历程中,总压畸变强度整体递减,而总温畸变强度整体递增;同向涡旋流畸变使风扇压比下降,失速延迟,而反向涡旋流畸变对风扇的影响与之相反;对涡旋流中由于同向涡占主导地位,导致风扇压比特性低于均匀进气和反向涡旋流畸变,其特性线的变化与同向涡旋流畸变类似;对涡旋流畸变诱导了总压和总温畸变,而后经过各级的衰减作用,畸变强度整体呈衰减趋势。
  • 2025,57(5):965-975, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.017
    摘要:
    燃料电池无人机是实现绿色低碳航空的重要技术路径,随着无人机向大型化、长航程发展,大功率燃料电池在无人机复杂飞行剖面下的热管理问题变得更加复杂。本文提出了一种基于涵道撑杆结构件的换热器设计,该设计充分利用了螺旋桨后气流进行散热而不附加过多系统质量,同时基于涵道换热器提出了应用于无人机的燃料电池热管理系统方案。采用Amesim平台,结合典型无人机飞行剖面,建立了热管理系统仿真模型并开展了数值模拟研究。研究结果表明:(1)该热管理系统能够较好地实现燃料电池温度控制,电池入口载冷剂温度不超过61.3 ℃(目标值60 ℃),进出口载冷剂温差不超过11.1 ℃(目标值10 ℃),均在误差范围内,验证了涵道换热器方案的可行性;(2)涵道换热器总数相同的情况下,各换热器模块的换热器数量需匹配燃料电池各阶段的功率以及电动泵的流量特性进行设计。
  • 2025,57(5):976-983, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.018
    摘要:
    为提高舰载靶机发射过程中船舶运动姿态的预测精度,使用基于长短期记忆(Long short-term memory, LSTM)网络的船舶姿态预测方法。针对长时预测导致的误差累计问题,提出了改进窗口滑动法,通过对每次预测结果进行变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)滤波,消除累积误差引起的预测结果振荡。通过有限元仿真及自主设计的船模实验平台开展波浪水池试验,采集横摇、纵摇、垂荡等关键姿态参数的时序数据。实验设置涵盖1级至5级典型海况条件。实验结果表明,该模型在升沉位移、横摇角及纵摇角预测中,均方误差(Mean squared error, MSE)最大降幅可达99.4%,MAPE降低至2.11%,验证了其工程应用的有效性。研究成果可为舰载靶机发射引导系统提供高精度的船舶运动态势预判,对提升着舰安全性具有重要工程价值。
  • 2025,57(5):984-998, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.019
    摘要:
    飞机货舱中非集装器的配载是重要的运输环节,而如何保障非集装器的配载,是亟须研究的重要内容。其中二维矩形切割排样问题是解决非集装器运输的重要理论方法。二维矩形切割排样理论在原材料切割、装箱等问题中有着广泛应用,但尚无很好的求解算法。该方法会因求解速度而拖累整个实际生产作业进度。因此,本文提出了二维切割排样的混合整数线性规划(Mixed-integer linear programming, MILP)模型,模型目标是以矩形板面积利用率和切割排样价值最大为目标,模型考虑了不超边界、不重叠、可正交旋转等限制。设计了启发式分组策略的求解算法:首先基于启发式把矩形块分组为不同组别的小矩形块,降低变量和计算规模;其次,采用混合整数规划精确算法对每个小矩形块进行切割排样。以经典Benchmark实验数据为例,将Gurobi分组与Gurobi、CutLogic2D、基于遗传算法和最低水平线算法的混合算法对比。实验结果表明,CutLogic2D综合求解质量和速度较好;Gurobi分组方法是一种启发式算法,总体上要稍差于CutLogic2D;遗传算法和最低水平线算法因是启发式算法且未使用分组策略,和Gurobi分别在部分算例上求解时间相对较长,达到了7 200 s,这是无法接受的。
  • 2025,57(5):999-1012, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.05.020
    摘要:
    研发具有安全关键特征的全权限数字化发动机控制(Full authority digital engine control, FADEC)软件是当前大飞机航空发动机控制系统研制的重要任务。本文工作面向大飞机FADEC软件研发中的需求分析与测试挑战,基于变量关系模型(Variable relation model, VRM)提出了对条目化自然语言描述的FADEC软件需求形式化建模、分析和基于模型测试用例生成的技术方法,并对FADEC中启动燃油控制软件(Start fuel control, SFC)功能实例进行了研究。研究包括对FADEC自然语言需求文档开展结构化预处理,生成领域概念库;通过需求规范化生成形式化建模框架;基于变量关系模型开展多范式的分析;基于需求模型自动生成测试用例;对FADEC需求建模分析中的领域特征问题进行总结分析等。本文对FADEC软件需求提供了建模与测试的工程经验。
