城市物流无人机飞行任务剖面构建与优化

无人机应用于物流行业中末端配送环节已成为未来的发展趋势。针对现有物流无人机路径规划研究中对起飞、爬升、下降、着陆及备降等飞行任务剖面考虑较少的问题,提出了完整飞行任务剖面构建与优化的方法。首先,通过实际调研,建立物流无人机飞行任务剖面及参数化表达方法。然后,建立各阶段飞行任务剖面的数学模型,并基于模拟退火算法和粒子群算法对物流无人机飞行任务剖面进行优化。研究结果表明,优化后的飞行任务剖面耗能显著优于原始任务剖面,并可提高运行效率。     

长航时无人机续航性能试飞方法优化研究

利用解析算法可计算长航时,无人机在典型任务剖面下巡航段的最有利航程和续航时间,及其对应的飞行参数,分析无人机等高变速、等速变高和等高等速3种巡航方式,及不同飞行参数的选取,对其巡航段航程和续航时间的影响。结果表明:在均选取最佳飞行参数时,等高变速巡航方式能达到最大续航能力,等高等速巡航方式的效果次于等高变速和等速变高巡航方式。该研究结果可直接应用在型号试飞中的任务性能、续航性能科目试飞及后续部队作战使用试飞中,根据无人机的控制方式,选择合适的飞行策略提升长航时无人机作战效能。     

民用飞机飞行试验任务优化技术研究与实现

针对具有复杂耦合关系的试飞任务难以进行全局优化的问题,提出了一种计算机辅助任务优化方法,该方法将复杂的试飞任务优化问题分解为多项串联问题,然后采用启发式算法(A*算法)和遗传算法相结合的混合遗传算法获得试飞任务单的较优组合,并以此为基础实现对试飞任务进行全局优化。工程应用表明,通过使用该方法获得的试飞任务优化结果置信度高,可有效缩短飞行试验任务周期和降低试验成本。     

遥控驾驶无人机时间延迟与飞行品质分析

时间延迟是影响遥控驾驶无人机飞行品质的一个重要因素,在有人驾驶飞机飞行品质标准中,存在有效时间延迟和等效时间延迟两种概念以及相应的评估指标。对比有人驾驶飞机时间延迟的概念,分析了无人机时间延迟的组成,从飞行品质的角度出发给出了无人机时间延迟的定义和测量方法。利用飞行试验的手段,在遥控操纵模式下进行了典型试飞任务的试验,并基于试飞数据和试飞员评价,初步给出了时间延迟的试飞评估方法。     

基于无人机典型试飞动作的指令控制技术研究

针对现有无人机平台试飞中采用人工遥控操纵试飞方法存在实时性不足的问题,提出了基于无人机典型试飞动作的指令控制技术。通过对无人机平台飞行试验项目的分析,建立了无人机典型试飞动作单元库,设计了试飞动作单元的控制动作指令,提出了在无人机飞行控制系统的基础上增加嵌入式试飞动作环节的指令控制技术验证方案。试验结果表明,与人工遥控操纵方法相比,试飞动作指令控制技术具有操作简单,试飞动作更准确、规范,数据有效性更高的优点。     

民用飞机飞行模拟机数据包试飞任务优化结合方法研究

飞行模拟机数据包试飞用于获取飞行模拟机研制及鉴定所需的试飞数据,涉及多项试飞科目。为提高试飞效率、降低试飞成本,针对飞行模拟机数据包试飞与型号试飞的优化结合方法进行了研究。通过分析飞行模拟机研制进度要求、型号试飞规划、型号构型到位计划,以及飞行模拟机数据包试飞和型号试飞各试飞科目的试飞要求等要素,分别在试飞科目分析阶段和试验点分析阶段提出了不同的优化结合原则,包括试飞方法相似原则、科目类别相似原则、前置试验满足原则及构型要求兼顾原则。并给出了直接结合、试验点连续结合、形态变换结合及架次结合四种优化结合方法,以及优化结合方法所适用的飞行模拟机数据包试飞阶段。该优化结合方法已在实际型号飞行模拟机数据包试飞任务规划中得到应用,起到了减少试飞任务量的作用。     

