螺栓连接松动的导波监测技术综述

螺栓连接件使结构易于安装或拆卸,同时还可以承受较大的载荷,广泛应用于航空航天结构中。然而,螺栓在复杂服役环境中很容易发生松动,因此准确监测螺栓预紧力对于确保结构的可靠性和安全性具有重要意义。经过多年的发展,基于超声导波的结构健康监测方法逐渐成为螺栓连接松动监测的重要技术手段之一。对典型的螺栓预紧力导波监测方法进行了综述,包括导波能量耗散法、时间反转法、接触声学非线性法和混沌超声法等方法,介绍了这些方法的基本原理和发展现状。同时,通过实验将目前应用较多的导波能量耗散法、时间反转法进行了对比,结果表明时间反转法的监测灵敏度更高。     

航天器蜂窝夹层结构脱粘损伤的导波检测与成像方法

针对蜂窝夹层复合材料航天器结构双侧的脱粘损伤辨识与成像问题,文章提出了单侧激励下的夹层结构超声导波信号溯源解析和脱粘损伤成像算法。经过有限元仿真和试验验证,结果表明:单侧激励下导波的传播机制受波长与厚度比影响显著。随着导波波长的减小,面板中的导波测试信号中将出现由结构内部反射产生的尾波成分,直达波和尾波的信号特征差异可为辨识脱粘损伤内部位置提供依据。在此基础上,通过超声阵列传感器,基于多传感信息融合方法,可准确实现双侧损伤的溯源与成像,研究结果可为航天器蜂窝夹层结构的智能传感方法和健康监测方案设计提供参考。     

管路焊接结构的随机振动疲劳损伤分析

航天飞行器管路结构在随机振动载荷作用下产生疲劳损伤,可能导致管路焊接结构的疲劳失效,影响飞行器正常飞行.为此,开展飞行器管路焊接结构的疲劳损伤分析研究.首先建立管路结构的有限元模型,并通过计算模态分析和试验模态分析验证模型的准确性;然后考虑材料疲劳特性的离散性,推导焊接材料的P-S-N曲线以及疲劳损伤的计算表达式;随后...     

基于超声导波的返回舱热防护结构烧蚀层厚度监测方法

为实时监测航天器返回舱烧蚀层厚度,文章基于超声导波在双层板结构中的传播特性研究发现导波波速与烧蚀层厚度相关,故提出依据导波波速变化对结构烧蚀层厚度损失进行表征的方法,以及根据导波频散曲线和厚度敏感曲线选择适当的监测模态和频率的方法,可以实现烧蚀层厚度的高效率、高精度实时在线监测。有限元仿真和实验结果均验证了该烧蚀层厚度监测方法的有效性。     

乘波体设计方法及设计参数分析

乘波体是一类典型的高超声速飞行器外形,它具有较高的升力及升阻比特性。建立了一套基于激波装配法的乘波体设计方法,该方法采用激波装配法获得精确激波位置,同时引入导波体的概念,通过设计导波体的构型来决定激波面的形状,引入导波体构型参数。通过改变导波体俯视外形前后锥角度、前后体长度比、侧视外形表面后锥角度等参数,比较其对最终乘波体气动特性的影响,并分析了这些参数改变对乘波体气动特性影响的内在机制,为工程化乘波体设计提供理论指导。     

基于超声红外热成像技术的复合材料损伤检测

采用超声红外热成像技术,对某飞行器的复合材料壳体损伤进行了检测研究。采用数值分析模拟了超声激励下复合材料损伤处的摩擦生热及热传导过程,分析了裂纹处的温度分布及裂纹尺寸对检测结果的影响;利用超声波发生器对含分层损伤复合材料试件进行了试验,根据表面温度的分布实现了对损伤的定量识别。结果表明,超声红外热成像技术能够快速准确地检测到复合材料表面及浅表面的界面贴合型损伤(如分层,疲劳裂纹等);对损伤的定位准确、检测结果直观、不存在加热非均匀等问题;选择恰当的耦合材料能有效消除"驻波"现象的产生,并提高损伤检测效果。     

