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2024年第56卷第4期

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航空发动机控制系统及关键技术现状与展望

高亚辉，倪烨斌，姜成平，王欢，卢俊杰

2024,56(4):577-596, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.001

[摘要] (359) [HTML] (203) [PDF 4.91 M] (1687)

摘要：
航空发动机控制系统是航空发动机的安全关键系统，对发动机在飞行全包线范围内安全可靠产生推力或功率至关重要。本文阐述了航空发动机控制系统的演进历程，对架构设计、控制律设计、故障诊断与状态监视设计三大系统级关键核心技术以及仿真使能技术的发展情况进行总结分析，并对工程可应用性进行探讨，最后对未来的发展方向和重点研究内容进行展望，为新一代航空发动机控制系统设计提供一定参考。

磁帆推进技术研究综述

全荣辉，许明薇

2024,56(4):597-608, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.002

[摘要] (109) [HTML] (87) [PDF 1.27 M] (233)

摘要：
磁帆是一种基于太阳风等离子体的新型推进技术，它通过大尺度线圈产生磁场来偏折太阳风等离子体从而产生推力，在长周期行星际航行任务中具有重要的应用潜力。由于磁帆相比常规电推进具有更高的比冲和推功比，近几年随着木星等行星探测任务的发展，其逐渐成为行星际无工质推进技术的研究热点。本文介绍了磁帆推力的产生原理，阐述了磁帆小型化设计研究历程，总结了其数值分析和实验技术主要特点，比较了不同任务场景中磁帆的应用效果，最后提出磁帆的主要技术瓶颈及未来潜在发展方向，为我国磁帆技术研究提供参考。

高超声速带奇性轴外形热流准确预示的混合算法研究与应用

谭国灼，李沁，黄潇，翁谊辉，严攀，尤延铖

2024,56(4):609-621, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.003

[摘要] (94) [HTML] (84) [PDF 4.97 M] (173)

摘要：
准确的热流预示在超/高超声速复杂流动数值模拟是一个难点问题。当计算网格中出现奇性轴时，进一步增加了准确流场模拟、热流计算的难度。本文针对奇性轴在有限差分计算中出现的流场结构不稳定、热流预测误差大等难题，在通量重构方法的基础上，结合基于守恒变量的重构方法，提出了一种采用高精度格式计算带奇性轴问题的混合算法。该算法在奇性轴附近使用基于守恒变量的重构方法，有效反映奇性轴附近流场分布对奇性轴计算的影响，能够有效解决奇性轴问题。采用该混合算法并对比应用WENO3-JS和高分辨率WENO3-PRM1,12格式，本文对高超声速球头、HB-2、球钝锥及Apollo等外形绕流问题进行了数值模拟，结果表明：新方法能够有效解决含奇性轴问题计算中的流场结构不稳定问题，并且可以实现准确的热流预示。

分流通道对台阶型篦齿封严性能影响研究

董红伟，谭晓茗，张庆才，张靖周

2024,56(4):622-629, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.004

[摘要] (78) [HTML] (68) [PDF 2.86 M] (184)

摘要：
为提高涡轮级间篦齿的封严性能，设计了一种带分流通道的台阶型篦齿封严结构，研究了不同压比与转速下分流通道对篦齿封严泄漏特性和传热特性的影响规律，并与光滑篦齿进行对比。结果表明：在衬套上增设一个分流通道后，处于通道出口处的气流在离心力作用下被卷吸进通道，增强了篦齿的封严效果；分流通道的周向间隙率β越大，封严效果越佳，当周向间隙率β为3时，绝热壁面流量系数为13.47%，绝热壁面风阻温升为48.7 K；分流通道数量增加，篦齿的泄漏加剧；随着压比增加，密封泄漏量增大，分流通道可以引导核心射流回流，故泄漏量增速逐渐变缓而绝热壁面风阻温升增速加剧；当转速从3×10³ r/min增加到2.1×10⁴ r/min，气流摩擦耗散加剧，篦齿绝热壁面流量系数逐渐降低，绝热壁面风阻温升逐渐升高，分流通道对高转速下篦齿的封严效果提升显著。

带FLADE的ACE典型工况不同工作模式性能仿真分析

滕进华，王英锋

2024,56(4):630-638, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.005

[摘要] (74) [HTML] (76) [PDF 2.58 M] (196)

