变速运动的罗伦兹变换

作为文[5]的继续,再次推导了变速运动情况的罗伦兹变换。进一步证明了不需假设一切方向的光速在相对静止与运动坐标系中保持不变(称爱因斯坦假设),只要在运动或其反方向的光速保持不变,变换公式就成立。还深入研究了此变换的性质。本文能使现行狭义相对论的爱因斯坦假设大大弱化,并解决了研究变速运动时文[5]揭示的爱因斯坦假设与结论(非运动方向光速将改变)间的不相容矛盾。     

光速不变原理在相对论中的作用

本文首先通过速度附加定律的推导阐述了“光速不变原理”在狭义相对论中的作用,然后从公理化体系着手推导出洛仑兹变换式,从而进一步说明“光速不变原理”的作用。     

关于《狭义相对论》的讨论

本文讨论了在工科院校普通物理教学中讲授狭义相对论的一些问题。着重说明: (1)教科书中常用迈克尔逊-莫雷实验作为狭义相对论的实验基础是不妥当的。 (2)狭义相对论的基本假设可归结为两条:(a)空间和时间是均匀的,由此导致动量守恒与能量守恒;(b)物理定律对所有惯性系都应保持不变,由此导致真空中光速C=1/(ε_0μ_0)~(1/2)在所有惯性系中保持不变。所以说,光速不变并不是狭义相对论的基本假设,洛仑兹变换也很容易在上述两条基本假定下导出。 (3)相对论效应中的动尺收缩与时间膨胀都是由同时概念相对性所导致的,所以应强调同时概念相对性的重要性。 (4)用动量守恒,能量守恒定律来导出相对论动力学部分时,要尽可能做到简而明。     

狭义相对在变速运动的推广及其运动学效应

根据爱国斯坦的光速不变与相对性原理，将建立在匀速运动的狭义相对论推广到变速运动情况，详细推导了变速运动的洛伦兹变换和速度相加定理，证明光速与变速运动的方向若不相同或相反，则爱因斯坦的光速不变原理将不再成立，还证明变速运动时（匀加速情况），物体的相对速度在理论上可以超过光速，具体给出了此时所需的加速度值与最低持续时间的对应关系，系统研究了变速运动的相对论运动学效应（如：距离间距，时间间距，同时性，多卜勒效应等）。利用变速运动新的多卜勒效应关系，可精化现行雷达测速原理，最后给出例示，以证明此文作用。此文的原理推广，能方便退化出现行狭义相对论有关全部结果，对从全过程（初始加速，匀速，最后减速）考察目标飞行，粒子试验等，具有良好适应及准确性，因而，在理论及应用上具有重要意义，某些异常结论，会引起学术界的兴趣。     

狭义相对论中的基本假设及其相容性

狭义相对论是近代物理学的重要理论基础。要深刻理解这一理论的科学思想,必须对光速不变和相对性原理这两个基本假设以及同时概念的意义作深入地探讨。本文强调狭义相对论的基本假设是在古典力学与电磁理论发生不可调和的矛盾申提出来的,主要矛盾表现在麦克斯韦方程组不能满足以绝对时空观为前提的伽里略变换下的协变性要求。爱因斯坦则是在否定绝对时空观的同时,继承和发展了力学相对性原理的情况下提出的。光速不变的基本假设是爱因斯坦从同时定义的唯一性考虑提出来的。它的前提是时空的均匀性。对两个基本假设之间的相容性的进一步探讨,发现光速不变是可以从狭义相对性原理导出,因此把光速不变只作为一个结论为宜,另一个基本原理是时空的均匀性强调同时的相对性是阐明长度收缩和时间膨胀的依据,在教学中容易建立辩证唯物主义的时空观。     

