乘员救生推进系统的试验设备

乘员救生推进系统是弹射座椅的关键部件,在很大程度上决定了弹射座椅的升级模式。例如,第一代弹道式弹射座椅以弹道式弹射筒为主要特征;第二代火箭弹射座椅以助推火箭为主要特征。目前世界各国军用飞机普遍采用的第三代弹射座椅的推力系统有三种型式:一种是弹射筒和火箭包(椅盆下面)的组合动力;一种是弹射筒和椅背火箭的组合动力;第三种是火箭弹射器,它把弹射筒和助推火箭组合成一个整体,如ACES弹射座椅。位于美国马里兰州的美国海军陆战中心印第安分部(IHD/NSWC)负责美国三军乘员救生推进系统和推进作动装置的试验和验收。该分部装备有基斯特勒(Kistler)推力测量试验台、奥蒙德(Ormond)多分量推力试验台、高速电子记忆成像系统等先进试验设备。     

两级弹射筒与三级弹射筒座椅性能的对比分析

弹射筒作为火箭弹射座椅的一级动力,其作用是为人-椅系统弹射出舱提供一定初速。原三级弹射取消一段中筒后变为两级弹射筒,其弹射行程变短、出舱初速降低、出舱时间缩短,这些对座椅的弹射出舱性能以及弹射性能产生一定影响。本文对三级弹射筒和两级弹射筒从出舱受载、出舱姿态、总压信号采集、救生性能等方面特点进行了对比分析。通过试验数据和仿真结果的综合分析,认为采用两级弹射筒,座椅在出舱受载、出舱姿态等方面较三级弹射筒座椅得到了一定改善。     

高速弹射试验机的研制与验收试验

高速弹射试验机研制与验收试验从1976年开始到2001年止历时25年，大体分为三个阶段；第一阶段为飞机改装研制，性能计算与安全弹射范围计算，性能试飞与中速平飞弹射检验试验；第二阶段为弹射试验测试技术和弹射试验方法的研究，平飞大速度和俯冲状态弹射检验试验；第三阶段为扩大弹射使用范围，完成型号鉴定试验，同时进行平飞，俯冲，横滚，下沉和倒飞状态下弹射检验试验，本文着重介绍上述三个阶段中，歼教六飞机改装为高速弹射试验机的可行性，安全性，结构设计和改装等专题研究工作，并介绍空中弹射试验方法与技术研究方面解决的一系列关键问题，目前歼教六高速弹射试验机已经过弹射验收试验。并成功地应用于救生系统型号鉴定试飞中，这标志着我国救生系统空中弹射试验的技术能力，已经跻身于世界航空强国之列。     

弹射救生用人体数学模型

 利用人体弹射试验数据建立起人体动力学特性的数学模型(简称人体数学模型)。模型的动态响应特性分析可以解决一些与弹射有关的人体工程学问题。根据人体的最大动态超调,结合椎骨强度可确定人体耐受弹射加速度的限度。从防护角度出发,分析座垫对人体受力的影响和人体响应的时相特点而要求座垫厚度必需很薄。还提出改善弹射动力和确定测试系统性能指标的依据。将模型用于弹射实践可以减少人体试验,对人体安全和研制生产都极其有利。     

未来弹射救生系统对飞行试验的新要求

弹射座椅飞行弹射试验是验证新型弹射救生系统是否满足技战术指标的最终手段，世界航空强国都非常重视弹射试验机的研制和飞行弹射试验技术的研究。我国空中弹射试验机与国外弹射试验机在试验机飞行性能、飞行试验方法、测试技术方面相比存在一定差距。从弹射救生技术的发展看，研制新型弹射试验机是弹射救生技术发展的需要。文中提出用某型歼击轰炸机改装成为高速弹射试验机，能满足近来弹射救生系统发展的需要，也符合我国的国情。     

弹射座椅俯垫特性动态试验与分析计算研究

“弹射座椅座垫的人体工程学要求”座垫的鉴定一节规定,应根据人体动态响应大小鉴定座垫,用冲击或弹射的方式进行人体动态响应试验,用人体试验的方法对弹射座椅座垫进行鉴定,考虑到人体参数,座垫下的支撑物的差异和加速度传感器在人体骼部安装不便与测量误差等的影响,及人体试验对工程研制部门是困难和不便的,本文提出使用假人代替真人并将该试验系统简化为假人一座垫－一座椅系统模型,用弹射的方式进行试验,通过分析计算获     