摘要：
为实现典型工况模式选取方案，针对一种带FLADE（Fan on blade）的自适应循环发动机展开研究。基于各部件气动热力学原理在MATLAB/Simulink平台建立了该构型3外涵模式整机计算模型。在此模型基础上，通过减少迭代变量与残差变量的思路，分析了该构型在节流过程中两种工作模式不同典型工况下的性能。仿真结果表明：在地面工况条件下，3外涵模式与单+第三外涵模式相比在低转速下推力较高，而高转速下则相反，地面大功率状态起飞可以采用单+第三外涵模式；对推力需求不高的亚声速巡航工况，可在飞机爬升后开启MSV（Mode selection valve）使发动机以3外涵模式工作。

基于注意力机制的火箭涡轮泵支承刚度辨识

苏越，许开富，金路，王伟，侯理臻

2024,56(4):639-649, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.006

[摘要] (100) [HTML] (95) [PDF 3.02 M] (149)

摘要：
作为重要的动力学参数，刚度辨识及预测对于涡轮泵动力特性具有关键意义，为此提出一种融合注意力机制和双向长短期记忆（Bi-directional long short-term memory， BiLSTM）网络的预测模型。将动力学响应融合输入，使用LSTM神经网络有效挖掘时序相关的历史特征。再将两层LSTM网络反向叠加组成BiLSTM模型，适应动力学信息复杂、序列冗长特点，深入挖掘参数间的非线性特征。随后引入Attention层，利用注意力机制获取特征分配权重，增强关键信息。最后通过某型涡轮泵的动力学数据训练辨识模型。结果表明，对于涡轮泵刚度特性，Attention-BiLSTM模型在序列数据处理方面具有显著优势，预测平均绝对百分比误差（Mean absolute percentage error， MAPE）可达2.194 5%。而单一结构的RNN、LSTM和BiLSTM模型的预测MAPE分别为10.497 7%、5.497 3%和2.798 6%。可见该方法有效避免了复杂的动力学反问题求解，实现了非线性参数的动态识别。

硝酸乙基铵推进剂燃烧骨架机理的构建和验证

邓梓健，彭惠生，杨天杭

2024,56(4):650-657, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.007

[摘要] (55) [HTML] (57) [PDF 1.77 M] (117)

摘要：
为得到适用于硝酸乙基铵（Ethylammonium nitrate， EAN）推力器燃烧数值模拟的燃烧机理，以包含EAN蒸发产物硝酸和乙胺的详细化学反应机理为基础，构建了EAN详细燃烧机理，采用生产速率（Rate of production， ROP）分析以及敏感性分析相结合的方法对详细机理进行简化，得到了包含82组分291反应的EAN燃烧骨架机理。分别使用两种机理对乙胺着火延迟时间、层流预混火焰中组分分布以及在激波管内反应过程中组分分布，硝酸在激波管内反应过程中组分分布进行了数值模拟，通过比较实验数据和模拟结果，对详细机理和骨架机理进行验证。验证结果表明：骨架机理的模拟结果与实验数据以及详细机理的模拟结果一致，表明了EAN燃烧骨架机理的准确性。得到的骨架机理为EAN推力器燃烧数值模拟提供了反应机理模型。

带同轴引气激光制孔中的气动特性分析

崔子健，张庆才，谭晓茗，张靖周

2024,56(4):658-667, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.008

[摘要] (79) [HTML] (61) [PDF 3.96 M] (131)

摘要：
针对锥形激光加工器在航空发动机热部件冷却孔加工过程中的吹渣效果，研究了射流冲击孔板附近的流场特性及其影响因素。针对同轴高压气体撞击带盲孔平板的射流结构，采用数值模拟方法，分析了不同进气压力p_int（0.2~1.5 MPa）、射流间距H/D_e（3.6，5.6，7.6）和冲击角度α（30°，45°，60°，90°）对盲孔附近气体动力学性能的综合影响。研究结果表明，当H/D_e为3.6时，随进气压力的增大，盲孔附近的气体动力学性能呈现先逐步提高后剧烈下降的趋势，较好工作压力为1 MPa；当射流间距H/D_e达到5.6及以上时，适当地增大喷嘴压力可以提高盲孔附近气流的气动水平，但提升有限。随着冲击角度α减小，盲孔内流出质量流量逐渐增大，α为30°时较垂直射流提升约11倍，但在冲击表面上气体的剪切流动随冲击角度减小逐渐变弱。

