基于易损面积分解的飞机多击中易损性评估的马尔可夫链法

 提出了一种适用于计算具有多组余度部件、部件之间任意重叠的飞机多击中易损性评估的马尔可夫链法。考虑到实际中飞机部件重叠广泛存在的特点，以基于概率的易损面积分解法为基础，通过确定飞机存在状态和计算状态转换矩阵，得出了通用的评估飞机易损性的计算方法。并对该方法编制了通用的计算机程序，进行了算例验证，结果与理论分析符合。实用中表明，所提出的方法通用性强，易于实现，解决了部件之间存在重叠情况的飞机多击中易损性精确计算问题。     

一种新的飞机等效单一易损面积计算方法

基于Monte-Carlo技术,提出了一种新的飞机等效单一易损面积计算方法.将飞机单一易损部件及多重易损部件(余度部件)的杀伤事件模拟成'放球入盒模型',每个盒子面积大小对应于每个部件的易损面积.通过对威胁的打击点进行随机均匀抽样来获得导致飞机杀伤的期望打击数目,从而可以计算飞机等效单一易损面积.算例验证了所提出方法的正确性与可行性.分析表明,该方法弥补了目前计算方法存在的两个主要缺陷:①它可以进行含有多组多重易损部件的飞机等效单一易损面积计算; ②当每组多重易损部件组中的部件具有不同易损面积时,该方法仍然适用.     

飞机易损性计算中的射击线几何描述方法(英文)

本文提出了一种飞机易损性计算中的射击线几何描述方法。首先,将给定打击方向上的飞机暴露面积划分为三个子区域:非易损区域、非重叠易损区域和重叠易损区域。然后,把飞机的独立存在状态划分为三类:杀伤状态、中间状态和非杀伤状态,利用射击线扫描法,对以上三个子区域中的飞机存在状态参数进行分析。最后,该方法提供两类射击线几何描述数据:(1)每个子区域内部件的易损面积和暴露面积,这些数据主要用于计算部件的单击中易损性;(2)飞机的独立存在状态及各个状态对应的面积,这些数据主要用于计算飞机的单/多击中易损性。算例分析表明,所提出的方法通过跟踪射击线运动路径,可以提供飞机及部件被威胁命中部分的面积参数,从而使易损性计算更具有真实性。同时,该方法解决了目前方法在考虑部件重叠时的通用性问题,所提供的几何描述数据形式简单,易于分析人员使用。     

飞机作战生存力分析方法研究进展与挑战

军用飞机在执行作战任务过程中,常常会与武器系统遭遇,如何分析其生存能力从而进行改进设计一直是航空领域的研究难点。回顾了作战生存力研究的历史与现状,从敏感性计算和易损性计算两方面总结了生存力的定量分析方法,重点综述了基本信号探测敏感性模型、雷达对抗下的敏感性模型、红外对抗下的敏感性模型,以及部件间弹道遮挡关系确定、部件毁伤测度与判据、重叠及高维空间易损性计算、薄弱部位确定方法等方面取得的新进展。在此基础上,针对未来体系对抗与先进武器环境,提出了生存力研究需要关注和解决的问题,包括网络与信息战下的敏感性分析、敏感性对抗装置的效益代价与权衡设计、部件易损性毁伤机理与判据、先进武器及多因素耦合下的易损性分析以及大数据背景下的性能降级易损性研究等。     

基于等效靶方法的飞机单击中易损性通用计算模型

飞机单击中易损性/生存力经常表示为飞机在给定一次威胁(例如碎片)随机打击条件下的杀伤概率及易损面积结果.将弹药威力评估领域中的"等效靶"方法引入到飞机易损性评估中,提出了一种飞机在弹丸或导弹碎片单次打击下的杀伤概率及易损面积的通用计算模型.为了更加反映真实情况,该模型考虑了一枚碎片(弹丸)连续穿透部件后运动状态变化的影响.应用表明,所提出的通用模型解决了易损性评估中Pk/h(部件给定打击下的杀伤概率)的计算问题,与其他通常采用的单击中模型相比更容易实现计算机化.     