某型弹射座椅鉴定试飞技术

某型弹射座椅是为某些飞机设计的新型救生系统，通过空中鉴定弹射试验，验证该座椅在实际条件下的工作能力和救生性能，6次空弹试验，先进行了平飞中速弹射试验，然后进行俯冲、横滚、下沉，倒飞和平飞大速度机动状态下的弹射试验，机动状态下的弹射试验在我国是首次进行，具有一定的风险性，课题组认真分析技术难点，使问题逐一解决，最终使鉴定弹射试验安全优势完成，试验证明，该座椅在机动状态下的弹射，工作程序正常，救生性能符合设计要求。     

微型飞行器气动布局的弹射试飞研究

提出了3种不同的微型飞行器气动布局方案：平直机翼、＂M＂形机翼和附加翼稍小翼的气动布局形式.设计、制作了无动力弹射模型和弹射发射平台.通过多次无动力弹射试验,对相关数据进行了对比分析,发现在上述3种气动布局形式中,以具有一定高度的翼稍小翼的气动布局形式为最好.     

过载与弹射速度关系研究及神经网络实现

 弹射速度是弹射座椅双态程序控制的主要输入参数之一,其和弹射高度一同决定了救生伞的开伞时间。试验发现,在某些特定的条件下,弹射速度的测量会出现较大误差从而严重影响弹射救生系统的救生性能。提出一种根据弹射座椅出舱瞬间人椅系统体轴 x 方向过载( n_x )值判断弹射速度的方法。建立了人椅系统出舱阶段的数学模型,在MSC.EASY5基础平台上开发了模块化的仿真模型,并基于批处理原理进行了求解器设计。通过数值仿真,建立了平飞状态不同弹射高度及弹射离机质量下体轴 x 方向过载值与弹射速度之间的关系曲线。利用基于误差反向传播算法的人工神经网络,即BP神经网络实现了输入向量（弹射高度及体轴 x 方向过载）到输出值（弹射速度）之间的连续非线性映射。分析了不利姿态参数对关系曲线的影响,在满足工程要求的情况下,可以忽略其影响。用本文方法判断得到的弹射速度与地面弹射试验数据进行了比较,结果表明误差满足工程要求,可以作为弹射速度测量的一种余度设计。     

基于Simulink的小型无人机弹射架性能仿真

建立弹射系统的动态模型,为弹射起飞提供可信度高的分析设计、仿真验证平台。文章以弹力弹射系统为研究对象,建立无人机弹射起飞过程动力学、运动学模型,基于Matlab/Simulink模块,对弹性元件弹力系数、导轨长度、离架速度等参数进行了系统分析。在仿真过程中,通过改变系统的不同参数,得到了这些参数对系统弹射性能的影响规律。合理的匹配这些参数,可使用此系统弹射多种型号的无人机,提高了效率,节省了试验资源和经费。同时为无人机弹射系统优化和设计研发提供了理论依据。     

进气角与注水规律对燃气-蒸汽弹射的影响

为了研究弯管进气角和注水规律对燃气-蒸汽弹射过程中流场和内弹道的影响,采用Mixture多相流模型，Renormalization group (RNG) k-ε湍流模型和动网格技术,建立了燃气-蒸汽弹射数值模型.通过与文献数据的对比,验证了数值方法的可靠性,分析了注水规律与弯管进气角度对燃气-蒸汽弹射过程流场和内弹道的影响.研究结果表明:当弯管进气角为60°时,燃气-蒸汽介质的能量能得到最大利用,发射筒内的温度分布较均匀；另外在同样的注水量下,缓慢注水导弹出筒时间相对较短,但波动较大；快速注水导弹运动平稳,但出筒时间较长.结果可为导弹燃气-蒸汽弹射动力系统的设计提供参考.      

两种多天线GNSS动态定姿方法的比较

针对移动载体对姿态的需求,对两种多天线GNSS动态定姿方法,即直接法和最小二乘迭代法进行了研究.分析了定姿的原理,给出了姿态解算模型.基于车载四天线GNSS的实测数据,分别用两种方法进行了姿态解算,并用同一运动平台高精度惯导给出的姿态作为参考值,对两种定姿方法的精度和可靠性进行了分析和比较.     

舰载机前机身结构地面弹射冲击响应

以舰载机前机身结构和前起落架部分构件为研究对象,分析其在地面弹射过程中,弹射力冲击下的动态响应。通过地面弹射模拟试验和刚柔耦合模拟对比分析,发现试验结果与模拟结果基本吻合,从而验证了地面模拟弹射冲击加载试验方法的可靠性及刚柔耦合模拟方法的可行性。由试验结果和模拟分析,可得出弹射过程中飞机前机身结构最大过载传递路径和应变分布,同时给出了前机身动态应力分布。地面弹射试验和模拟为舰载机的结构设计、强度校核以及整机弹射试验提供了参考依据。     

