五轴连续纤维3D打印机及其数控系统开发

为了解决传统三轴连续纤维3D打印复杂轨迹精确成型困难的问题,设计搭建了五轴连续纤维3D打印机,该3D打印机具有5个联动轴(XYZBC)以及1个树脂螺杆挤出装置辅助轴.针对典型的3D打印控制方案存在可联动轴数少、可扩展性差、实时性差等问题,对全软件型开放式数控系统进行了研究,并将其应用于连续纤维增材制造领域.基于开源数控...     

基于Patran的全机柔性模型研究及模态分析

以某型无人机研制为背景,采用MSC.Patran建立了全机柔性有限元模型Ⅰ。在模型Ⅰ的基础上,简化次要受力部件,建立了全机柔性有限元模型Ⅱ。运用模态分析方法,利用MSC.Nastran对两个全机柔性模型进行仿真模态分析,得到全机各阶固有频率和振型。通过比较两个模型的模态分析结果,得到了关于全机材料及结构方面的有益结论。提出的全机有限元简化模型及模态分析方法,为无人机全机结构动态特性试验和设计提供了参考。     

旋转向视展开坐标画法--绘制迴转体视图的新方法

工划线来说,其工作量都大为减少,而且表示也很清楚。见图1。实例2:绘制航空发动机的压气机机匣组合件压气机机匣组合件属迴转体,它的内外表面形状复杂,而且对尺寸、角度的精度要求又很高,若采用“旋转向视展开坐标画法”制图,恰好与数控坐标机床加工方法相吻合。这对于保证产品质量是很有利的。实例3:绘制航空燃气涡轮发动机外部系统管路图航空发动机整机的外部系统管路图,过去常用的画法是对每个系统都画出左、右、仰、俯视图,一台发动机有几个或十几个系统,其绘图工作量是可想而知的。即便如此,其各个视向也都很难以表示清楚,既不像轴测图…     

三角翼无人机受损升阻特性的数值模拟

使用CFD软件求解定常可压缩流动的质量加权平均N-S方程和S-A模型,数值模拟了无损无人机和受损无人机的绕流流场,揭示了马赫数和雷诺数对无人机升阻特性的影响规律,分析了不同位置、不同尺寸损伤孔对无人机升阻特性的影响规律.计算结果表明,机身受损对全机的升阻特性影响较小;机翼受损导致气流分离,严重影响全机的升阻性能,造成全机升力减小,阻力增大;尾舵位置受损对全机升力影响较大,对全机阻力影响较小.     

GDPP——一个实用的CAD软件包

 GDPP建立了飞机外形的快速设计、优化设计以及全机超音速面积律零升波阻分析计算、全机座舱360°视野检查及总视野包络图自动生成程序。设计计算采用交互方式进行,图形显示及绘图贯串于设计始终,使外形设计以工程分析为基础,优化设计为手段,大大提高     

张线支撑系统的同步测控技术及其应用

介绍了北航D4风洞发展的一套具有同步测控技术的张线支撑系统,该系统较好地解决了运输机后体气动特性研究中模型支撑与其气动干扰之间的矛盾。从功能上该张线支撑系统分为控制子系统与测量子系统两部分。首先,该张线支撑机构通过两个步进电机进行驱动,所以需要控制子系统对两电机进行同步控制,从而实现对试验模型迎角的精确控制。其次,该张线支撑机构的测量子系统实现了与北航D4风洞测压、测力、PIV等数据采集系统的联动,通过与控制子系统进行网络通信,可以进行在迎角序列下的同步测量,从而可以大幅度提高试验效率。最后,利用该张线支撑系统,在北航D4风洞进行了运输机后体流动特性的风洞试验研究,结果表明该张线支撑系统满足试验要求。     