基于稀疏重构的蜂窝夹层复合材料板中Lamb波传播特性估计方法

针对航天器装备中蜂窝夹层复合材料板中的超声Lamb波传播特性难以准确估计的问题,提出基于导波信号稀疏表达与重构方法的传播特性曲线估计方法。首先,根据Lamb波传播的散射模型建立Lamb波在频率?波数域下的稀疏表达方程;然后,以Lamb波频率?波数域表达的稀疏性为约束条件,建立基于l₁范数的基追踪消噪求解方法;最后,通过提取重构的导波频率?波数域表达结果脊线,可准确获取Lamb波传播的频散速度曲线。在蜂窝夹层复合材料机翼结构上进行测试实验验证的结果表明,该方法能在有限次数的测试下保证传播特性曲线的估计精度,具有较好的工程应用前景。     

飞行器结构智能化研究及其发展趋势

智能化是飞行器结构发展的重要趋势，文中介绍了飞行器结构的智能化需求及其发展状况。阐述了飞行器的典型结构健康监测方法及其技术特征，讨论了飞行器主动变形结构的实现方法与途径，结合国内外研究情况，指出了飞行器结构智能化的可实现前景。     

基于电子对抗环境的导引头制导干扰集成技术研究

在电子对抗环境中,综合利用多种频谱资源能够拓展飞行器的功能。从分析电子对抗环境入手,介绍了典型干扰的基本组成、特性和研究现状,并初步阐述了电子对抗环境对飞行器造成的威胁。通过分析雷达制导技术和典型干扰技术,结合雷达与电子战的一体化设计思路,提出了飞行器雷达制导与干扰一体化设计方法。该方法利用飞行器雷达导引头在进行探测、制导的同时,实现对高威胁辐射源的干扰。经分析,该方法在拓展飞行器雷达导引头的功能方面具有重要的作用,能够为优化飞行器总体设计提供支撑。     

金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价

提出了一种金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价方法。表面涂层的损伤以及涂层与基体材料间的界面粘接状况与超声信号的非线性效应密切相关。将存在表面涂层的AZ31镁铝合金试件加载到不同的拉伸载荷后,利用RitecSNAP-0.25-7-G2非线性超声测试系统激发和接收Rayleigh表面波,通过实验测试在不同载荷作用后涂层试件的声学非线性系数。研究结果表明,在应力不超过某一极限值的情况下,虽然不能观察到试件表面涂层外观的明显变化,但通过非线性超声实验测试得到的声学非线性系数随着加载应力的增加而不断增加。因此,对具有表面涂层的结构来说,可利用声学非线性系数对其表面涂层的损伤进行非线性超声无损评价。     

大型机载 SIGINT系统的任务、设计原则及技术体制探析

简要叙述了大型机载SIGIN T 飞机在现代战争中的主要任务,归纳给出了机载SIGIN T 系统的设计原则,并在分析外军现役机载SIGIN T系统技术特点的基础上,提出了大型机载SIGIN T系统的功能结构和技术体制,为深入研究提供参考。     

电磁脉冲武器对抗空袭飞机研究

电磁脉冲武器已在现代战争中崭露头角,它的出现为抗击空袭飞机(包括隐身飞机)提供了一条新的思路。在分析电磁脉冲武器特点和国内外电磁脉冲武器研究进展的基础上,论述了电磁脉冲武器抗击来袭飞机(包括隐身飞机)的可行性和方法。     

Linear Shaped Charge Cutting Property and Charge Cutting Mechanism of Mg-Gd-Y-Zn Alloy