航空发动机滑油消耗率计算与预测方法

张振生，蔡景，张瑞，张航源

2024,56(4):668-676, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.009

[摘要] (93) [HTML] (90) [PDF 2.25 M] (239)

摘要：
针对航空发动机滑油箱油量测量值易受多个参数影响导致滑油消耗率难以计算和预测的问题，提出了一种改进的滑油量数据提取规则和滑油消耗率预测方法。基于密度聚类算法（Density-based spatial clustering of applications with noise， DBSCAN）等方法对发动机数据进行了清洗，获取平稳飞行状态下滑油量数据。使用最小二乘法对滑油量进行拟合，得到了滑油消耗率，平均拟合优度达到了0.86。在此基础上，利用多层感知器（Multi-layer perception， MLP）建立了滑油消耗率与飞行状态参数之间的关系，预测结果与实际值的平均绝对百分比误差为1.15%。本文提出的方法能够满足实际工程需求，为评估航空发动机滑油系统的健康状况提供了可靠参考。

改进DBSCAN的自动工作模态分析方法

孙嘉宝，康杰，董自瑞，季红侠，罗杰，刘晓腾

2024,56(4):677-686, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.010

[摘要] (67) [HTML] (38) [PDF 2.53 M] (146)

摘要：
为解决随机子空间法在模态参数识别过程中自动性差、虚假模态难以识别剔除等问题，提出一种新的模态参数辨识方法。采用协方差驱动的随机子空间法（Covariance-driven stochastic identification， SSI-COV）识别系统的模态参数；根据软硬准则初步剔除虚假模态并绘制三维稳定图；对基于密度的带噪声的空间聚类算法（Density-based spatial clustering algorithm with noise，DBSCAN）进行改进，自动确定敏感参数ε，并对候选模态进行聚类分析；对每一簇类模态，计算模态质量评价准则（Modal quality assessment criterion，MQAC），制定筛选准则，自动剔除虚假模态并识别真实模态。利用本文方法对桁架结构、广州塔、Z24桥实例进行模态参数识别验证，结果表明该方法可实现典型工程结构的自动工作模态分析，可有效剔除非白噪声激励及测量噪声导致的虚假模态。

低雷诺数翼型多目标优化设计研究

刘宇琪，夏天宇，董昊，程克明

2024,56(4):687-697, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.011

[摘要] (80) [HTML] (59) [PDF 3.80 M] (229)

摘要：
为消除低雷诺数下对称翼型小迎角范围内的气动力非线性现象，基于高斯过程回归模型及NSGA-Ⅱ多目标遗传算法并耦合RANS的数值方法建立了低雷诺数翼型优化设计程序，以多个状态下小迎角范围内的平均巡航因子为目标函数开展翼型优化设计。结果表明：优化翼型具有明显的几何凸起，有效改变了分离泡的位置和类型，进而显著改善翼型气动特性，Re=4×10⁴时小迎角范围内的升力系数非线性现象基本消失。进一步分析发现优化翼型的凸起增强了壁面的对流影响和来流抵抗逆压梯度的能力，进而改善了翼型的气动特性。

小型巡飞弹螺旋桨气动优化设计

吴超，李海城，许建华，王欢，尚云斌，金阳

2024,56(4):698-704, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.012

[摘要] (91) [HTML] (103) [PDF 1.60 M] (211)

摘要：
小型巡飞弹螺旋桨桨叶尺寸较小，桨毂占比较大，螺旋桨性能易受桨毂影响。小型巡飞弹实际飞行螺旋桨转速偏高，航时不够，且螺旋桨风洞试验测试结果、设计计算结果以及实际飞行数据差异较大。针对计算结果不吻合的问题，开展了试验构型的数值模拟，结果表明桨毂产生较大的负拉力和扭矩，是造成螺旋桨效率下降、转速上升的主要原因。根据计算结果，本文给出了巡航工况下桨毂拉力及扭矩的修正公式及螺旋桨优化设计思路。针对试验数据不吻合的问题，设计了巡飞弹推进系统风洞试验，成功解决了来流干扰，获得了准确的测试结果。为了提升螺旋桨效率，根据螺旋桨涡流理论推导了螺旋桨计算模型，以巡航工况效率为优化目标，爬升工况推力及反扭矩为约束条件，利用遗传算法工具箱开展了螺旋桨气动外形优化设计，并通过推进系统风洞试验进行了验证。试验结果表明优化设计有效，巡飞工况下螺旋桨效率提升了17.2%。

