军事动态

参与美国国防预研局(DARPA)“变形飞机结构”项目的新一代航空公司研制的变形机翼小型无人机,已经完成了风洞实验,不久将进行飞行试验。与洛克希德·马丁公司机翼可折叠的三维变形飞机不同,新一代航空公司的方案是平面(二维)变形飞机,机翼采用由9个铰接关节驱动的格状结构,外面是一层可以伸缩的蒙皮,飞行     

超声速斜机翼运输机

组合了独特的超声速、远程和长续航的能力的斜机翼飞机在 DARPA 被称为“弹簧折刀”(switchblade)项目,将于几个月内正式进入研制轨道。早期的研制斜机翼概念首先出现于1942年格鲁门公司里查德·沃格特设计的将一个可以转动的斜机翼置于机身的顶部的 P.202喷气战斗机。在以后几十年中,这种     

变体机翼前缘结构优化设计及力学分析

正变体飞行器是指在飞行过程中根据环境及飞行任务的变化自主改变外形,从而在各种飞行环境下实现最优飞行性能的飞行器。1995年,美国国防部高级研究项目机构(Defence advanced research projects agency,DARPA)启动了智能机翼项目。研究者尝试使用自适应材料驱动系统以实现高性能的变形控制。研制了由形状记忆合金驱动的、无铰链的、轮廓光滑的机翼后缘,风洞实验数据表     

飞行汽车机翼折叠机构设计

为保证飞行汽车在空中安全飞行、地面稳定行驶的功能需求,机翼折叠机构设计是其中的关键技术。在通过多方案对比分析后,采用折叠机构与传力结构一体化设计技术,设计了基于槽轮原理的机翼折叠机构/结构方案,研制了折叠机构原理验证样机。通过ADAMS运动仿真、结构强度分析和原理试验验证,机翼折叠机构满足折叠功能和承载性能要求。探索了特殊构型下,机翼折叠机构/结构的设计分析方法,为特殊构型飞行器设计和研究提供了技术积累。     

民用飞机辅助发电机多功能试验装置的设计与实现

根据民用飞机辅助发电机(APU GEN)试验需求,设计并实现了专用于APU GEN试验的APU GEN多功能试验装置,该装置可远程操控,不仅具有冷却功能和加热保温功能,而且还具有润滑油流量连续可调节功能、联锁控制以及保护功能,能较好地满足APU GEN的试验需求。该装置的成功实现,不仅保障了民用飞机电源系统设计验证工作,而且还积累了我国民用飞机电源系统试验配套设施研制经验,对我国民用飞机电源系统试验具有重要的指导意义。     

特大展弦比机翼的特性与设计

大展弦比机翼有明显的升/阻(L/D)优势。但随着机翼展弦比的增大,在机翼结构重量控制条件下,机翼成柔性机翼,飞行中机翼的弹性变形量随速压(1/2ρV2)增大而增大,出现了严重的气动/结构耦合的问题。本文阐述了耦合问题的成因和解决途径,为特大展弦比机翼飞机(长航时无人机)的设计提供参考。     

ISTAR无人驾驶直升机

20世纪80年代,美国通用动力公司在“环形翼”计划下,利用微型飞行器技术公司的“增升涵道风扇”(LADF)飞行器开始研制一种微型飞行器。后来得到美国国防远景研究计划局(DARPA)的合同,作为“制式飞行器”(OAV)计划的一部分继续进行研制,于2000年首飞。这一年,微型飞行器技术公司、GASL公司和通用动力工程公司联合成立联合航宇公司专门从事ISTAR无人机的研制。2002年制造了各种比例尺寸的验证机用于“情报搜集、监视、标目搜索和侦察”(ISTAR)。2002年初得到了DARPA和美国陆军的1500万美元的后续合同以执行微型飞行器(MAV)“先…     

空中微智能传感探测系统研究

针对智能传感技术未来的重要发展方向,分析了作为空中微智能传感探测系统的微型飞行器(MAV)技术特点和应用前景,研究了MAV的技术类型和国内外现状,总结了MAV的技术发展趋势,并在分析MAV主要系统构架的基础上,梳理了MAV系统研制所涉及的主要关键技术,最后对MAV的未来发展给出了建议。     

