信息物理融合系统及其在航空制造业应用展望

信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是当前国内外研究的热点,是实施智能化制造的核心技术。阐述了CPS的定义、原理和特点,并就CPS在航空制造业的应用前景和发展路线进行了分析。     

社群化工厂的内涵、体系架构与运行逻辑探讨

在当前社群化制造背景下,结合信息物理系统CPS与社交网络技术,提出一种信息-物理-社交互联的、面向个性化产品生产的社群化工厂概念。给出了社群化工厂的相关定义,研究了社群化工厂的体系架构与运行逻辑,进而讨论了社群化工厂的关键使能技术。通过一个案例验证了社群化工厂实施的可行性。社群化工厂对揭示社群化制造在制造节点层面的组织形态、配置机理、运行逻辑等方面具有指导意义,并为未来工厂的构建提供了一种思路。     

CPS技术及在航空工业中的应用

从系统的视角分析CPS的演进和发展,提出CPS呈现出系统之系统的架构新趋势;对CPS的5C架构进行了逐层分析,剖析CPS的内涵和特征;从系统要素和业务分层两个维度分析航空CPS的架构,指出提炼业务智能和制造智能是实施航空CPS的核心;提出架构方法和系统工程方法是实施航空CPS的核心方法;基于对航空CPS应用现状的分析,对航空工业CPS云的架构和规划进行了展望.     

工业4.0变革中的民用飞机研制模式探索

<正>工业4.0最早由德国提出,旨在借助物联网等新兴技术手段,在信息物理融合的基础上,打造由智能化的机械、存储系统和生产手段构成改为应用于智能工厂的"网络物理融合系统"(Cyber-Physical Systems,CPS),成为新一代工业生产技术的供应商和主导核心力量,进一步提高全球竞争力。工业化是人类社会赖以发展的支柱之一,历史上经历了以机械化、电力和信息技术为代表的3次工业革命,极大地推动整个工业文明跨入现代化进程。随着工业化和信息化     

周界报警系统在民航机场中的应用

一、概述 周界报警系统是飞行区安全防范的第一道屏障，是通过设置在物理围界上的报警传感器收集报警信息，通过联动广播系统、监控系统、灯光系统实施分区自动广播、报警现场录像、启动灯光等动作的一套飞行区安全防范系统。     

基于网络演算的多窗口分区可调度性分析

ARINC653-2规范定义综合模块化航空电子（IMA）实时操作系统采用分区和任务两层调度方案,在该框架下的任务可调度性分析是保证航空电子系统实时性、可靠性的关键。目前的可调度性分析无法计算多窗口分区下任务最大响应时间（WCRT）。为此,基于网络演算模型对服务能力的封装,定义处理平台服务曲线为平台所能提供计算资源的服务函数,定义分区任务到达曲线为分区任务对平台计算资源的需求函数。分析处理平台的服务曲线和分区任务的到达曲线,计算得到任务的最大响应时间,继而进行可调度性判断,由此从服务能力和服务需求角度诠释分区系统任务最大响应时间分析的物理意义。设计了主时间框架下分区包含多个激活窗口的验证案例,结果表明：本方法可以得到与传统WCRT分析同等的精度,并且能够准确计算分区包含多激活窗口条件下的任务最大响应时间,实现了网络演算视角下分区系统可调度性的解释。     

信息物理系统在航空领域中的应用

面向航空电子系统的新需求,对信息物理系统在机载领域的应用进行了探索。通过研究信息物理系统的基本概念和特征,提出机载信息物理系统的简化模型,分析需解决的关键技术,肯定了信息物理系统在航空领域应用的可行性。     

基于CPS的特殊阵列式元件配装

随着某些特殊阵列式器件精度要求的提高,其中单个元件的细小差异将对阵列整体性能带来极大的影响,使元件安装时不再具有互换性,因此需针对元件具体参数信息调整阵列分布.传统的生产方式,需通过手册查阅零件信息,不断的调试、组装,其过程过度依赖工人经验,错误率高,难以实现最优化配装.为此,提出了一种基于赛博物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的阵列式器件配装辅助系统,将物理空间与信息空间相融合,使阵列式器件配装更加自动化和智能化,极大地提高了安装效率,降低了错误率.     

机载分区操作系统形式化建模及验证研究

分析和总结了国内外在机载分区操作系统建模及验证方面的研究成果,指出了存在着验证工作不充分性、建模与验证方法单一性等问题;提出了从"设计后验证"到"Correct-by-Construct"、从规约模型到契约模型、组合运用多种形式化建模三种分区操作系统建模及验证的新思路,以期对未来研究者有所借鉴。     

分区操作系统远程系统浏览器

满足ARINC 653标准的嵌入式实时分区操作系统内部提供了多种系统对象,远程系统浏览器是系统开发者在宿主机端查看这些系统对象的最简便快捷的开发工具。描述了分区操作系统信息组织形式和远程信息协议及远程系统浏览器的工作流程。提出了一种基于Eclipse和RSE的远程系统浏览器的系统结构,以及各结构部分的功能。方便系统开发者在宿主机端交叉开发在目标机上运行的分区操作系统系统软件及应用软件。     