GNPs改性环氧3D编织复合材料导热特性研究

徐焜，侯辰辉，程云浦，钱小妹，严刚

2024,56(4):705-711, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.013

[摘要] (60) [HTML] (33) [PDF 3.29 M] (168)

摘要：
石墨烯纳米片（Graphene nanoplatelets，GNPs）改性3D编织复合材料将GNPs与编织物有机融合，有望协同提高材料导热特性。然而，3D编织复合材料内胞和表胞呈现出不同的导热特性，加之GNPs的协同改性作用，增加了材料导热特性研究难度。本文紧扣GNPs改性3D编织复合材料细观结构特征，以GNPs改性树脂等效热导率表征为基础，基于周期性温度边界条件，构建材料的多胞有限元热物理分析模型，详尽研究了GNPs含量、编织角和纤维体积分数等对各胞元热导率的影响规律。分析表明：随着GNPs含量增加，3D编织复合材料导热特性逐步提升。随着编织角增加，GNPs改性3D编织复合材料横向热导率迅速增加而纵向热导率下降；同时，GNPs改性3D编织复合材料热导率随纤维体积分数增加而提升。上述规律为GNPs改性3D编织复合材料导热性能设计提供了坚实的理论基础。

冷冻砂型数控加工气动辅助精确排砂方法

刘亲将，单忠德，杨浩秦，施建培，梁校

2024,56(4):712-722, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.014

[摘要] (54) [HTML] (54) [PDF 7.15 M] (146)

摘要：
在冷冻砂型数控（Computerized numerical control，CNC）加工过程中，有效排出切削砂坯产生的砂粒是确保砂型成形质量的关键技术之一。本文基于计算流体力学方法，对环绕阵列式射流喷吹的排砂方式进行了数值模拟，分析了射流流量、靶距、俯角和口径对型腔周围流场的影响。设计数控加工正交实验并对排砂率进行了极差分析，验证了仿真的结果。研究表明，环绕阵列式高速射流在刀具柱面和型腔壁面上会形成稳定贴附，输送砂粒的主要区域为射流在型腔壁面形成的“排砂区”。仿真与实验结果均表明最佳排砂工艺参数为射流流量30 L/min、靶距45 mm、俯角65°和口径2 mm，其中射流流量的影响最为显著，其次是射流喷嘴口径、俯角和靶距。本文结果可为排砂装置及工艺参数优化提供指导。

完全各向同性的Stewart型六维加速度感知机构构型综合

张显著，尤晶晶，姜杰凤，张缘为，李成刚

2024,56(4):723-730, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.015

[摘要] (57) [HTML] (49) [PDF 1.41 M] (142)

摘要：
各向同性是六维加速度感知机构的重要性能指标之一，决定了传感器的测量精度。为获得感知机构的完全各向同性，提出了一种新的构型综合方法。首先，运用Newton-Euler法并基于支链之间固有的尺度约束关系，构建了Stewart型六维加速度感知机构的正向解耦方程。其次，剖析了感知机构的各向同性与正向解耦方程中输入矩阵条件数的关联，以及支链位姿与输入矩阵的映射关系。创建了完全各向同性感知机构的构型综合步骤。最后，遵循该步骤，综合出“12-6”式Stewart型六维加速度感知机构，并开展了虚拟实验。将添加0.100%随机扰动和零扰动这两种情况相比较，结果显示，六维加速度的最大引用误差为0.169%，也即输入、输出误差的放大倍数仅为1.69。这表明，新构型具有优异的各向同性性能。

基于区块链技术的航空装备质量溯源系统

侯德飞，张永红，李守伟，田德红

2024,56(4):731-740, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.016

[摘要] (97) [HTML] (54) [PDF 2.55 M] (174)

摘要：
航空装备质量信息管理是航空装备制造业的关键环节，直接影响航空装备的安全性与稳定性。为了解决航空装备质量信息溯源的难题，本文基于区块链技术，设计了航空装备质量全生命周期溯源机制以及航空装备质量管理的联盟链网络结构，实现了航空装备质量信息的安全存储和信息共享。同时，采用信息技术数据溯源描述（Provenance vocabulary，ProVOC）模型构建了航空装备质量全生命周期信息链，记录了航空装备在设计、生产、运输、维修、使用以及报废各个阶段的质量信息。最后，设计基于区块链技术的航空装备质量溯源系统架构以及溯源操作流程。本研究为航空装备质量信息管理提供了一种新的解决方案，有助于提升航空装备质量管理水平，增强航空装备的性能和可靠性。