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    2015,47(1):160-166, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2015.01.023
    [摘要] (5105) [HTML] (0) [PDF 4.62 M] (13791)
    摘要:
    针对微型轴流涡轮机面临的低展弦比、低雷诺数导致效率降低的问题,以某型200 kW微型燃气轴流涡轮发电机高压涡轮为研究对象,采用数值模拟方法开展了低展弦比下微型弯曲轴流涡轮叶片设计技术研究。对展弦比为0.88的涡轮静叶,分析对比了正弯和J型弯静叶对微型涡轮流场的影响,结果显示:正弯静叶顶部出口气流角较大,造成下游动叶叶尖泄漏损失增大,整体效率下降;而J型弯方案抑制了下游动叶叶背中径的流动分离,整体性能较原型有所提升。然后,研究了J型静叶弯高和弯角对涡轮性能的影响规律,结果表明:采用大弯高小弯角设计的J型静叶提高了静叶根部通流能力,同时合理分配了静叶通道内的负荷以及出口气流方向,对涡轮级流场的改善效果更佳。J型静叶弯高为1、弯角为+5°时,级效率达到0.852,流量为1.205 kg/s,较原型分别提高了0.77%和0.96%。
    2022,54(5):969-984, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.05.021
    [摘要] (2556) [HTML] (2903) [PDF 6.24 M] (9661)
    摘要:
    多电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,有效提高了飞机的燃油经济性、可靠性和维护性,已成为航空科技发展的重要方向。作为机载二次能源系统的核心,电力系统在多电飞机发展过程中起到了关键支撑作用。电力系统及其关键技术的创新发展是实现飞机综合性能提升和全局优化的必要基础。本文从多电飞机的基本概念与特点出发,分析对比了典型多电飞机的电力系统架构,在此基础上系统地总结了支撑多电飞机电力系统发展的关键技术,讨论了未来多电飞机电力系统高压、直流和智能化的发展趋势。
    2017,49(5):622-634, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.05.005
    [摘要] (7119) [HTML] (5314) [PDF 5.40 M] (9535)
    摘要:
    多电/全电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,电推进飞机进一步将电能用于飞行动力源,飞机电气化被认为是飞机机电系统与动力系统融合的重大革新,已经成为航空技术发展的重要方向。航空电机系统是支撑飞机电气化的重要基础。文中介绍了飞机电气化的基本概念和发展现状,阐述了电气化对飞机电源与用电设备的重要影响,重点论述了航空电机系统对飞机电气化发展的重要性及其面临的研究机遇与挑战。基于此,系统分析了适应飞机电气化发展需求的先进航空发电机与电动机系统,并进一步总结了支撑先进电机系统发展的关键技术,包括新型电工材料与器件、冷却技术、多物理场耦合分析方法与集成化综合设计理念。
    2017,49(2):212-218, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.02.010
    [摘要] (4503) [HTML] (4302) [PDF 807.81 K] (9475)
    摘要:
    依据直升机旋翼不平衡故障空间与多点机体振动空间存在一对一映射关系的理论,采用某旋翼试验台设置桨距不平衡、质量不平衡以及后缘调整片不平衡的方法获取试验数据。利用小波变换和神经网络处理直升机机体振动信号,并对直升机旋翼单故障和复合故障进行诊断。最终实现了一种利用小波变换处理机体振动信号诊断旋翼不平衡故障的方法。
    2017,49(1):1-16, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.01.001
    [摘要] (7783) [HTML] (6780) [PDF 2.86 M] (9357)
    摘要:
    首先概述了真空绝热板(Vacuum insulation panel,VIP)芯材、阻隔膜和吸气剂的研究现状,分析了不同芯材、阻隔膜和吸气剂对VIP的绝热性能和使用寿命的影响,并基于VIP的应用要求提出了适用于建筑用VIP的最佳结构,即多层金属(或氧化物)树脂复合阻隔膜包覆超混杂复合芯材和碳基氧化物复合吸气剂的VIP。该VIP不仅具有低热桥、阻气阻氧性能好的优点,还具备耐压、耐折、回弹性低、抗刺穿和耐老化的优良特性,充分发挥了纤维型VIP和颗粒型VIP的优点,同时完美结合了纳米涂层与树脂膜的优势,克服了颗粒型VIP易溃散、纤维型VIP易回弹、金属镀层缺陷大和树脂膜易刺穿的缺点。此外,碳基氧化物复合吸气剂的抗热辐射性能良好,可进一步提高VIP的绝热能力。最后指出研究和开发高性能、低成本的VIP将是未来研究工作的发展方向。
    2022,54(3):473-480, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.014
    [摘要] (2421) [HTML] (1678) [PDF 3.70 M] (9345)
    摘要:
    多维力传感技术是工业智能化发展重要支撑技术之一。本文研制了一种中等量程的轮辐构型的电阻应变式六维力传感器,其量程为:切向力±300 N、法向力±600 N、力矩±25 N·m。传感器外圈和中心台通过4组特设的应变梁连接。每组应变梁包括一对处于两侧的“L”形梁及一根居中的扁平梁,能够从结构上降低维间耦合。进一步通过贴片及组桥方案设计从理论上消除了各方向间的耦合。静态标定结果表明,该传感器的维间耦合小于1%、测量精度不低于1‰、过载系数超过300%、非线性度低于0.3%。瞬态冲击法动态测试表明,该传感器具有较好的动态性能。本文将该六维力传感器用于机械臂抛光打磨过程的力学测量和反馈控制,取得了优异的效果,证实了传感器的可用性和优越性。该传感器将促进中国六维力测试技术发展、助力现代工业智能化进程。
    2020,52(1):131-141, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.01.017
    [摘要] (2694) [HTML] (2759) [PDF 3.14 M] (9053)
    摘要:
    针对流动/酚醛树脂热解产物燃烧耦合数值模拟过程中使用详细化学反应机理带来的数值刚性问题,以保证计算精度要求,对酚醛树脂热解产物详细化学反应动力学模型进行简化研究。选取Chemkin-Pro中的良搅拌反应模型,对由53种组分325个基元反应组成的甲烷掺氢气详细化学反应动力学机理进行了敏感性分析和生产速率分析,得到包含15种组分15个基元反应的简化机理。结果表明:简化化学动力学模型能充分地再现详细基元反应模型的反应机理的主要特征,大幅缩短计算时间,进而用于高超声速条件下酚醛树脂热解产物引射及其对边界层扰动的计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)中。
    2016,48(6):789-795, DOI:
    [摘要] (4051) [HTML] (5127) [PDF 2.95 M] (8598)
    摘要:
    航空发动机减速器齿轮箱的振动与噪声问题已经成为影响其传动系统可靠性、寿命和工作环境的关键因素。本文对减速器齿轮箱系统的振动噪声机理进行了分析与总结,确定其主要来源及传递路径,为设计阶段的各主要影响参数的选择提供依据。同时给出了一种比较实用的减速器齿轮箱辐射噪声的预测方法,可实现齿轮箱的噪声水平的评估和相应的齿轮箱结构薄弱部位定位,为结构优化提供依据。
    2018,50(2):145-156, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2018.02.001
    [摘要] (5209) [HTML] (9432) [PDF 1.76 M] (8574)
    摘要:
    首先,对美国20世纪70年代以来各时期涡轴发动机发展规划及其性能演变过程进行了梳理,并分析了不同循环类型及循环参数的选择,进行了性能统计分析。然后,介绍了直升机/发动机一体化设计理论的基础与方法。最后本文提出新一代超低排放涡轴发动机的概念,指出降低总耗油量的同时提高功重比,才能实现超低排放。
    2015,47(6):785-791, DOI:
    [摘要] (7013) [HTML] (0) [PDF 1.55 M] (8483)
    摘要:
    简要介绍了国外深空探测发展态势和内涵,剖析了中国深空探测取得的成功经验与主要差距。然后重点结合中国发展现状和现实需求,提出了中国深空探测后续发展目标,梳理出后续任务需提前开展研究的核心技术。最后对中国深空探测的持续发展提出了建议。
    2016,48(3):303-309, DOI:
    [摘要] (6393) [HTML] (5706) [PDF 904.84 K] (8472)
    摘要:
    随着计算机、计算机辅助制造等技术的发展,数值模拟逐渐成为航空发动机设计手段之一。航空发动机燃烧室内是复杂的两相湍流燃烧过程,为了准确模拟这一过程,高精度两相湍流燃烧模型组成为航空发动机燃烧室设计师 必要的工具。本文从两相湍流数值模拟角度出发,对概率密度函数输运方程模型、火焰面模型和二阶矩模型这3种常用的燃烧模型的发展现状进行简要综述。
    2020,52(3):499-506, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.03.020
    [摘要] (1747) [HTML] (1524) [PDF 1.09 M] (8391)
    摘要:
    冲压空气涡轮作为飞机上的应急能源,能在出现紧急情况时提供电能,保证飞机上电传操控和电子设备的正常工作。本文以冲压空气涡轮为研究对象,基于机械运动原理对系统模型进行了简化,基于刚体假设,结合MATLAB软件从理论上研究结构在释放过程中的运动学问题。给出了冲压空气涡轮系统释放过程中各个关节空间位置的理论求解方法,得到了关节在空间中的运动轨迹和对应的速度时间曲线、加速度时间曲线,结果表明:冲压空 气涡轮系统的释放过程在1 s以内,释放速度较快,且各关节在释放初始阶段速度、加速度响应较大。本文的工作可为后期不同冲压空气涡轮系统构型的初步设计提供理论依据,指导冲压空气涡轮释放的仿真计算和试验。
    2015,47(4):553-558, DOI:
    [摘要] (3820) [HTML] (154) [PDF 487.36 K] (8170)
    摘要:
    航班计划编排的实质是对航空公司各种生产要素的优化配置,其优化程度直接影响航空 公司市场竞争能力。目前,航空公司在编排短期航班计划时过多地考虑了市场竞争,而忽略 了航班延误。文中兼顾市场竞争与航班延误控制,将航班延误控制纳入短期航班计划的编排 过程中。通过分析独立延误与波及延误特点,建立基于延误控制的短期航班计划编排模 型,并采用贪婪随机自适应搜索过程(Greedy randomized adaptive search procedure,GRA SP)算法对模型进行求解。最后,通过实例分析验证了所提方法的有效性。
    2017,49(3):325-339, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.03.005
    [摘要] (3119) [HTML] (5140) [PDF 5.91 M] (8004)
    摘要:
    理论上爆轰熵增较小,旋转爆轰发动机比常规的爆燃发动机具有更高的热效率和比冲。文中对旋转爆轰发动机的燃烧室结构、爆轰方式、推进性能、热测量和不稳定性等方面进行了研究。结果表明该发动机的实验和数值模拟研究在国内外已经大量开展,但实验数据不够全面,测量手段有限;而爆轰波自身特性给发动机可靠性设计提出苛刻要求,因此旋转爆轰发动机的应用还有待进一步研究和发展。最后,文中总结了旋转爆轰发动机面临的挑战,并指出该发动机在火焰稳定器和磁流体动力发电方面有一定的应用前景。
    2022,54(3):404-410, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.006
    [摘要] (1671) [HTML] (1279) [PDF 1.47 M] (7979)
    摘要:
    针对航天器产品恶劣工况对材料及连接方式高抗拉、抗剪强度力学性能的需求,设计试验验证了深低温至高温环境下真空钎焊与火焰钎焊试样拉伸与剪切性能:真空钎焊在-233 ℃条件下抗拉强度可达536 MPa、剪切强度可达260 MPa、-150 ℃时剪切强度300 MPa、常温剪切强度212 MPa,低温下剪切强度值更高且皆优于火焰钎焊对应温度下试样的结果。同时研究了真空钎焊工艺对合金钢40CrNiMoA材料性能的影响,真空钎焊工艺加工过程使材料本身抗拉强度下降约38%,表面硬度值下降约25%。并测量了真空钎焊试样200 ℃高温条件下抗拉强度为804 MPa,剪切强度为239 MPa。通过试验研究了不同焊接工艺对结构焊接后力学性能的影响,该试验结果对后续航天器结构设计工作具有一定的指导作用。
    2016,48(2):200-204, DOI:
    [摘要] (4400) [HTML] (4119) [PDF 793.15 K] (7914)
    摘要:
    为了研究桨叶高阶谐波变距对桨毂垂向载荷的影响,建立了基于独立桨叶控制技术的桨毂垂向载荷模型。假设桨叶刚体挥舞,采用Leishman-Beddoes(L-B)非定常气动力模型和Glauert入流模型计算旋翼气动力,求解桨叶挥舞动力学方程,计算桨毂垂向载荷。分析桨叶施加2Ω,3Ω阶变距谐波后桨毂垂向载荷的变化,总结高阶变距谐波幅值、相位对桨毂垂向振动载荷的影响规律。结果表明独立桨叶控制能有效降低直升机桨毂垂向振动载荷。
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