狭义相对论在变速运动的推广及其运动学效应

根据爱因斯坦的光速不变与相对性原理,特建立在匀速运动的狭义相对论推广到变速运动情况。详细推导了变速运动的洛伦兹变换和速度相加定理;证明光速与变速运动的方向若不相同或相反,则爱因斯坦的光速不变原理将不再成立;还证明变速运动时(匀加速情况),物体的相对速度在理论上可以超过光速,具体给出了此时所需的加速度值与最低持续时间的对应关系;系统研究了变速运动的相对论运动学效应(如:距离间距、时间间距、同时性、多卜勒效应等)。利用变速运动新的多卜勒效应关系,可精化现行雷达测速原理;最后给出例示,以证明此文作用。 此文的原理推广,能方便退化出现行狭义相对论有关全部结果。对从全过程(初始加速、匀速、最后减速)考察目标飞行、粒子试验等,具有良好适应及准确性,因而,在理论及应用上具有重要意义,某些异常结论,会引起学术界的兴趣。     

空间有理三次Bezier曲线参数化

在计算机辅助设计中，曲线、曲面的参数变换技术有重要的作用。其中，正则参数变换不改变多数曲线的形状，仅改变曲线的参数值与曲线上的点的映射关系，由此改变了曲线的参数定义。本文研究了在保持曲线形状不变的情况下，通过改变空间有理三次Ｂｅｚｉｅｒ曲线的权因子，使曲线重新参数化，得到与正则参数变换同样的效果。     

结构约束下的验证机三维增升装置气动设计

为进行超临界机翼气动设计技术的飞行验证，将某教练机改装为飞行验证机，为此必须进行增升装置的重新设计。在保持原飞机襟翼平面参数不变、运动机构不变的条件下，完成了验证机增升装置的气动力设计工作。风洞试验表明，验证机增升装置具有良好的气动特性。     

空间飞行器的姿态识别

研究不变矢量在固联和轨道坐标系下的表达,得出了一个坐标系在另一个坐标系中旋转的变换矩阵。并且通过2个不变矢量在不同坐标系中的表达,识别了飞行器在空间绕质心旋转运动的3个欧拉旋转角。此方法已应用于工程实际。     

关于直升机旋翼挥舞问题的探讨

本文研究直升机旋翼挥舞运动的变化规律和操纵规律,以桨叶挥舞运动的微分方程为模型,分析研究桨叶挥舞运动中旋翼拉力保持不变,且旋翼保持的挥舞状态,以及影响旋翼挥舞状态的因素。同时,直升机在悬停的基础上以前推杆为例,找出旋翼挥舞角的变化规律和旋翼锥体的倾斜方向变化规律,为分析旋翼挥舞中的实际飞行问题提供理论依据。     

航拍视频拼图中基于特征匹配的全局运动估计方法

 主要研究了航拍视频拼图中的全局运动估计问题。根据航拍视频成像过程的特点,得出相邻帧之间全局运动的4参数近似变换模型,该模型参数较少,鲁棒性好且计算简单,任意帧之间的变换模型通过“帧到帧”的方式递归获得。提出了一种双向最近邻距离比的尺度不变特征(SIFT)的匹配方法,提取出有效的匹配点,并采用随机采样一致性(RANSAC)方法去除外点和估计全局运动参数。从试验结果可以看出,该方法估计出的全局运动参数精度高,鲁棒性好。     

"直接升力控制"空中加油控制系统模拟

研究采用“直接升力控制系统”，在俯仰角保持不变（θ=const)的情况下，空中加油时飞机的飞行动力学和飞行控制问题。采用F-15飞机（静不安定飞机）参数，完成了飞机空中加油过程线代模型的建立和运动关系的推导；进行了空中加油闭环过程的计算机模拟；结果证明这种方法是有效的。     