有翼高超声速再入飞行器气动设计难点问题

有翼高超声速再入飞行器是近年来的研究热点,气动设计是飞行器设计的关键。为了更清楚地认识有翼高超声速再入飞行器气动设计的难点问题,对有翼高超声速再入飞行器的发展、优势及总体任务剖面进行了介绍,从5个方面详细介绍了该类飞行器气动设计的难点问题,包括多约束复杂面对称气动布局设计、高温真实气体效应对气动特性影响、天地差异与天地换算方法、反作用控制系统(RCS)喷流干扰对气动特性的影响以及气动数据不确定度等,简要阐明了这些难点问题对总体设计的重要性以及初步的解决思路,为有翼高超声速再入飞行器气动设计提供了一些参考。     

Simulation and Analysis of Crashworthiness of Fuel Tank for Helicopters

Crashworthiness requirement of fuel tanks is one of the important requirements in helicopter designs. The relations among the protection frame, textile layer and rubber layer of the fuel tank are introduced. Two appropriate FE models are established, one is for an uncovered helicopter fuel tank without protection frame, and the other is for fuel tank with protection frame. The dynamic responses of the two types of fuel tanks impinging on the ground with velocities of 17.3 m/s are numerically simulated for the purpose of analyzing energy-absorbing capabilities of the textile layer and protection frame. The feasibility of the current crashworthiness design of the fuel tank is examined though comparing the dynamic response behaviors of the two fuel tanks.     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

突破技术趋同，波音再现竞争优势

 波音公司面临着来自空客公司的巨大挑战,企业战略性创新才是公司成功的关键。为此波音公司的全部战略性研究集中在扩大产品的差异性上,体现在3个方面：电子化（e-Enabled）运营环境、整体复合材料机身部件的制造技术和支持波音787客机的全球协同环境（GCE）。     

The effect of inlet conditions on the flow and heat transfer in multiple rotating cavity with axial throughflow

This paper discusses experimental results from two different build configurations of a heated multiple rotating cavity test rig.Measurements of heat transfer from the discs and tangential velocities are presented.The test rig is a 70% full scale version of a high pressure compressor stack of an axial gas turbine engine.Of particular interest are the internal cylindrical cavities formed by adjacent discs and the interaction of these with a central axial throughflow of cooling air.Tests were carried out for a range of non-dimensional parameters representative of high pressure compressor internal air system flows(Re up to 5×106 and Rez up to 2×105).Two different builds have been tested.The most significant difference between these two build configurations is the size of the annular gap between the(non-rotating) drive shaft and the bores of the discs.The heat transfer data were obtained from thermocouple measurements of surface temperature and a conduction solution method.The velocity measurements were made using a two component,LDA system.The heat transfer results from the discs show differences between the two builds.This is attributed to the wider annular gap allowing more of the throughflow to penetrate into the cavity.There are also significant differences between the radial distributions of tangential velocity in the two builds of the test rig.For the narrow annular gap,there is an increase of non-dimensional tangential velocity V/Ωr with radial location to solid body rotation V/Ωr=1.For the wider annular gap,the non-dimensional velocities show a decrease with radial location to solid body rotation.      

基于弯曲激波压缩系统的高超声速进气道反设计研究进展

总结了近十年来弯曲激波压缩研究的主要成果。提出了弯曲激波压缩系统的新概念,即利用特殊设计的楔形弯曲压缩面或空间弯曲压缩面,产生一系列与前缘弱激波相互交汇或叠加的压缩波系,从而使前缘激波弯曲,形成特殊的弯曲激波,它与波后的等熵压缩波来共同完成对气流的压缩。在此基础上,实现了由给定出口气动参数的超声速内流道反设计,实现了由给定压缩面压力分布和给定压缩面马赫数分布要求的型面反设计,实现了由给定激波波面的压缩型面反设计。研究证明,弯曲压缩面-弯曲激波压缩系统具有良好的综合气动性能,为高性能高超声速进气系统的气动设计提供了一种全新的设计方法。     

临近空间飞行器测控与信息传输系统频段选择

 临近空间飞行器是高性能信息化武器平台,测控（TT&;C）与信息传输系统是其信息保障的核心,而选择合理、可行的频段是展开系统设计的前提和基础。频段选择影响到整个技术方案的制定,是一个需综合考虑、影响深远并具有战略意义的关键问题,从国际电联（ITU）国际标准、高速数传、接收信噪比（SNR）、“三抗”、超视距中继、黑障、雨衰以及设备研制成熟度8个方面全面、细致论证了近空间平台测控系统的频段选择问题,最终得出在视距链路中以Ka频段为宜,在超视距链路中以Ku/Ka双频段为宜的结论。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

Experimental Study on Effects of Fuel Injection on Scramjet Combustor Performance

In order to investigate the effects of fuel injection distribution on the scramjet combustor performance, there are conducted three sets of test on a hydrocarbon fueled direct-connect scramjet test facility. The results of Test A, whose fuel injection is carried out with injectors located on the top-wall and the bottom-wall, show that the fuel injection with an appropriate close-front and centralized distribution would be of much help to optimize combustor performances. The results of Test B, whose fuel injection is performed at the optimal injection locations found in Test A, with a given equivalence ratio and different injection proportions for each injector, show that this injection mode is of little benefit to improve combustor performances. The results of Test C with a circumferential fuel injection distribution displaies the possibility of ameliorating combustor performance. By analyzing the effects of injection location parameters on combustor performances on the base of the data of Test C, it is clear that the injector location has strong coupled influences on combus- tor performances. In addition, an inner-force synthesis specific impulse is used to reduce the errors caused by the disturbance of fuel supply and working state of air heater while assessing combustor performances.     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。