基于复杂网络的空中交通流量短期预测

王飞，魏林琳

2024,56(4):741-749, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.017

[摘要] (62) [HTML] (58) [PDF 1.54 M] (190)

摘要：
为合理预测空中交通流量，结合复杂网络链路预测进行研究。首先，将时间序列转化为可视图得到拓扑特征量，然后结合基于局部信息、路径和随机游走的算法，比较在三亚不同扇区内的预测精度，发现RWR0.85算法预测精度最高。由于链路预测只能预测可能存在的连边，不能预测节点，因此引入D-S证据理论预测流量值，预测精度最高可达99.85%。结果表明，复杂网络链路预测结合D-S证据理论进行空中交通流量的预测是可行有效的，为进一步深入研究奠定了基础。

多源信息融合的飞行器大气数据估计算法

段镖，徐尤松，张勇

2024,56(4):750-755, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.018

[摘要] (90) [HTML] (87) [PDF 1.06 M] (231)

摘要：
针对飞行器在高速飞行时受气流干扰、惯性高度易发散等问题，从传感器数据融合角度出发，提出了容积卡尔曼滤波（Cubature Kalman filter， CKF）融合嵌入式大气数据观测系统和惯性导航系统（Inertial navigation system， INS）估计飞行器实时大气数据的算法。算法使用非线性方程对惯性系统、卫星定位系统和大气系统间的关系建模，结合传感器的数据，计算飞行器速度和高度，进而估算出迎角和侧滑角等参数。实验结果显示：本文所提出的方法在估计气流角和马赫数方面具有较高的精度和较强的稳定性。

基于协调学习的分布式协同抗干扰方法

单靖原，曹昕莹，阮朗

2024,56(4):756-766, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.019

[摘要] (103) [HTML] (44) [PDF 2.01 M] (208)

摘要：
针对强干扰和有限频谱资源的分布式信道接入场景，设计快速高效的动态信道接入方法，以实现有效的抗干扰通信性能。首先将干扰源信号设计为协调信号，从而将该分布式频谱接入问题构建为基于相关均衡（Correlated equilibrium， CE）的博弈模型。为有效解决不同干扰模式带来的收敛性能问题，设计了信号计数器（Event counters， ECs），根据干扰信号的特征对协调信号进行改进，构建了一种基于协调学习的分布式协同抗干扰方法，有效加速了CE点的生成。基于上述方案，设计了相应的基于协调信号优化的分布式信道接入抗干扰算法。仿真效果表明，所提方法能够有效完成分布式协同抗干扰及信道接入，实现更优的全网通信性能和公平性；在面对随机干扰时，能够在保证不丢失公平性的前提下实现更为快速有效的全网通信性能。

基于分片传递函数法的声振耦合

金鹏飞，史治宇，向育佳

2024,56(4):767-772, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2024.04.020

[摘要] (69) [HTML] (90) [PDF 1.80 M] (184)

摘要：
强耦合条件下，复杂系统的有限元分析受到自由度的影响计算成本高昂。虽然模态叠加技术能减少耦合系统的自由度，但基于忽略不同子系统间高阶模态和低阶模态耦合作用的假设，若使用非耦合模态可能导致收敛性差。基于无阻尼声振耦合方程，本文采用分片传递函数法（Patch transfer function method， PTFM）将耦合面处理成一系列独立的分片，每个分片上所属单元节点值的平均值定义为分片传递函数，通过使用连续性关系计算耦合系统的分片传递函数。将耦合矩阵的求逆简化为源点到响应点的传递函数，可以快速计算耦合系统响应值。分别利用直接耦合法（Direct coupling method， DCM）和分片传递函数法计算板和空气声腔耦合模型，验证分片传递函数法的有效性，并讨论了分片传递函数的算法原理和计算误差。

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低展弦比微型轴流涡轮弯叶片设计

谢婕夏晨张远森等

2015,47(1):160-166, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2015.01.023

[摘要] (4485) [HTML] (0) [PDF 4.62 M] (12832)