无人机飞行试验参数辨识研究

针对大型无人机飞行试验,探讨了无人机气动导数的参数辨识过程。根据无人机飞行试验数据特点及模态激励方式,分析并实践了相应的数据处理过程,修正了试飞数据;结合参数的相关性分析,建立了合适的气动模型,进行了气动导数辨识并验证了部分导数,辨识结果是真实可信的。所研究内容对验证和优化无人机空气动力和飞控设计进而合理地评价无人机的性能和品质具有重要意义。     

多无人机监控航路规划

为了提高监控任务的效率，在执行任务前必须规划设计出高效的无人机飞行航路。针对这一问题，考虑在任务区域内进行多无人机监控航路优化存在计算的复杂性和收敛性以及计算数据量限制等问题，采用分散式方法对监控航路进行了优化，并以无人机的监控任务为例提出了一种监控效率指标评估的计算方法，解决了航路规划中的监控效率量化问题。通过该方法得到的无人机监控任务的飞行航路可以有效地提高无人机的监控效率。     

基于辨识模型的无人机鲁棒飞行控制方法

提出了一种基于系统辨识获取飞行动力学模型并进行鲁棒飞行控制律综合设计的方法。首先利用混合遗传粒子群优化算法,从真实试飞数据中辨识建立无人机动力学模型,然后基于随机鲁棒原理的设计方法和辨识模型,设计了无人机鲁棒飞行控制律。飞行试验验证表明,在无气动数据情况下所设计出的高性能鲁棒飞行控制律满足了无人机飞控研制的需求。     

彩虹系列无人机试飞安全管控

为了介绍彩虹系列无人机在试飞安全管控方面的经验,文中从试飞标准化流程建立、飞行试验安全技术设计、飞行试验安全管理体系建立等方面,详细阐述了彩虹无人机的试飞管控措施,为其它型号无人机达到低事故率的安全目标提供参考。     

联结翼无人机着舰性能分析

联结翼无人机具有升力大,操稳性好等特点。文章设计了一种联结翼无人机,可以模拟舰载机完成起飞、任务投掷、触舰复飞、在移动甲板上拦阻着舰等任务。通过控制方式和导引方式的优化组合,并考虑无人机飞行动力特点及运动方式进行试飞分析,结果表明:无人机的飞行性能、操稳性能及对指令的跟随性能都达到满意的效果,可为大型无人机上舰提供理论基础和技术支持。     

发动机飞行任务剖面Fuzzy聚类分析

七十年代后期,我们开始发动机载荷谱试飞。由于发动机飞行剖面参数变化比较复杂,虽然采用一些统计方法,分析剖面参数变化规律,但始终未能找出剖面分类方法,在整理发动机一百小时寿命期的载荷时,仍不得不采用典型任务及其被代表科目统计结果,这样就形成一个环形问题。发动机任务剖面如何从测试结果中分类才合理,才有代表性,也就是曲型任务剖面如何取得,一直是发动机载荷谱研究一个难题。美国军用规范提出对发动机任务剖面要进行统一化处理,如何处理始终是一个问号,几年来我们在探讨此问题。      

基于改进BP算法的长航时无人机效能提升研究

利用思维进化算法建立改进的BP神经网络模型,对无人机巡航时外部飞行环境与发动机工作特性之间建立多变量耦合关系。通过对飞行数据分析,规划无人机飞行策略,并利用模型预测结果辅助完成飞行前和飞行中的方案设计。飞行验证表明,与未经优化的飞行方案相比,优化后的飞行方案明显提升了长航时无人机的任务效能。该预测模型可应用于无人机复杂科目或风险科目的飞行前任务规划设计、任务模拟演练和风险评估等方面。     

