垂直起降运载火箭总体方案研究

垂直起降运载火箭研制是航天与航空技术的一次融合，相对于传统一次性火箭而言，其研制是对运载火箭总体设计理念的革新。本文从运载火箭总体设计的角度出发，结合工程研制实际，通过垂直起降火箭一二级分离、推进剂管理、气动设计、弹道优化设计等方面的风险评估及约束条件分析，结合具体方案设计，对垂直起降火箭与传统火箭总体设计的差异及难点进行了分析，给出了建议，同时阐述了对垂直起降运载火箭总体设计的思考。常规运载火箭成熟的设计理论和技术，需要增加新的约束和进行改进后才可适用于垂直起降火箭方案设计。     

滑跑条件下短舱进气道地面涡数值仿真

针对滑跑条件下短舱进气道地面涡进行了三维数值仿真研究,分析了来流风速、滑跑速度和短舱进气道距地面高度对地面涡的影响,得到了地面涡的变化规律以及对进气道流场品质的影响。研究结果表明:随着滑跑速度的增加,地面涡会向下游移动,当滑跑速度达到一定值时,地面涡消失;短舱进气道距地面高度越低,越容易形成地面涡,随着短舱进气道距地面高度的增加,地面涡向下游移动;在风速一定的情况下,随着滑跑速度的增加,地面涡强度先增加后减弱。文中给出了滑跑条件下地面涡的分界线方程,可作为是否存在地面涡的判断依据。     

轮式起降无人机滑跑起飞阶段动力学仿真研究

无人机地面滑跑起飞阶段是飞行过程中的危险阶段,其受力情况复杂,动力学特性与空中飞行时略有不同。以某轮式起降无人机为研究对象,根据起落架的机械特性和几何关系将起落架等效为一个弹簧阻尼系统,并在Matlab/Simulink中集成无人机本体、起落架、发动机、舵机、控制系统等模型,建立的仿真平台模拟无人机滑跑起飞全过程。结果表明:该轮式起降无人机在滑跑起飞过程中压着机头滑跑,始终对准航向,滚转姿态变化很小;在大油门推力作用下无人机增速较快,抬前轮后瞬间主轮离地,并以稳定的速度爬升,较短时间内可以到达安全高度。     

高鲁棒性的螺旋桨片条理论非线性修正方法

针对螺旋桨极端状态分析计算的问题,对片条理论（BEMT）方法进行了一定的改进。虽然片条理论在常规工况下能够比较准确地计算拉力和功率,但在考虑严重非线性的部分工况下,如很低或很高前进比状态,传统片条理论存在一定的局限性,无法可靠地计算拉力、功率、环量分布及诱导速度。鉴于此,分析了传统片条理论方程解的不唯一性和诱导速度的奇异性,然后结合涡流理论提出了一种环量迭代修正方法,解决了传统片条理论在极端工况下的计算困难。另一方面,为了兼顾多种叶素非线性效应,应用人工神经网络对叶素的大迎角特性、低雷诺数特性及跨声速特性进行特征提取,并为片条理论提供高效的叶素非线性气动特性预测。通过与计算及试验结果对比,验证了修正片条理论方法针对本文计算模型能够在很低/很高前进比下进行准确计算。在本文算例中,拉力和功率的相对误差在常规工作段可以保持在5%以内,在很低和很高前进比下仍可以保持在10%以内。     

舰载飞机弹射起飞参数的优化研究

为了充分利用各种有利因素提高舰载飞机的弹射起飞性能，采用共轭方向法对舰载飞机弹射起飞参数进行了优化研究，优化计算结果表明，单独依靠前起落架的突伸会导致过大的前起落架载荷，只有把前起落架的突伸和升降舵的操纵相配合，才可以获得满意的弹射起飞航迹。     

国产民用运输类飞机障碍物限重计算模型优化研究

航空公司使用多年的某国产民用飞机性能软件,在障碍物限重计算准确性方面虽能获得较满意的结果,但计算时间较长。分析该软件所用计算模型计算效率较低的原因,通过对比采用最小改平高和采用最大改平高两种模型的计算结果和计算效率,建立优化模型,计算不同障碍物、不同风速条件下,优化模型与原模型的障碍物限重、改平高度和计算时间,并进行比较分析。结果表明：两种模型的障碍物限重和改平高度计算结果基本相同;无障碍物时,不论有风无风,采用最小改平高的优化模型相对采用最大改平高的原模型均可减少计算时间25%;有障碍物时,无风情况下,采用最小改平高的优化模型可减少计算时间78% 以上,有风时,则可减少计算时间75% 以上。采用最小改平高的模型可以兼顾准确性和高效性。     

飞翼布局飞行器可伸缩腹部襟翼气动分析

研究可伸缩腹部襟翼对飞翼布局飞行器的增升作用,可以分析其对飞行器气动力的影响规律。本文以某飞翼布局飞行器为初始外形,利用数值模拟方法针对可伸缩腹部襟翼伸展时的缝隙分布进行选型;在此基础上,分析腹部襟翼不同收起状态的全机气动力特性。结果表明：可伸缩腹部襟翼完全伸展时,山字形舵片之间的缝隙能够有效减轻其后方的气流分离,增强增升效果,并且当缝隙宽度和山字形舵片宽度一致时,增升效果最好;在可伸缩腹部襟翼收起过程中,俯仰力矩系数随腹部襟翼高度改变呈现准线性变化,并且可伸缩腹部襟翼的增升效果好于相同高度的无缝隙腹部     

起飞小速度离地事故分析

以飞机迎角自动增大为线索，对一起由小速度离地造成的严重飞行事故进行了分析，指出了在这起事故中飞行员在操纵方面和指挥员在指挥方面存在的问题，明确了对小速度离地这一特殊情况的预防和处置方法，并采用定性分析方法说明了飞机小速度离地的原因和动态特点，使飞行员便于把握其要害，深刻理解处置原则，对小速度离地的预防和及时准确的处置提供了帮助。     

飞机抗拒风切变能力的计算

本文基于文献[1]-[4]对大型喷气飞机穿越严重风切变-微下冲气流的大量的优化轨迹的分析所得出的结论,提出了一种简单、近似的飞机安全穿越微下冲气流的性能指标,并基于能量守恒定律推导出一种近似的计算飞机抗拒风切变能力的解析公式。通过对波音-727飞机在起飞、着陆阶段的抗拒风切变能力的计算,表明该公式之计算结果与通过时间历程进行动态分析计算所得结果一致。从而为飞机风切变的警告,抗风切变控制系统的设计等等提供了一个有效的计算方法。     

航天飞机起落装置设计研究

 本文介绍单级入轨航天飞行器地面加速器和垂直起飞、水平起飞飞行器着陆装置的设计,包括:地面加速器的设计要求;系统组成;功能和性能以及着陆装置的结构强度;着陆载荷;设计要求和重量分配。