飞行器服役(作战)完整性对结构疲劳断裂设计分析的新要求

飞行器在服役使用过程中,其服役完整性、服役适用性和服役效能(对于军用飞行器又可以称为作战完整性、作战适用性和作战效能)构成了其三个重要顶层基本属性,以反映飞行器在服役过程中是否"能用""好用""管用"的程度.飞行器服役(作战)完整性是飞行器在服役(作战)使用过程中保持完好(或可以正常使用)及功能未受到削弱的属性,是飞行...     

飞行器广义生存性及评估方法

生存性作为飞行器的一个重要的通用质量特性，对于飞行器在服役(作战)使用过程中保持其服役(作战)完整性，进而发挥其服役(作战)效能具有重要作用。首先从实际作战环境和作战链路出发，引入威胁有效性，提出了飞行器广义生存性的定义——飞行器在人为敌对环境中执行任务时能够生存的能力，给出了其主要的3个方面的决定因素：威胁有效性、目标敏感性、目标易损性，讨论了其基本特性：客观性、相对性、随机性、可控性。在此基础上，建立了飞行器广义生存性的表征模型和评估方法；提出了威胁有效性的定义，明确了其3方面的主要决定因素：威胁活动性、威胁完好性、威胁能力程度，提出了威胁活动性、威胁完好性的定义，给出了飞行器的目标敏感性的主要影响因素：目标探测性和目标规避性，并提出了目标探测性和规避性的定义。最后，提出了提高飞行器广义生存性的措施，并给出了某4型作战飞机广义生存性评估分析的示例。研究结论可以为飞行器的设计及服役(作战)使用提供参考。     

热环境对飞行器壁板结构动特性的影响

 高超声速飞行器在巡航或再入过程中面临着严酷的气动力/热/噪声等复合环境,对热防护系统结构的完整性和耐久性提出了严峻挑战。热环境下的动特性是进行结构动态响应分析和优化设计的基础,本文对四周简支的飞行器热防护系统金属加筋壁板热动特性进行了分析,使用有限元软件NASTRAN建立分析模型,基于理论和有限元方法获得了壁板结构热屈曲临界温度,研究了热环境对固有振动频率和固有振型的影响,对比分析了均匀和非均匀温度场对结构模态的影响。结果表明,壁板结构在热环境下易发生屈曲,热模态分析中需考虑热屈曲、大位移变形等因素。同时证实热环境对壁板结构动特性影响较大,结构的固有振动频率随热环境下弹性模量的降低而减小,热应力对结构的固有振动频率和振型都有影响,当温度场分布改变时,固有振动频率的变化规律基本相同,固有振型则不同。     

热防护材料表面催化特性研究进展

随着高超声速飞行器的发展,高焓离解环境下热防护材料所承受的气动热载荷在很大程度上受到材料表面催化特性的影响。根据高焓服役环境特征和热防护材料表面催化特性的发展现状,重点综述了材料表面催化反应机理和不同尺度的催化模型,分析、比较了催化特性地面测试与评价方法以及典型热防护材料表面催化特性的影响因素,简要总结了国内现阶段相关催化特性研究的初步成果,并在此基础之上提出了催化特性测试与表征方法的不足和后续研究的重点方向,为有效改进热防护材料表面催化特性试验测试技术、准确预测高超声速飞行器气动热环境,从而实现热防护系统的精细化设计提供指导。     

CFD和MDO技术在乘波飞行器设计中的应用综述

乘波飞行器由于其具有高升阻比特性而成为国内外高超声速飞行器研究的热点。介绍了乘波飞行器的研究进展,在此基础上阐述了乘波飞行器设计对先进设计技术的需求。重点讨论了计算流体力学（CFD）技术和多学科设计优化（MDO）理论与方法在乘波飞行器设计中的应用现状。提出了今后应重点对高超声速飞行条件下乘波飞行器的动态气动特性进行全面的数值模拟研究．大力开展包含可靠性和经济性分析的乘波飞行器多目标多学科设计优化研究。随着MDO方法在乘波飞行器设计中的深入应用,CFD必将发挥更大的作用,共同促进乘波飞行器的快速发展。     

