Multi–physical-field characteristics modeling and structure optimization for kW-level ultra-high-speed PM motors with integrated support system

In the aerospace industry, the low-mass ultra-high-speed flywheel system play a critical role. In this paper, a kW-level Ultra-High Speed Permanent Magnet Synchronous Motor (UHSPMSM) as the core component of flywheel system is proposed and analyzed with consideration of multiple physical fields, including electromagnetic characteristics, mechanical strength and rotor dynamics. The integrated support structure is put forward to improve rotation accuracy and operation stability of the UHSPMSM. Further, influence of the integrated support structure on critical speed is explored, and the key parameters such as support position and support stiffness are designed. Moreover, the rotor strength is analyzed by analytical model developed of rotor stress that can deal with multiple boundary types. Material and thickness of the sleeve are optimized, and range of interference value is accurately limited based on four extreme operating conditions. The 3-D Finite Element Model (FEM) is used to validate the strength characteristics and stress distribution of rotor. A 1.5 kW-150000 r/min UHSPMSM with integrated support system is manufactured and tested. The feasibility of UHSPMSM proposed and the accuracy of analysis method are verified through electromagnetic, temperature rise and vibration characteristics test. The machine prototype realizes the load operation at rated speed and the multi-physical-field characteristics achieve the design specification.     

基于性能保障分析的飞机备件需求预测模型

基于性能的后勤保障其实质就是购买性能而不是传统的购买产品和服务。目前这已成为美国国防部首选的产品保障策略。鉴于目前飞行训练任务期间备件需求量预测方法与定期维修保障模式顶层指标相脱节,预测结果无法适应飞行训练及面向性能保障的需求,文章通过基于性能的保障性分析方法,给出了基于性能保障分析的备件需求规划流程;以维修保障费用最低为目标,飞机使用可用度、备件保障概率、备件利用率等保障性指标为约束条件,建立了基于多约束的飞机备件预测模型。实例应用表明,该方法所获取的备件需求预测量完全基于设备保障性能角度建立,能够满足用户提出的"购买性能"需求,既有利于实现某型飞机系统维修保障顶层设计要求,又增强了备件需求定量预测的可操作性。     

压电网络对叶盘结构气动阻尼的影响

首先通过引入气动影响系数,建立了振动相关气动力与系统振动位移成比例的线性模型。基于此导出了叶盘结构气弹耦合的线性振动方程。接着在叶盘结构中引入压电网络,建立了流 机 电耦合动力学方程；并采用集总参数等效模型研究了压电网络对叶盘结构气动阻尼的影响,对流 机 电耦合系统的特征值问题进行求解,获得了可作为系统气弹稳定性判据的模态气动阻尼比。研究表明,压电网络可以有效改善叶盘结构主要振动形式——节径型振动的气弹稳定性；通过对压电网络中电学参数进行优化设计,可以在较宽范围内提高叶盘结构的颤振边界；压电网络对弯曲振动模态气动阻尼的改善效果优于弯扭耦合振动模态。      

基于支持向量机的抗干扰决策技术

为了应对日益复杂的电磁环境，认知雷达的概念被引入电子战中。认知电子战系统包括认知侦察、认知对抗和认知效能评估3个重要环节。针对认知电子战系统对抗干扰决策技术的需求，为实现自适应的决策抗干扰措施，将支持向量机(SVM)算法运用于抗干扰决策中。仿真结果表明:基于SVM的抗干扰决策技术可以自适应地决策抗干扰措施，进行干扰对抗，该算法完成了认知电子战中的最后的一步，使认知电子战系统实现闭环。     

基于GRASP算法的 甲板航空保障作业流程优化

甲板航空保障作业流程是连接舰载机回收和出动的重要纽带,是舰载机机群作战能力生成的核心环节。面向航空保障作业部分流程的不确定性,以航空保障完工时间最小化为优化目标,考虑甲板作业过程所涉及的固定前后序流程约束、不可并行作业约束、保障人员约束、保障设备约束和资源供给能力约束等约束条件,构建了甲板航空保障作业流程优化的数学模型;在此基础上,针对问题的求解设计了相适应的GRASP算法,在初始解构造阶段引入了基于规则的生成策略,在邻域搜索阶段采用双向对齐机制进行局部优化。基于保障任务案例的仿真结果显示,该算法有效地解决了甲板航空保障作业流程优化且相对于其他经典算法更为高效和稳定。     

基于气弹耦合的旋翼桨涡干扰噪声预测方法

建立了基于气动/弹性耦合的旋翼桨涡干扰（BVI）气动和噪声分析方法。气动模型包括修正Beddoes尾迹模型和CFD模型，噪声计算采用基于声学类比法推导出的FW H（Ffowcs Williams Hawkings）方程，弹性桨叶动力学建模采用有限元方法。应用所建立的方法，对刚性的OLS（operational load survey）旋翼桨涡干扰状态的气动和噪声特性进行了计算，对比了两种气动模型在研究桨涡干扰问题的有效性；以弹性的HART Ⅱ旋翼为研究对象，分析了桨叶弹性、时间步长对桨涡干扰气动载荷和噪声的影响。结果表明:进行桨涡干扰计算时所采用的时间步长不宜超过2°。CFD方法由于固有的数值耗散，计算出的OLS旋翼噪声声压峰值仅为试验值的60%，而修正Beddoes尾迹模型能够避免数值耗散，且具有高效率的优势。考虑桨叶气动弹性能够提高旋翼桨涡干扰噪声的预测精度。      

基于双参数断裂准则的剩余强度预测

双参数断裂准则为一种估算结构剩余强度的简单方法,然而原始推导过程应用了一些假设。为了给出更严谨的证明,从Neuber公式出发严格推导双参数断裂准则公式。用试样的初始裂纹长度代替临界裂纹尺寸,以简化该准则。运用简化的双参数断裂准则估算M(T)、C(T)试样以及复杂结构(三孔拉伸试样)的剩余强度。结果表明:运用简化的双参数断裂准则估算M(T)、C(T)试样的剩余强度时,估算误差在7%以内;运用简化的双参数断裂准则估算复杂结构(三孔拉伸试样)的剩余强度时候,估算误差在5%,说明双参数断裂准则可以用于加筋壁板剩余强度的预测。     

美国空军装备全寿命保障工作分析与思考

装备保障是装备有效发挥战斗力的基础，研究如何开展全寿命周期的保障工作具有重要的现实意义。本文系统梳理了美军装备全寿命周期保障工作，区分论证、研制、服役和退役四个阶段，分析了各阶段的工作内容和特点，并结合我军装备保障现状和存在的问题，从装备全寿命周期角度，提出了相应的对策建议，为推动和促进我军装备全寿命保障工作提供了理论支持。     

基于模糊信息粒化和优化SVM的航空发动机性能趋势预测

提出采用模糊信息粒化(FIG)和优化的支持向量机(SVM)来预测航空发动机参数的变化趋势和变化空间。利用模糊信息粒化方法对性能参数进行粒化处理。以K CV验证误差最小作为优化目标,采用遗传算法(GA)实现支持向量机惩罚参数和核函数参数的自适应优化选择；训练SVM模型并进行并对模糊粒子非线性预测。利用某航空公司的某型航空发动机性能参数监测数据进行验证,结果表明:该算法可以有效实现航空发动机性能参数变化趋势和变化空间预测。在实例基础上分析了窗口大小对算法预测精度的影响以及算法多步预测的效果,得出算法最佳窗口大小为3个数据且算法3步以内预测误差小于10%。