The linear shaped charge cutting technology is an effective technology for aircraft separation. It can separate invalid components from aircrafts timely to achieve light-weight. Magnesium alloy is the lightest metal material, and can be used to cast effective light-weight components of an aircraft construction. However, the application study of the linear shaped charge cutting technology on magnesium alloy components is basically blank. In response to the demand for the linear separation of magnesium alloys, the Mg-12Gd-0.5Y-0.4Zn alloy is selected to carry out the target shaped charge cutting test. The effects of the shaped charge line density, cutting thickness, and mechanical properties on the cutting performance of the alloy are studied. The shaped charge cutting mechanism is analyzed through the notch structure. The results show that the linear shaped charge cutting performance is significantly affected by the penetration and the collapse. The higher the linear density is, the stronger the ability of the linear shaped charge cutter is, and the greater the penetration depth is, which is advantageous. However, the target structure will be damaged when it is too large (e.g., 4.5 g?m-1). Within 12 mm, when the cutting thickness of the target increases, the penetration depth increases. The lower the tensile strength is, the greater the penetration depth is, and the more conducive the penetration depth to the shaped charge cutting is. When the elongation (EL) increases to 12%, the collapse of the target is incomplete and the target cannot be separated. When the tensile strength of the Mg-Gd-Y-Zn alloy is less than 350 MPa, the EL is less than 6.5%, the cutting thickness is less than 12 mm, and the linear shaped charge cutting of the magnesium alloy can be achieved stably.     

临近空间长航时太阳能飞行器动导数特性及机理

为解决现有计算方法无法用于动导数机理分析的问题,通过理论推导得到了一组只需要较少总体气动参数的动导数计算公式。根据此计算公式进行的机理分析表明,临近空间长航时太阳能飞行器的大展弦比气动布局、高巡航升力系数对横航向动导数有直接影响。推导的动导数计算公式可用作此类飞行器动导数计算和分析的简便工具。     

军用飞机环境适应性研究的思考

介绍了环境因素对军用飞机的影响。针对当前我国对军用飞机环境适应性研究的不足,提出了军用飞机开展环境适应性研究的几点建议。     

Nonlinear effects in the correlation of tracks and covariance propagation

Even though there are methods for the nonlinear propagation of the covariance the propagation of the covariance in current operational programs is based on the state transition matrix of the 1st variational equations, thus it is a linear propagation. If the measurement errors are zero mean Gaussian, the orbit errors, statistically represented by the covariance, are Gaussian. When the orbit errors become too large they are no longer Gaussian and not represented by the covariance. One use of the covariance is the association of uncorrelated tracks (UCTs). A UCT is an object tracked by a space surveillance system that does not correlate to another object in the space object data base. For an object to be entered into the data base three or more tracks must be correlated. Associating UCTs is a major challenge for a space surveillance system since every object entered into the space object catalog begins as a UCT. It has been proved that if the orbit errors are Gaussian, the error ellipsoid represented by the covariance is the optimum association volume. When the time between tracks becomes large, hours or even days, the orbit errors can become large and are no longer Gaussian, and this has a negative effect on the association of UCTs. This paper further investigates the nonlinear effects on the accuracy of the covariance for use in correlation. The use of the best coordinate system and the unscented Kalman Filter (UKF) for providing a more accurate covariance are investigated along with assessing how these approaches would result in the ability to correlate tracks that are further separated in time.     

光子晶体热控结构防护性能研究

光子晶体在红外波段同时具有高反射率和高辐射率,可作为高超声速飞行器的防热材料。文章利用FLUENT软件和辐射模型中的离散坐标算法对有/无光子晶体防热层结构进行了气动加热数值模拟计算,得到了在不同热流密度条件下基体的温度分布;通过计算结果的对比发现,采用光子晶体防热层结构使基体温度下降约360～515 K,具有良好的热控性能。光子晶体是一种具有广阔应用前景的热防护材料,作为高超声速飞行器的防热层结构的可行性与有效性还有待深入研究。     

单频GPS实时定姿系统研究

介绍了自行研制的单频GPS实时定姿系统硬、软件结构,以及硬件组成和软件设计对GPS定姿系统实时性的影响。然后介绍了定姿系统软件设计过程中对系统可靠性和稳定性的考虑。最后利用该系统完成了GPS实时定姿的静态试验和动态试验。试验表明,系统具有较高的实时定姿精度。该系统可以应用于地面车辆、舰船以及飞行器的姿态确定。     

临近空间短波红外多光谱成像技术

伪装、隐身技术的发展,使传统的探测、侦察手段已难以适应要求.在临近空间平台上进行多光谱、高光谱对地探测,可以在敌方一定程度的伪装、隐身条件下完成对目标区域的成像侦察,有效地识别地面的各类伪装、空中隐身飞行器等军事目标.开展了临近空间机栽短波红外多光谱成像技术探索性研究,取得了初步成果.