基于作战完整性的军用飞机结构强度发展思考

飞机结构作战完整性是一个综合性较强的结构通用质量特性，是飞机结构发挥作战适用性和作战效能的基础，主要包括耐久性、保障性、安全性、结构能力、生存性和修复性6 方面的特性，且相同的结构设计技术 对6 方面特性的影响可能不同。为实现飞机结构作战完整性的提升，通过对飞机结构作战完整性概念及作战特点的分析，从结构作战完整性6 个主要方面特性的角度出发，探讨了其对飞机结构强度的发展需求，并分析了典型结构设计技术对飞机结构作战完整性的影响，以期为飞机结构强度的相关分析提供参考和依据。     

高超声速作战平台概述

目前高超声速作战平台主要包括三种：高超声速飞机平台、高超声速巡航导弹平台、和空天飞行器入轨推进平台。本文介绍了高超声速作战平台的典型作战样式,结合“航空航天倡议”（NAI）对高超声速技术发展路线进行了分析。     

临近空间太阳能无人机结构设计

临近空间飞行器的发展和应用将可能对未来整个作战体系和作战思维产生重大而深远的影响。临近空间环境的复杂性决定了临近空间飞行器的研制具有高难度性,存在诸多技术难题。考虑现有的应用需求和技术基础,针对临近空间飞行器的先进概念进行研究,提出具有技术发展可行性的临近空间飞行器的概念和方案,重点开展超高空长航时无人机的研究。采用可再生能源系统(太阳能),满足长达数月的抗风驻留飞行和机动,为持久驻留低速临近空间飞行器研制奠定技术基础。研究提出一种临近空间太阳能无人机设计方案,并对方案进行详细设计,包括总体设计、气动分析、结构设计、强度分析和天地往返设计,文章详细介绍结构设计部分。结构设计采用复合材料,在满足强度要求的前提条件下最大限度地减轻重量。研究表明:采用高比强度和比刚度的轻质复合材料能在满足强度要求的前提下减轻结构重量。     

飞行器健康状态的表征方法研究

健康监控技术是提高装备安全性、战备完好率和快速出动能力的关键技术,已成为现代高技术装备的必备技术。针对飞行器健康状态难以判别表征的难题,提出表征飞行器各系统及整机健康程度的度量参数——“健康度”;在此基础上,给出飞行器各系统和整机健康度的计算确定方法,并建立基于“健康度”参量的飞行器各系统/整机健康状态评价方法——健康、亚健康和不健康三级评价法;以示例给出基于健康状态的飞行器各系统/整机精准维修保障策略——健康时不用维修、亚健康时制定维修计划、不健康时必须维修的总体策略以及与经济性要求相结合的最终实施策略。本文的研究为健康监控技术在飞行器上的有效应用奠定了基础,能够推广应用于其他装备系统的健康监控。     

某飞行器动态特性分析

飞行器的动态特性分析在整个飞行器设计过程中起着非常重要的作用。本文介绍了动态分析的研究方法和基本理论。基于小扰动理论,针对某飞行器在典型飞行轨迹上选定的部分特征点进行了纵向和侧向的动态特性相关参数的计算,主要对其纵向和侧向的稳定性、操纵性进行了初步分析,并对其阶跃响应过程进行了仿真分析,定性和定量的评定了该飞行器的动态品质,初步获得了该飞行器的动态特性。     

航天飞控软件操作概图开发

航天飞控软件是具有高可靠性要求的软件系统,对其进行可靠性测试是航天飞控任务的基本要求。操作概图是进行软件可靠性测试的基础。由于开发大型软件系统的操作概图比较复杂,使其成为了制约开展软件可靠性测试的主要困难之一。本文以地面航天飞控软件为例,介绍了实时飞控软件操作概图的开发步骤和方法。首先是确定软件系统的操作模式,并确定每个操作模式所运行的相关软件;然后给出了识别每个软件的操作发起者和操作方法;最后对不同类型的操作给出了确定其发生概率的方法。     

反舰导弹武器系统作战效能分析

运用美国工业武器系统效能咨询委员会评估武器系统效能的方法,针对反舰导弹武器系统的特点,提出了反舰导弹武器系统作战模型,并介绍了某舰舰导弹的作战效能的数学模型,对某型舰舰导弹武器系统的作战效能进行了分析计算。     

飞机预测与健康管理体系结构浅析

飞机预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)是以美国JSF飞机为代表的新一代飞机自主后勤概念的核心.PHM技术的应用,有效地降低了飞机全寿命周期的使用维护费用,提高了飞机战备完好率和任务成功率,保证了飞机及其各系统能够安全、可靠、高效地运行.本文在分析了美国JSF飞机...     