军用飞机重叠关键部件二次杀伤易损性的研究

为减缩军用飞机的易损面积,有时会将关键部件的重叠布置作为其方法之一,但在考虑二次杀伤的情况下,重叠布置并不一定会减缩飞机的易损面积,为此分析对比了飞机重叠布置在考虑二次杀伤情况下和不采取重叠布置时易损面积的变化,得出了飞机在重叠布置下易损面积变化的通用计算公式和影响因素。     

考虑易损性的飞机被外爆型武器的毁伤概率

通过对考虑易损性与未考虑易损性的飞机被毁伤概率的比较,表明：在传统的飞机作战效能分析中,飞机被毁伤的概率大多忽略了飞机的易损性,只从攻击飞机的武器性能方面考虑;其实,考虑易损性的飞机被外爆型武器毁伤的概率更切近于实战,易损性对毁伤概率有明显的影响,飞机易损性设计应作为一项非常重要的环节予以重视。     

军用飞机易损性关键部件关键度研究

关键部件的分析是易损性数值量度的基础。使用"关键度"的概念,可以用来定量描述部件对军用飞机总体易损性的重要程度。根据部件被杀伤的指标特征可以构造部件的三个杀伤指标,并由此对燃油系统易损性关键部件的关键度进行定量计算,从而可以直观地得出燃油系统各个子系统对整体易损性的重要程度。这种方法不仅能够为军用飞机易损性评价提供原始数据,也可以辅助军用飞机易损性减缩设计并预测易损性减缩效果。     

飞机整体驱动发电机可靠性与维修策略探究

针对飞机整体驱动发电机可靠性分析手段缺乏、故障样本小且维修策略相对保守的问题,提出了以历史故障数据为驱动的贝叶斯和马尔可夫链融合的可靠性分析方法。 首先,利用蒙特卡洛方法对故障数据预处理以增大样本空间,并通过最大信息熵法求解飞机整体驱动发电机的先验分布;其次,利用马尔可夫链方法对复杂后验分布进行解算;最后,以可靠性为中心给出飞机 IDG 的维修建议。 经过数值仿真软件计算后得 IDG 的累计失效函数参数估计误差分别为 0. 121 3 和 0. 001 3,误差较小。 仿真结果表明,提出的可靠性分析方法适用于小样本空间的飞机 IDG 可靠性分析,并根据结果给出了维修建议。     

Aircraft vulnerability modeling and computation methods based on product structure and CATIA

Survivability strengthening/vulnerability reduction designs have become one of the most important design disciplines of military aircraft now. Due to progressiveness and complexity of modern combat aircraft, the existing vulnerability modeling and computation methods cannot meet the current engineering application requirements. Therefore, a vulnerability modeling and computation method based on product structure and CATIA is proposed in sufficient consideration of the design characteristics of modern combat aircraft. This method directly constructs the aircraft vulnerability model by CATIA or the digital model database, and manages all the product components of the vulnerability model via aircraft product structure. Using CAA second development, the detailed operations and computation methods of vulnerability analysis are integrated into CATIA software environment. Comprehensive assessment data and visual kill probability Iso-contours can also be presented, which meet the vulnerability analysis requirements of modern combat aircraft effectively. The intact vulnerability model of one hypothetical aircraft is constructed, and the effects of redundant technology to the aircraft vulnerability are assessed, which validate the engineering practicality of the method.     

飞机在模拟混合破片威力场打击下的易损性计算

混合破片战斗部杀伤元运动机理复杂,计算飞机在其打击下的易损性较为困难。利用ANSYS/LSDYNA建立混合破片战斗部威力场模型,通过后处理软件LSPREPOST筛选出威力场稳定时刻破片的速度及飞散角大小等信息,得到模拟的混合破片战斗部飞散特性数据。建立某型飞机易损性计算模型,在四种不同破片战斗部威力场下,同时考虑冲击波超压毁伤、穿透毁伤、引燃毁伤和引爆毁伤四种杀伤模式,通过编写程序计算飞机的杀伤概率。计算结果表明:在战斗部尺寸相同时,混合破片双层战斗部对飞机的杀伤概率最高,为导弹战斗部设计提供一定的理论支持。     

离散时间T-S动态故障树在民用飞机辅助动力装置系统安全性评估中的应用研究

辅助动力装置（APU）是安装于飞机上的、用于提供辅助动力源的、自成体系的小型发动机。在民用飞机APU系统安全性评估过程中,逐步采用动态故障树对传统故障树进行优化,使故障树分析结果能够更加精确地体现系统失效的动态特性。不同于传统故障树可以根据布尔逻辑求解,动态故障树一般需要转化为同构的状态空间模型才能求解。这种求解过程欠缺通用性,并且存在指数爆炸问题。采用离散时间T S动态故障树计算方法,计算了APU系统故障树中的一段子树的顶事件的失效概率,并与使用马尔可夫模型计算的结果进行比较。计算结果发现随着任务时间分段的增加,相对误差单调下降。当任务时间分段大于5时,相对误差小于1%,在计算精度满足要求的情况下能够显著降低计算成本。     