弹射救生数值仿真及不利姿态下救生性能分析

 国内弹射座椅救生性能预测分析主要依赖地面弹射试验。由于国内相关试验设备的缺乏,不利姿态下弹射座椅的救生性能很难通过试验获得,因此国内不利姿态下弹射座椅救生性能的分析研究比较薄弱。采用数值仿真的方法对弹射座椅的救生性能进行预测和分析,针对弹射座椅弹射过程的4个阶段分别建立了数学模型,其中自由飞阶段采用四元数法代替欧拉速率方程,以解决传统的六自由度方程出现的奇异性问题。采用四阶龙格-库塔法对数学模型进行求解,计算结果与地面弹射试验结果吻合较好。在此基础上,对某新型弹射座椅的弹射姿态轨迹进行计算,分析研究了弹射座椅在不利姿态下的救生性能,得到不利姿态下弹射座椅救生性能不佳的主要原因是座椅高速稳定性差以及飞机向下的牵连速度和飞机滚转角的影响,并根据分析结果提出了改善弹射座椅不利姿态下救生性能的基本方法。     

弹射座椅救生性能研究

针对座椅在铅垂面内弹射的简化模型,建立了系统的非线性运动方程,然后用推进阵面法建立了人－椅系统平面的非结构网络,并用Ｅｕｌｅｒ方程作为主控方程对某型座椅的气动阻 力系数,升力系数和气动力矩系数进行了验证性计算,最后对非线性运动方程在时域内进行积分,得到人－椅系统运动轨迹,运动速度和旋转角速度等性能参数,并与座椅弹射测试结果进行了比较分析,结果表明,用非结构网络计算的座椅气动特性与座椅吹风数据吻合,计算了弹射救生性能曲线与试验数据的趋势基本一致。     

基于粗糙集理论的证券分析系统数据融合

将粗糙集理论应用于证券分析系统,探讨了相容状况下基于粗糙集理论的数据处理方法,并给出了系统结构和融合方法。该方法以局部决策作为条件属性,融合中心采用粗集理论方法对局部决策进行处理,包括知识表达、化简,最后给出决策规则。从结果来看,采用该方法不需要先验概率,也不需要隶属函数,同时还可以去除冗余的局部决策,使系统的配置最优化、提高了系统的运行速度。     

穿盖弹射分析与虚拟仿真平台研究

建立了战斗机穿盖弹射救生动力学分析模型,并对穿盖碰撞过程涉及的理论问题进行了描述。通过瞬态动力学工具MSC Dytran仿真得到了人椅系统在穿盖过程中的动态响应以及座舱盖的破坏情况,并与试验进行了对比。在此基础上,以VC/MFC(Microsoft Foundation Class)为工具,借助OpenCASCADE虚拟成形技术,开发了飞机座椅弹射过程的仿真分析平台,具有一定工程使用价值。     

某型飞机操纵系统钢索滑轮组动摩擦特性研究

为研究某型飞机操纵系统国产钢索滑轮组与进口钢索滑轮组动摩擦特性的差异,在参考国内外相关文献资料和工程实践的基础上,就该操纵系统中拟采用的进口钢索滑轮组进行动摩擦特性的研究。运用经典力学理论的基本原理,通过与系统中正在使用的国产钢索滑轮组动摩擦特性的对比分析,并对试验中取得的数据运用Labview软件和频谱分析软件进行处理。结果表明:该进口钢索滑轮组的动摩擦力较小、刚度较大,符合工程设计的需要。研究结果为该型飞机操纵系统钢索滑轮组的设计改进提供工程依据。     

新型弹射装置弹射动力源虚拟仿真计算

通过对某新型弹射装置的工作原理分析,建立其物理模型并进行简化;以空气动力学、工程流体力学和动力学系统建模为理论基础,建立弹射机构的物理和数学仿真模型,并利用计算分析软件求得弹射机构的动态参数的变化规律,对弹射过程的动态参数进行研究,为设计新的弹射机构提供理论依据。     

直升机垂直飞行状态气动参数辨识方法研究

准确计算直升机的悬停升限依赖于诸如桨尖损失系数,非均匀旋翼诱导速度分布,旋翼下洗引起的直升机增重效应及发动机与旋翼之间的功率传递系数等气动参数的准确度。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象,准确预估以上气动参数有较大难度。本文提出了一种确定直升机垂直飞行状态上述气动参数的方法,该方法通过建立直升机垂直飞行状态的运动方程,实测直升机垂直飞行时的相关信息,采用参数辨识的方法得到直升机垂直飞行时的气动参数,然后,利用辨识结果确定直升机的悬停升限。结果表明该方法能有效地确定直升机垂直飞行时的气动参数及相应的悬停升限,且具有飞行试验简便,不受直升机装载和外界环境条件变化限制的特点。