大型飞机机翼典型盒段后屈曲分析与验证

大型飞机机翼盒段结构静强度问题复杂,开展典型盒段稳定性研究,对机翼结构优化设计和降低研制成本具有重要意义。由于材料非线性和结构几何缺陷,对机翼典型盒段进行了后屈曲仿真分析,并通过破坏试验进行对比验证。结果表明,机翼典型盒段后屈曲仿真分析的失稳载荷和承载能力与试验值误差在5%以内,预测的破坏模式与试验结果相似,可为大型飞机机翼结构稳定性设计提供参考。     

微型飞行器的设计原则和策略

为了探索微型飞行器(MAV)总体设计方法,在简要介绍微型飞行器的概念与技术难点的基础上,笔者根据多年的MAV研究和试验,提出了对微型飞行器设计原则的思考,阐述了研究性和实用性MAV以及固定翼、扑翼和旋翼等不同类型MAV的设计特点。通过MAV设计的矛盾与协调关系、设计方法和优化问题说明了MAV设计的特殊性。最后,展望了微型飞行器设计的发展方向,为微型飞行器总体设计研究提供了参考思路。     

自适应制造——加速武器系统研制的利器

美国国防部认为武器系统现有研制模式周期长、成本高、不能保证及时交付。美国国防预先研究计划局(DARPA)投资10亿美元启动"自适应制造(AM)"计划,致力于通过采用铸造式基于平台的设计、奖金挑战赛等创新研究方法与工具,实施生物系统、材料与结构、组件级、武器系统级等多层次多领域的项目研究,加速技术研发创新、促进新技术快速应用,显著缩短武器系统研制周期,重新确立未来武器系统的制造模式。     

柔性扑翼非定常涡格法气动计算的改进与实现

旨在快速、准确地模拟微型扑翼飞行器(Flapping-wing MAV)周边流场,根据柔性扑翼的扑动特点,提出了微型飞行器(MAV)气动力计算的一种改进非定常涡格法(UVLM)模型,该模型中充分考虑机翼的瞬时柔性变形、诱导阻力、尾迹涡环畸变以及黏性耗散等因素对气动力的影响;给出了该模型的一个可视化实现,并通过实例验证了该模型的可行性和有效性。算法仿真表明,采用该模型可使平均升力和平均推力计算精度分别提高20%和70%左右。为了提高运算效率,还研究了剔除尾涡对UVLM性能的影响,计算结果显示,剔除距翼面适当距离处的尾涡后,可在保证算法计算精度基本不下降的前提下使运行时间减少2/3,这表明改进的UVLM可作为MAV的一种快速气动力估算工具,在MAV的优化中存在显见的应用价值。     

基于多学科综合的MAV鲁棒飞行控制器设计

气动、结构、推进和环境等学科设计参数变化与耦合对微型飞行器(MAV)性能影响明显，MAV飞行控制器设计应考虑这些因素。将MAV多学科模型集成在统一框架下，提出了基于各学科设计参数变化的线性化建模方法，研究了利用μ综合手段进行MAV飞行控制器设计的方法和步骤，并将此方法应用于某MAV纵向控制器的设计与评估中。     

隐身结构机翼RCS分析与优化设计

以前缘内部填充吸波材料的隐身结构飞机机翼为研究对象,采用矩量法对其向前的雷达散射截面(RCS)进行数值分析;根据代理模型优化策略,对上述机翼隐身结构中的吸波材料厚度与劈角的选取进行RCS特性分析与优化。研究表明,和全金属机翼相比,隐身结构机翼具有更好的隐身特性;经过优化设计,可在典型方位上显著降低翼面结构RCS,提高了原隐身结构的吸波性能。     

