基于QFT的倾转旋翼飞行器控制律设计

<正>飞行控制问题是研究倾转旋翼机技术的关键,文献~([1])建立了无人倾转旋翼机非线性动力学模型,并进行了全模式的飞行控制律设计,建立了无人倾转旋翼机的飞行试验系统,进行了地面联调、地面开车试验以及全模式飞行试验并取得成功~([2])。Horowitz教授~([3-4])提出定量反馈理论(QFT),QFT是一种频域鲁棒控制系统设计思想,它将经典控制理论中的频域校正器的设计思想推广应用到对不确定对象     

基于近场动力学的复合材料平板低速冲击损伤研究

<正>损伤断裂问题一直是固体力学研究中的最常见的问题之一,是一种不连续问题,涉及到很多复杂的现象,如晶界滑移、位错运动以及微裂纹演化等。研究损伤等不连续问题时,近场动力学理论由于在构建运动方程的过程中避开了位移对空间的导数,运动方程仅涉及时间微分和空间积分,所以具有独特的优势。Silling等~([1])利用近场动力学理论模拟了冲击损伤。Askari等~([2])根据纤维方向来对不同的作用键进行定义,以达到纤维基体不同的材料性能。Askari等~([2])和     

电磁炉电磁振动噪声机理研究

正对电磁炉振动噪声的研究,朱泽春等~([1])通过在电磁线圈的固定部位安装上、下缓冲装置,从而实现了电磁炉的减振降噪。李忠华等~([2])通过对电磁炉噪声的测试诊断,结合Matlab软件FFT分析算法,找到了"嗡嗡"声的产生过程,分析了"嗡嗡"声和"噬噬"声的产生原因,并根据研究结果     

起落架缓冲性能联合仿真及平台开发

<正>缓冲器是所有现代飞机起落架必备的通用部件,其性能直接影响起落架的承载能力、质量、寿命、地面操纵安全性和乘员舒适性等。缓冲的实质就是把飞机的动能消散在缓冲系统(轮胎和缓冲器)和飞机及起落架结构的变形上~([1-2])。LMS Virtual.Lab Motion基于计算多体系统动力学建模理论及计算方法研究,是专门为模拟机械系统的真实运动和载荷而设计的~([3])。LMS Imagine.Lab AMESim为     

非对称波瓣强迫混合器掺混特性数值研究

<正>混合器是将两股压力、温度和速度不同的气流加以混合的机械装置,在航空发动机排气系统中具有广泛的应用,如降低排气噪声~([1-2])、抑制尾焰红外辐射~([3-4])、增进混合效率等~([5-6])。国内外研究人员对于波瓣混合器的流场特征、强化混合机制以及影响因素开展了大量的研究工作,研究表明,波瓣混合器由于其褶曲的尾缘型面,使得内外涵气流在流动过程中分别产生径向向内和向外的相互穿     

前襟作动器与机翼前墙接头区传载

<正>由于制造工艺的限制~([1])以及经济性的要求,目前无法完成飞机的全机整体生产制造。一架飞机的出现意味着众多复杂的结构部件的生产及装配,而在飞机装配的过程中,各结构部件之间主要通过接头连接起来。这些连接飞机的各个结构部件的接头,几乎遍布飞机的每一个角落,数量众多并且承担着各结构部件之间载荷传递的重要作用~([2])。过去数十年的飞机结构事故调查分析报告显示,大多数的飞机结构失效及破坏的问题出现在飞机各结构部件的连接接头处。一旦连接接头处出现问题,飞     

浅析民用航空器的持续适航与维修

<正>近些年来,国内外民航发生了几起由于机务人员维修不当引起的飞行安全事故,造成了重大人员伤亡和财产损失。例如1994年中国西北航空TU154西安空难~([1])、1985年日航123航班空难~([2])。航空器在运营过程中由于受到外部因素的影响,使得飞行质量也就是持续适航性受到了一定影响,为了确保飞机的持续适航性,应采取有效的控制措施。维修是为了让飞机恢复设计状态,保证其可靠性     