太阳能/氢能无人机总体设计与能源管理策略研究

针对小型低空长航时电动无人机需求,给出了太阳能/氢能混合能源动力系统集成方案和小型低空长航时无人机构型。针对典型任务剖面,综合考虑太阳能电池和氢燃料电池特性,提出了一种考虑全机重量能量耦合关系的总体设计方法和任务剖面驱动的能源管理策略;建立了能源系统模型,给出了能源控制流程,开发了能源管理仿真平台。以1.5 kg任务载荷为例,完成了无人机总体方案设计,仿真分析了各种能源特性对飞行结果的影响。结果表明:能源管理策略能够根据任务剖面的要求合理配置能源系统的功率,满足各阶段的功率需求;无人机在冬至日航时为21 h、夏至日可实现跨昼夜飞行;在能源系统重量相同情况下,该混合能源无人机的航时分别是纯锂电池无人机和燃料电池无人机的5.5倍和1.2倍。     

基于指令姿态控制的无人机遥控着陆特性分析

对遥控操纵模式的无人机来说,有效、安全着陆是其飞行品质的首要要求。研究了无人机遥控操纵模式下着陆的典型问题和关键因素,从人机闭环角度分析,建议遥控着陆阶段采用姿态控制模式。在典型的无人机地面闭环试验环境中,模拟了典型时间延迟和链路短时中断情况,让试飞员分别在速率控制和姿态控制模式下完成遥控着陆任务,并按照修订后的适应于无人机飞行的库珀-哈珀评定准则进行评价。通过试飞数据分析和飞行员评价表明:指令姿态控制模式在遥控着陆任务中具有控制精确、飞行员工作负荷小和不易产生PIO等优势。     

国外电传操纵战斗机的首飞

电传飞机试飞与机械操纵飞机的试飞有许多不同之处，其风险性相对更高，尤其是首次将电传操纵系统应用于实际中。从机械操纵向电传操纵过渡应首先保证飞行安全。本文根据各种国外电传操纵战斗机的首飞情况。综述了电传操纵战斗机的首飞准备，主要任务保障支持，风险回避及试飞组织管理等，并给出了典型的首飞任务剖面。     

基于任务科目的直升机飞行品质评定试飞技术研究

主要对ADS-33E中飞行品质评定的要求进行分析,从任务科目、响应类型和可用感示环境3个维度进行飞行品质的等级评定研究,提出了直升机飞行品质综合评定的试飞技术研究思路,并对某型号直升机的试飞结果和有关问题进行了初步分析。     

粒子群优化算法在微型无人机设计中的应用

针对一种翼展为550mm的电动力微型无人机的优化设计问题．对粒子群优化算法进行了改进，弥补了原来算法当最优解在设计变量上下限边界时无法找到最优解的缺陷，然后对电动力无人机的电池容量的优化选取进行了探讨，最后对该机进行了研制和试飞。由试飞结果可知，该机的留空时间为68min，与优化计算结果十分相近，证明了优化计算结果的可行性和高精度。     

无人机发动机惯性起动试飞技术

无人机系统在局部冲突战争中逐渐取得了尖兵地位,各系统的可靠性对于无人机实现战役战术任务十分重要。双发无人机不仅提升了动力系统余度,也为研究发动机的空中起动特性提供了平台。以某双发无人机为研究对象,建立无人机双发停车时的空滑模型,通过空滑性能分析确定空滑返场最远点,即惯性起动试验状态点位置,完成了任务航线和试飞流程的规划,进行地面惯性起动试验和模拟单发飞行和着陆试验后,成功完成2个状态点的空中惯性起动试验。结果表明,目标无人机配装的发动机具有良好的空中惯性起动性能,惯性起动可靠性较高,惯性起动试飞技术具有较好的工程应用价值。     

运输类飞机APU冷却系统飞行试验研究

运输类飞机适航标准规定APU冷却系统飞行试验是APU系统适航取证试飞必须进行的科目之一。以某型民用飞机的APU冷却系统为对象,研究一个典型飞行剖面内APU冷却系统相关温度参数的变化情况,对试验结果进行了分析,提出APU冷却系统适航验证试飞方法。