微型扑翼的推进特性实验研究

为了研究微型扑翼的推力和推进效率特性,研制了基于虚拟仪器（VI）的微型扑翼风洞实验系统。该系统以西北工业大学现有微型风洞为基础,采用了高精度六分量天平、角度传感器、新型机翼扑动机构、可编程电源、工控机等设备,利用基于虚拟仪器（VI）的LabView软件对上述设备进行集中控制与数据处理。利用上述实验系统研究了风速、扑动频率、展弦比、根稍比及机翼扑动幅度对微型扑翼推力和推进效率的影响,总结出了微型扑翼推力及推进效率的基本规律,为微型扑翼飞行器机翼设计及飞行控制方式提供了参考。     

轻型复合材料机翼铺层优化设计与分析

在给定全复合材料机翼结构几何外形尺寸条件下,以最高载荷/质量比(P/W)为目标,提出了一种复合材料机翼铺层优化设计与分析方法。主要进行了三方面优化工作:铺层厚度优化、铺层比例优化以及铺层顺序优化。首先,在初始结构方案的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对复合材料层合板进行结构优化,得到了复合材料层合板铺层厚度与铺层比例。然后,插值拟合生成结构性能(即P/W)在设计区域的空间分布曲面,量化材料分布对结构性能的影响,得到了最佳材料分配比例,为分析复合材料铺层提供了新方法。最后,根据已经得到的铺层厚度和铺层比例方案,运用遗传算法对铺层顺序进行优化,得到最优铺层方案。根据最终优化的铺层设计方案,加工制造机翼样件并完成了试验验证。数值模拟结果与试验结果非常吻合,其中,破坏载荷的相对误差为-1.91%,结构刚度的相对误差为1.10%。与初始设计相比,载荷/质量比提高了70.23%(忽略翼梢小翼),证明本文优化工作的合理性与有效性。     

JSTARS联合监视目标攻击雷达系统

JSTARS联合监视与目标攻击雷达系统是美国空军和陆军联合研制的一种先进的机载多功能雷达系统,它使用的载机是E-8A飞机(波音707的改进型)。该系统能在白天、夜间和大多数气象条件下探测、跟踪与分辨移动的或固定的目标位置,帮助地面指挥员在视野以外指挥攻击目标。目标信息通过加密的数据链传送给各级指挥站的地面站。美空军官员称该系统为“电子高地”。本文对JSTARS系统的组成和使命、以及在海湾战争中所起的作用作了介绍,还简述了该系统的发展趋势及价格。     

基于无迹卡尔曼滤波法的串联型电池系统 荷电状态估计研究

以锂离子电池为载体的电源系统为航天器稳定可靠运行提供了一种有效的方式.多个电池单体经串联可扩大电池系统容量,即串联型电池系统.为准确估计串联型锂离子电池系统的荷电状态(State of Charge,SOC),针对扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)计算复杂、精度不高等问题,结合串联型电池系统空间状态方程,提出基于无迹卡尔曼滤波法(Unscented Kalman Filter,UKF)的串联型电池系统荷电状态估计算法.在恒流和脉冲两种工况下,通过对比分析UKF与EKF算法的仿真结果与实验数据的匹配情况,证明了提出算法的准确性和高鲁棒性.     

基于参数不确定性的MAV模型线化方法研究

微型飞行器(MAV)体积小、重量轻,设计参数与飞行状态参数的微小变化对其飞行性能影响很大,MAV飞行控制器的设计必须考虑这些不确定性因素。本文对此进行了分析,讨论了对具有参数不确定性的MAV系统进行线性化处理的方法与步骤,针对某无尾MAV的一组优化设计开展了相关研究。     

简讯

两个航空科技重点实验室建设即将启动　　航空工业总公司将投资３０００万元在南京航空航天大学建立航空电源和智能材料与结构重点实验室。其中,航空电源重点实验室建设总投资为１８００万元,主要用于购置、配备高水平的仪器设备,将重点建设计算机仿真、航空电源系统、飞机配电系统、电力电子技术、结构工艺等５个实验研究单位;智能材料与结构重点实验室建设总投资１２００万元,主要用于购置、配备高水平的材料／结构环境试验设备和材料／元件的制备及集成设备,重点建设自适应机翼和旋翼、飞机结构健康监控、结构减震降噪、材料制备、…