下游压力扰动下的激波串迟滞现象研究

正由于空气黏性等因素的影响,在诸如高超声速飞行器隔离段~([1])、超声速风洞扩压段~([2])等超声速内流场中,常常存在着斜激波串结构。此类结构中,伴随着复杂的激波和附面层之间的干扰作用,同时对于上游和下游的压力变化十分敏感。在工程上,斜激波串的振荡现象会在壁面产生     

泡沫铝的三维重构与有限元模拟

<正>泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景,是很有开发前途的工程材料,特别是在交通运输工业,航天事业和建筑结构工业等方面~([1])。刘亚洲等人~([2])提出了一种基于同态球的多孔材料的三维模型重构手段。通过研究孔隙中间的同态球并定义为孔隙体,把多孔材料的孔隙空间几何形状用孔隙体和另外定义的吼道来表示。利用孔隙体和吼道之间的联系来     

基于子结构综合技术的阻尼结构动力学模型修改方法

<正>在工程结构的设计过程中,需要对系统进行大量快速的工程分析,而其有限元模型的规模却很庞大,所以进行降阶处理就非常重要。降阶最困难的是如何减少模态截断带来的影响。办法一是建立一组Ritz向量基以便在对结构进行修改时,还能比较精确地表示结构的行为特性。Balmes~([1-2])和Guillaume等人~([3])研究了用一组常数Ritz向量基来构建参数化的降阶模型的可行性。Bouazzouni等     

弹性边界下正交各向异性壁板的颤振分析

<正>高超声速飞行器是航空航天工程的前沿研究领域。到目前为止,仍有许多问题需要克服,最常见的问题之一是颤振。早在1970年,Dowell~([1])就对板壳颤振问题的稳定性分析进行了总结。颤振一旦发生,扰动引起的振动幅值会迅速增加直至结构被破坏,其后果往往是灾难性的。颤振带来的危险不容忽视,因此对于颤振问题的研究必不可少。活塞理论是超声速空气动力学中最常用的理论。1990年,陈劲松等~([2])提出了当地流活塞理论,在活塞理论的基础上,利用翼型表面的     

动态数据建模中时间序列采样间隔的研究

动态数据建模认为,平稳连续随机过程是白噪声激励相应的线性时不变连续时间系统的输出,为便于计算机处理,需要确定对连续随机过程进行采样的采样间隔,通常人们采用仙农采样定理来对待。文中阐述了对动态数据建模中时间序列采样的问题,用多项式插值的采样理论进行了研究,指出在动态数据建模中,若要使从连续时间随机过程到离散时间序列的统计特性得到保持,采样频率应大于系统最大极点自然频率的6倍。     

三组分周期梁结构纵向和弯曲振动带隙特性

<正>梁类结构是工程中一种很常见的结构。因而长期以来,在理论和工程界,对其进行振动控制一直是备受关注和着力解决的热点问题之一。最早,Rayleigh对于周期结构的能带特性进行了研究并证明了在周期媒介中,存在一定的频率范围,波在此范围内不能够传播~([1])。后来,Brillouin~([2])对波在周期结构中的传播特性进行了更系统深入的研究,通过推导得到了电滤波器和晶体格子这样的周期结构中的波数和频率的函数关系,并用它来描述周期结构的能带特性。这对后来对     

基于ANSYS Workbench的可伸缩机翼的模态分析

<正>气流扰动容易造成机翼的弯曲变形、扭转变形甚至损坏~([1-2])。每一个结构都有其固有频率,为了防止可伸缩飞行汽车发生共振而导致可伸缩机翼变形,因此有必要对可伸缩机翼进行模态分析~([3-4])。进行模态分析有许多好处:可以为结构设计提供指导使其避免共振,或者可以使结构以特定的频率振动~([5])。对可伸缩机翼进行模态分析,可以获得可伸缩机翼在各阶频率下的模态,获得振动频率与应变之间的关系。本文采用ANSYS Workbench对可伸缩     