民用飞机地面支援设备和工具验证的研究

民用飞机的维护、修理、改装、抢救等工作离不开地面支援设备和工具的支持。地面支援设备和工具的验证是其研制工作的关键环节之一。在地面支援设备和工具交付客户之前,民机制造商应当选择部分地面支援设备和工具进行充分、有效地验证以确保这些设备和工具能够满足客户使用需求。给出了地面支援设备和工具的四维验证评价标准。总结出了民机制造商可采用的三种地面支援设备和工具的验证方式,并分析了这三种验证方式的主要特点以及选用流程。操作验证是民机制造商最普遍采用的、最重要的验证方式。针对操作验证,具体分析了操作验证实施的五大关键因素,介绍了操作验证的四个工作环节以及各环节的主要工作内容。最后,提出了若干与地面支援设备和工具验证相关的工作建议。     

飞机通信寻址与报告系统消息安全研究及仿真

ACARS消息安全( AMS)以一种独立于底层通信机制的应用方式，通过安全机制及支持该机制的加密算法，提供数据机密性、消息认证和完整性的安全服务。介绍了AMS消息结构和处理过程，建议采用一种综合对称和非对称加密系统优势的航空通信方案，分析了安全会话过程，仿真试验证明， AMS在面对安全威胁时能保证ACARS消息的安全传输。     

利用改进时序模型提取空间推进系统特征参数

介绍了利用改进时序模型提取空间飞行器推进系统特征参数的方法，利用此方法，结合某飞行器推进系统试验的实测数据，提取出了相应的特征参数，并以此为基础得出了故障判据的阈值，数据回访表明此阈值较领域专家提供的阈值对“泄漏”故障更为敏感，结合多参数辅佐检测，可以很好地完成推进系统的故障检测功能，具有工程实用可行性。     

高超声速主流中横向喷流干扰非定常特性研究

脉冲发动机产生的横向喷流往往伴随着非定常效应,由于其持续时间非常短,给流场模拟和测量带来很大的困难.目前在地面设备中难以进行精确的试验,本文采用数值模拟方法对横向喷流的非定常效应进行了研究.重点对发动机启动和关车过程中典型时刻的流场进行了细致的刻画,分析了流动参数和模型气动力系数的动态变化过程,并给出了喷流压比和攻角变化所带来的影响.研究表明,喷流启动和关闭过程中,飞行器所呈现出的动态气动特性与稳态喷流时有着明显的差异,尤其是压心位置和法向力系数将发生显著的变化.在飞行器设计中,必须从安全控制的角度出发,考虑这一非定常效应的影响.     

主/子惯导舰上标定挠曲变形补偿方法综述

挠曲变形是主/子惯导在线标定的一种重要误差源,对其补偿处理具有重要意义。首先,分析了挠曲变形的概念、特点及其对主/子惯导误差方程影响;其次,将现有补偿处理方法分为3大类,分别为测量方法、机理建模方法和随机过程建模方法,并讨论了他们各自的优缺点;最后,探讨了挠曲变形补偿方法的发展方向。     

高速再入飞行器的制导与控制系统设计

 针对高速再入飞行器模型的快时变,强耦合,严重非线性的特点,采用反馈线性化方法,设计了自动驾驶仪;同时采用最优制导律设计与理想速度曲线相结合的方法,设计了能同时保证末端制导精度及速度方向、大小的制导律。最后,进行了六自由度仿真,结果表明 :设计的制导律及控制方案是合理、有效的,易于实现。     

设备运行过程故障容错控制研究

将故障诊断与容错技术相结合,提出了利用检测的故障信息对设备运行中的故障进行容错控制的设计方法,并对几种容错控制方案及其实现进行了分析和讨论,最后给出了一个工程实例。