虚拟座舱显示系统关键技术研究

根据实际飞行仿真系统中的任务需求,以国内外先进战机座舱显示系统开发经验为基础,结合虚拟现实技术,应用专业的图形开发平台,设计完成了一套“一平三下”的座舱显示系统。文中介绍了该虚拟座舱显示系统的组成结构,深入研究了下视显示子系统中无人机控制台的设计和雷达图像动态显示以及平视显示子系统开发中目标定位和与视景叠加等关键技术问题和解决方法。开发完成的虚拟座舱显示系统具有逼真程度高,实时性好,信息显示标准化、告警分类化,系统模块化、扩展性好等优点,尤其是下视显示系统中无人机控制站和雷达图像显示的开发,增强了飞行员态势感知能力,使该系统在国内同类系统开发中处于领先地位,并在实际仿真系统中得到了应用。     

太阳能无人机能源系统的初步设计方法

正太阳能无人机与燃料无人机、电动无人机的最根本区别在于能源系统,因为太阳能无人机在空中飞行过程中仅依靠太阳能电池阵列转换太阳光照辐射能来产生电能,而不用中途降落添加燃料或为电池充电,可以实现超长时间的空中巡航,在军事及民用领域都有很广阔的应用前景。太阳能无人机的能源系统直接影响全机的输出功率和质量,主要由太阳能电池阵列、锂电池、最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制器等部分     

数控线切割机床自动编程系统——接口转储子系统的设计与工程实现

数控线切割机床自动编程系统是经我校科技处立项的科研项目。数控线切割机床自动编程系统由接口转储子系统和编程软件子系统两部分组成。本文主要阐述接口转储子系统的功能、硬件配置、软件设计、系统调试及工程实现的方法。     

基于计算机软件的一种电磁兼容测试方法的研究

提出了一种对无人机的全机EMC试验方法。此试验方法区别于有人机的检查方式,通过计算机软件的辅助功能,解决在试验过程中无人机没有座舱显示的特性,实现人员与飞机状态的信息交互,并且精确查找到飞机动作的时间点、定位可能发生影响设备兼容性的干扰情况。其目的是考核全机设备与系统的电磁兼容性和自兼容性。     

基于S形进气道的全机溢流阻力数值仿真

为了获得采用复杂进气道飞机全机溢流阻力产生的原因及影响溢流阻力的因素,以采用基于S形进气道的无人机为研 究对象,对全机所受的气动阻力进行了分析,并给出数值计算方法;建立了带S形进气道模型的全机阻力求解方案,包括计算网格 及计算设置等;选取无人机某架次空中停车状态为研究对象,对进气道出口的总压恢复系数分布及溢流阻力进行计算,并与缩比 模型测压风洞试验结果及飞参辨识所获得的溢流阻力进行对比,验证了数值方法的可行性;针对流量系数、马赫数、迎角及侧滑角 对溢流阻力的影响进行分析,结果表明：当流量系数减小时,进气道内外的压力差及S形内管道的弯曲引起的逆压梯度变大,使得 捕获流管变细,从而导致附加阻力和溢流阻力均增大;当飞行马赫数增大时,发动机需求的流量增加,从进气道溢出的气流减少, 导致溢流阻力减小。从而确定对溢流阻力影响较大的2个主要因素为流量系数和马赫数。     

基于UML的无人机飞控系统建模

针对无人机飞控系统功能及其复杂而又难以比较全面的描述,提出利用面向对象统一建模语言UML对飞控系统进行建模,可直观地描述飞控系统,并可以从不同角度较全面地描述飞控系统。首先简要介绍了飞控系统的原理和功能,在此基础上,利用UML例图、类图、协作图、顺序图、活动图,分别从整体、静态、动态角度描述了飞控系统。使用这种方法对飞控系统建模可应用在无人机系统仿真建模中,对无人机系统仿真建模具有积极的研究意义。     

数控车削编程系统图素工艺信息自动输入模块的研究

根据NC车削自动编程系统的需要,为高效输入图形零件信息,实现数控编程的自动化,确定了基于回转体零件的数据结构(包括几何信息和工艺信息).通过求交算法实现各图素的特征提取和输入,客户可在屏幕上点选特征图素并同时输入其对应的工艺信息,随后通过动态绑定技术利用数据库来进行数据处理和储存.不同的特征图素将产生不同类型的表,可通过打开数据库的方式使零件图形输入并重现,最终实现输出系统所需的数据结构,提高了图形输入效率,为虚拟化数控加工仿真提供技术支撑.     