民用飞机辅助燃油箱系统燃油转输油出口位置研究

面对不同的市场需求,民用飞机通常在取得型号合格证之后,通过改装,形成公务机~([1])、遥感机、海监机等在内的特种飞机。大航程、长航时是众多特种飞机的重要特点。民用飞机通常在货舱内加装辅助燃油箱~([2-3])以增加额外的燃油存储空间,增加载油量,从而增大航程。然而辅助燃油箱内的燃油不直接供给发动机,需在巡航阶段将辅助燃油箱内的燃油转输至基本燃油箱内,通过基本燃油箱内供油系统供给发动机~([4-8])。转输动力可以来自转输泵或者闭式通气增压系统,即辅助燃油箱与基本燃油箱产生一定的压差,通过该压差将燃油转输到基本燃油箱内。然而不同的转输口位置,将会导致燃油转输的控制逻辑不同。基于某民用飞机的基本油箱构型,通过不同的转输口位置分析,给出较为合理的转输口位置。     

7050铝合金断裂韧度试验

<正>7050铝合金材料产生于20世纪70年代~([1]),属于AlZn-Mg-Cu系~([2]),该铝合金是在原有的7475铝合金基础上,提高金元素Cu和Zn含量研制出来的。7050铝合金同时具有良好的强度、断裂韧度、抗应力腐烛性能,因此已作为航天航空材料被广泛应用于现代飞机制造中,如机身框架、尾翼、翼梁等部件~([3])。现代的飞行器如飞机、宇宙飞船、卫星等,均向着大型化、高速化以及延长寿命和提高安     

弹性飞机地面滑行随机最优控制

将主动控制缓冲器应用于飞机地面滑行减振。建立了飞机在随机跑道激励下,考虑机身俯仰运动与弹性振动的非线性随机动力学模型。采用统计线性化方法,使模型在平衡点附近线性化。加入前置线性滤波器将随机路面高斯激励转换成高斯白噪声激励。基于随机最优控制理论,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器。由Monte-Carlo法模拟了路面随机过程,得到了飞机的动响应。通过主动控制缓冲器与被动控制缓冲器的仿真比较可以看出,主动控制缓冲器能够有效提高飞机地面滑行的舒适性与减振性。     

基于动量源的六旋翼无人机气动特性研究

<正>近年来,在军民用应用前景强烈刺激下,多旋翼无人机已经成为航空航天领域的研究热点~([1-2])。六旋翼无人机是多旋翼无人机家族中的重要一员,它可以悬停和垂直起降,还具有控制简易、维护方便等优点,适用于非常复杂的任务环境。旋翼无人机气动特性研究是无人机设计过程中的重要环节~([3-4]),目前对旋翼式无人机气动特性的研究主要针对直升机,对六旋翼无人机气动特性的研究少见报道。本文首先发展一种基于动量源方法的计算流体力学方法,     

NS-DBD等离子体激励器改善增升装置气动性能的风洞实验研究

正增升装置与飞机的安全性密切相关,在起降阶段大迎角状态下由于后缘逆压梯度增大易发生上表面流动分离。国内外已有众多等离子体激励改善其气动性能的研究。Little等~([1-3])发现在2.4×10~5～7.5×10~5的雷诺数范围内,毫秒脉冲等离子体激励可抑制后缘襟翼附面层分     

基于频域法的结构振动疲劳裂纹扩展寿命分析

正工程结构在服役期间往往会承受循环载荷,可能会萌生裂纹,最后裂纹扩展至断裂。疲劳破坏时的应力水平远比静载荷破坏时的应力水平低,而且疲劳破坏时一般没有明显的塑性变形,对工程结构的危害很大,甚至会造成灾难性的事故~([1])。因此,需要关注结构的随机振动裂纹扩展寿命问题。结构的振动疲劳同结构的动态特性(惯性、弹性和阻尼)和载荷的动力特性密切相关,同以往的静疲劳有很大不同~([2])。