WSO／UV（世界空间紫外天文台）的轨道特征与轨道保持

WSOO／UV(世界空间紫外天文台)需要发射到日-地(月)系的共线平动点L1附近进行巡天观测，相对日-地(月)要求其几何位置几乎不变，因此有必要阐明共线平动点的动力学特征及其附近的运动状况。本文基于这一点，对限制性三体模型下，日-地(月)系中共线平动点附近扰动运动的稳定性作了理论分析，给出了WSO／UV轨道保持的条件及其在运行阶段的轨控措施。     

权因子、参数变换与有理二次Bezier曲线参数化

正则参数变换不改变参数曲线的形状,但改变了从曲线定义域内的点到曲线上点的映射关系,因而改变了曲线参数化。在形状不变因子不变情况下,如果改变有理二次Ｂｅｚｉｅｒ曲线的权因子,称之为权因子变换,能得到与正则参数变换同样的效果。同时,给出了在有理二次Ｂｅｚｉｅｒ曲线上点与权因子间的关系,并导出了与权因子变换对参数化有同样影响的参数变换公式。     

基于正交小波变换的目标检测方法

理论分析表明,独立高斯噪声经过正交小波变换后保持方差和独立性不变。基于Mallat的小波多分辨分析,通过对小波系数进行平方律处理,建立了基于正交小波变换的恒虚警率检测器模型,推导了相应的虚警和检测概率公式,分析了噪声未知情况下小波系数序列长度对检测性能的影响,并给出了合适的长度值。实验结果表明,所提出的检测器能满足不同虚警概率和杂波背景的要求,具有较好自适应性。     

双光束补偿扫描系统

提出一种新的高精度大型平面扫描仪。利用双光束补偿系统，扫描头由一特殊光路组成。当入射光通过此光路后，产生对称输出的两束光。当入射光发生角漂或扫描头发生摆动时，输出的两束光对称上下漂移，其中心线保持不变，故扫描形成的基准面保持不变，从而大大提高了测量精度。经实验证明，测量精度优于2．5×10－6。     

带有转轮的空间转轴起落架理论图设计原理

 <正> 1.前言 飞机采用空间转轴起落架一般有两种型式,其中之一为A型(图1(a)),支柱与机轮等构件相对位置保持不变,一起绕空间轴收入起落架舱;另一种为B型(图1(b)),它有两部分运动:一是支柱绕空间轴运动,一是机轮随支柱转动的同时,再相对支柱的转轮运动。     

超临界机翼飞行验证机的增升装置设计

为进行超临界机翼气动设计技术的飞行验证,将某教练机改装为飞行验证机,为此必须进行增升装置的重新设计。在保持原型机襟翼平面参数和运动机构不变的条件下,完成了验证机增升装置的气动力设计工作。风洞试验表明,改装成功的验证机增升装置具有良好的气动特性。     

基于降阶模型的不同厚度翼型颤振边界预测

为了解决CFD/CSD计算效率低的问题,基于CFD技术,构造降阶的非定常气动力模型,并耦合结构运动方程,建立频域/时域气动弹性系统ROM,采用线性自回归滑动平均模型的系统辨识方法,分析了气动弹性系统的标准模型Isogai二维翼型的颤振边界。结果表明,在翼型最大厚度所在位置保持不变时,计算不同翼型厚度下对应的颤振边界得出,随着翼型厚度增加,跨声速凹坑逐渐左移。因此,当翼型最大厚度所在位置保持不变时,为了达到提高颤振速度的目标,通过采用该方法的计算结果来调整机翼翼型厚度,提高机翼对飞行环境的适应能力。     

基于SIFT和仿射变换的航空器起飞图像跟踪方法

针对机场监视的需要,结合航空器起飞特征,研究了尺度不变特征变换( SIFT)算法和仿射变换模型,在对图像进行灰度图像序列处理的基础上,提出了将SIFT特征点跟踪与仿射变换相结合对航空器起飞信息识别、跟踪的方法。以滨海国际机场的一个起飞过程为例,对图像序列进行了运动目标识别和帧间特征点的匹配,验证了方法的可行性,为机场航空器的起飞跟踪方法提供参考。