无人机系统的仿真建模研究

在对无人机系统概念分析的基础上，通过对无人机系统中各个子系统工作原理的分析，对其遥控遥测子系统中的通讯系统部分进行了数学建模，结合无人机本体的动力学模型，建立了其内外环飞行控制系统的数学模型，并进行了一个无人机空中徘徊待机对地压制攻击任务的仿真计算，结果表明，所建立的数学模型可以满足战术任务的要求。     

飞翼飞机开裂式阻力方向舵铰链力矩的预测

飞翼布局无人机开裂式阻力方向舵是一新型操纵面。文中对开裂式阻力方向舵对飞翼的航向操纵特性进行了分析,建立了舵面受力模型和全面的航向舵容量计算公式。通过全机风洞测力试验数据分析证实该模型合理、正确。依据该受力模型将舵面铰链力矩和全机受力联系起来,建立了一种新的通过全机测力试验数据预测开裂式阻力方向舵铰链力矩的实用方法。最后通过风洞测压试验结果得到阻力舵铰链力矩,并与预测结果进行了比较。两者最大相对误差为15%,且舵偏角越大,误差越小。40°舵偏时误差仅为2.5%。     

一种无人机局部路径重规划算法研究

提出了一种突发威胁体下无人机局部路径重规划的算法。首先根据不同威胁体的分布情况构造无人机的可飞航路集,用“改进型V orono i图”表示出来,采用D ijkstra算法求解初始粗略最短路径。在无人机飞行过程中,通过基于混合动态贝叶斯网络的切换线性动态系统模型感知环境,应用V iterb i解码算法确定突发威胁体的实时位置及威胁等级,再依据局部路径重规划原则进行寻优,最后应用三次平滑及序列二次规划方法获得实际可飞路径,并用M atlab仿真验证了算法的有效性。     

虚拟轴数控加工中心摆角精度的补偿

虚拟轴数控加工中心具有刚度高、惯量小、动态特性好的特点,可实现飞机大型铝结构件的超高速和高精度加工。由于并联机构运动学的非线性特性及各铰链间的藕合关系,使得并联三轴机床的摆角会产生误差。对ECOSPEED系列虚拟轴数控加工中心的sprint Z3型主轴头进行探索和研究,对其摆角精度进行补偿,达到了减少误差的目标。     

红外焦平面阵列相对光谱响应测试系统

由电子41所研制的红外焦平面阵列相对光谱响应测试系统采用单光路标准替代法进行测量，系统组成灵活并可扩展，配合自行研制的图形发生器，偏置，时钟驱动、数据采集子系统，可以满足不同被测器件的需要。     

基于涡格法的近程无人机气动优化与风洞实验验证

针对低雷诺数的近程无人机,利用涡格法（VLM）对无人机气动特性进行了加装翼尖小翼优化设计,并通过风洞实验进行了验证。首先给出了翼尖小翼的几何参数并分析其对全机气动特性的影响,其次利用涡格法对小翼进行气动建模和优选,针对无人机巡航状态给出了小翼优化结果,最后利用风洞实验对优化前后的无人机进行了吹风实验对比验证,实验结果表明,涡格法和风洞实验结果在线性段相符,涡格法能够较准确地描述和预测翼尖小翼特性,加装翼尖小翼后的无人机巡航状态升阻比提高12％,全机滚转阻尼加大,偏航阻尼变化很小。     

X型尾翼布局对无人机静稳定性的影响

针对某型无人机所采用的X型尾翼布局,利用求解三维Euler方程的数值计算方法,得到了不同尾翼夹角和安装角状态下的全机纵向及横航向力矩值,并以此分析和研究了X型尾翼的夹角和安装角对无人机纵向及横航向静稳定性的影响。在此基础上,根据飞机的静稳定性要求,确定了该型无人机的尾翼夹角及安装角。