基于蒙特卡罗模拟法的航空发动机装配公差分析

讨论了蒙特卡罗法的基本原理,研究了利用蒙特卡罗模拟法进行装配尺寸链公差分析的实现方法,提出了基于蒙特卡罗模拟法的公差分析流程,并以某型航空发动机高压涡轮的一个径向尺寸链为实例进行了计算。计算结果表明：蒙特卡罗模拟法用于公差分析具有可行性,其精度随着模拟次数的增加而提高,在模拟次数达到200000次以上时,其精度已经较高。蒙特卡罗法作为一种统计分析方法,同时适用于线性和非线性尺寸链。     

高空长航时无人机SINS/CNS组合导航系统仿真研究

根据高空长航时无人机的特点研究了SINS/CNS组合导航系统并进行了仿真。研究了分段定常系统(PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析问题,并提出了一种改进的状态可观测度分析方法,在求状态变量的可观测度时,抛开了观测量,只利用可观测矩阵进行分析,然后将该理论应用到SINS/CNS组合导航系统中,证明了其合理性与可行性,进一步根据可观测度分析的结果对系统进行反馈校正,通过仿真结果证明导航精度得到了提高。     

推力矢量飞机平衡特性研究

通过建立推力矢量飞机数学模型，分析其平衡状态的基本特征，利用连续算法对其平衡面进行计算，以及对其仿真结果比较分析，介绍推力矢量技术的发展状况，从而全面理解推力矢量系统配置下飞机的优越机动性能。     

固定翼反潜机浮标阵监听飞行航路规划研究

本文结合工程实际应用,研究了固定翼反潜机对浮标阵监听飞行航路规划问题。分析了浮标阵存在公共监听区域的条件,对于不能整体监听覆盖的浮标阵,提出了监听航路的评价指标。针对固定翼反潜机执行监听任务时,属于近距离航路规划范畴,飞行航路受载机机动转弯性能约束的影响较为显著,对监听航路采用了一定转弯策略,并用遗传算法搜索生成监听航路,取得了较好的效果。     

电磁脉冲武器对军机座舱后门耦合效应及软杀伤分析

针对飞机电磁脉冲武器软杀伤和座舱耦合效应缺乏定量研究的问题,文章基于时域有限差分方法(FDTD)建立了一套电磁脉冲后门耦合效应建模与软杀伤分析流程,并以某作战飞机为例,开展了低频(0～100MHz)电磁脉冲武器的座舱耦合效应仿真试验,获取和分析了软杀伤数据,从而提出了一种采用座舱玻璃导电膜的低频电磁脉冲武器软杀伤防护方...     

基于蒙特卡罗仿真的FADEC系统多故障TLD分析方法

航空发动机电子控制系统的时间限制派遣(TLD)分析是飞机系统安全性分析的重要内容,是商用飞机及航空发动机型号合格审定的一项必要工作,传统方法无法解决多故障情形下的TLD问题。对多故障TLD方法进行了研究,提出了多故障派遣时的派遣间隔决策方法与维修策略决策原则,基于蒙特卡罗仿真提出了多故障TLD分析方法,结合具体案例验证了方法的有效性,并针对典型全权限数字式电子控制系统(FADEC)进行了多故障TLD分析。结论表明,与单状态马尔可夫模型方法相比,本文方法具有较高的精度,误差在0.25%左右,同时能够避免马尔可夫过程繁琐的建模工作,并且具备工程实用性。     

基于马尔可夫链的飞机刹车片检查时间确定

为结合飞机实际运行工况,科学合理地制定刹车片检查时间,提出了一种基于马尔可夫链理论的预测模型。以某一机群刹车片检查时间确定为例,分别论述了刹车片磨损状态的划分,以及转移概率矩阵的构造与估计,并对该机群刹车片磨损状态进行了预测,其预测结果与实际检查情况较吻合。根据刹车片磨损状况的预测结果,制定了该机群在实际运行工况下的刹车片检查时间。实际运行情况表明,所制定的刹车片查检时间可行、有效。     

基于损伤力学预估点蚀疲劳寿命有限元法

飞机使用环境谱的不断变化会对机体结构造成腐蚀损伤,工程上难以在外场环境下进行实时损伤检测与疲劳性能试验。点蚀作为腐蚀的初始阶段,危害性大,部位也难以预测。采用损伤力学和有限元相结合的方法,以材料疲劳S-N数据为基础,将点蚀损伤认为是一种初始缺陷,建立基于损伤力学假设的点蚀损伤疲劳寿命预估方法,并提出一种改进型损伤参数反演方法。对点蚀疲劳失效过程进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合,证明该方法应用于金属材料点蚀疲劳问题中是合理的、可行的,为后续实际预腐蚀损伤疲劳研究奠定了基础。