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%。

基于小波变换和神经网络的直升机旋翼不平衡故障诊断方法

徐永勤高亚东李清龙

2017,49(2):212-218, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.02.010

[摘要] (4085) [HTML] (3063) [PDF 807.81 K] (8597)

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。

飞机电气化背景下的先进航空电机系统

张卓然于立李进才陆嘉伟

2017,49(5):622-634, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.05.005

[摘要] (6479) [HTML] (3020) [PDF 5.40 M] (8323)

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。

真空绝热板技术的研究现状及发展趋势

陈照峰张俊雄王伟伟沙李丽胡雅沈胜李承东叶信立

2017,49(1):1-16, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.01.001

[摘要] (6980) [HTML] (4066) [PDF 2.86 M] (8278)

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。

阻力伞拉直过程的影响因素分析

王从磊，孙建红，俞东明

2013,45(2), DOI:

[摘要] (5624) [HTML] (0) [PDF 414.81 K] (8109)

摘要：

变体飞行器LPV建模与鲁棒增益调度控制

殷明，陆宇平，何真

2013,45(2), DOI:

[摘要] (5665) [HTML] (0) [PDF 407.82 K] (8052)

摘要：

一种低耦合高精度六维力传感器设计及应用

宋逸，段晋军，相立峰，李晨，姚举禄，戴振东

2022,54(3):473-480, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.014

[摘要] (1011) [HTML] (879) [PDF 3.70 M] (7853)

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。

航空发动机齿轮减速器振动噪声机理及其辐射噪声预测方法

丁文强吴玉萍魏巍谢俊岭

2016,48(6):789-795, DOI:

[摘要] (3612) [HTML] (3621) [PDF 2.95 M] (7629)

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。

中国深空探测现状及持续发展趋势

孙泽洲，孟林智

2015,47(6):785-791, DOI:

[摘要] (6148) [HTML] (0) [PDF 1.55 M] (7597)

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。

航空发动机燃烧室湍流两相燃烧模型发展现状

金捷刘邓欢

2016,48(3):303-309, DOI:

[摘要] (5858) [HTML] (3863) [PDF 904.84 K] (7504)

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。

冲压空气涡轮释放过程运动学分析

马智勇，邓健，周光明

2020,52(3):499-506, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.03.020

[摘要] (1120) [HTML] (1182) [PDF 1.09 M] (7433)

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。

涡轴发动机发展与技术趋势

葛宁

2018,50(2):145-156, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2018.02.001

[摘要] (4419) [HTML] (7589) [PDF 1.76 M] (7424)

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。

多电飞机电力系统及其关键技术

张卓然，许彦武，姚一鸣，于立，严仰光

2022,54(5):969-984, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.05.021

[摘要] (876) [HTML] (1254) [PDF 6.24 M] (7315)

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。

一种稳定的浸没边界-格子波尔兹曼方法

2013,45(3), DOI:

[摘要] (2356) [HTML] (0) [PDF 579.02 K] (7281)

摘要：

航空公司短期航班计划编排模型及算法

张海峰胡明华

2015,47(4):553-558, DOI:

[摘要] (3251) [HTML] (154) [PDF 487.36 K] (7143)

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。

旋转爆轰发动机的研究进展

王宇辉何修杰

2017,49(3):325-339, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.03.005

[摘要] (2519) [HTML] (2722) [PDF 5.91 M] (7045)

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。

独立桨叶高阶谐波变距对旋翼垂向载荷的影响分析

徐海王华明杨仁国

2016,48(2):200-204, DOI:

[摘要] (3954) [HTML] (3056) [PDF 793.15 K] (7027)

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。

酚醛树脂热解产物高温燃烧详细化学反应机理简化

王丽燕, 王振峰, 陈伟华, 檀妹静, 袁野, 纪兵兵

2020,52(1):131-141, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.01.017

[摘要] (1793) [HTML] (1898) [PDF 3.14 M] (7009)

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。

圆柱相控阵天线的功率分级和极化控制

2013,45(3), DOI:

[摘要] (2309) [HTML] (0) [PDF 874.39 K] (6890)

摘要：

硬质合金与结构钢钎焊结构低温力学性能试验

高泽，刘博，郑立彦，王国欣，莫桂冬，孙启臣

2022,54(3):404-410, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.006

[摘要] (793) [HTML] (568) [PDF 1.47 M] (6832)

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。