高超声速气膜冷却技术研究进展及发展方向

随着飞行器速度的进一步提高以及对可重复使用飞行器的需求,高超声速气膜冷却技术已经成为航空航天技术发展的热点问题。开展高超声速飞行器主动气膜冷却技术研究,对于解决高超声速飞行器面临的热防护问题,突破防热技术瓶颈,有十分重要的意义。本文在对主动冷却热防护技术原理、分类及其机制进行系统研究的基础上,从实验研究和数值模拟两个维度,对二维槽缝气膜孔工艺、离散气膜孔工艺和高超声速逆向喷流技术等高超声速气膜冷却技术以及影响气膜冷却效果的因素的研究现状进行了梳理和分析,进而提出了高超声速气膜冷却技术的防热材料研制、材料制备工艺、多气膜孔特性实验研究、逆向喷流气膜孔冷却技术实验验证等研究方向。     

附件机匣振动力学行为及寿命分析

附件机匣作为航空发动机的重要部件,获得其寿命指标至关重要,在对附件机匣壳体进行疲劳寿命分析时,需要充分考虑其复杂多样的工作环境以及各载荷情况。基于ANSYS Workbench有限元仿真,计算得到了附件机匣在考虑自身重力和固定约束条件、轴承载荷、温度场以及振动载荷谱共同作用时的应力响应功率谱密度。采用雨流循环计数方法并通过MATLAB编程计算得到附件机匣的疲劳寿命。结果表明:振动谱沿Z轴得到的等效应力值最大,且最大点的应力响应PSD谱中σx的总均方根值远大于其余应力。单独采用σx应力PSD谱和采用所有应力PSD谱计算得到的寿命相差仅50 min,因此可采用RMS最大的σx应力PSD谱计算附件机匣的疲劳寿命。     

模具材料对复合材料制件固化过程应变的影响分析

复合材料热压罐固化工艺过程中,制件的固化变形依旧是影响成形质量的重要原因。通过光纤光栅和热电偶相结合的方法对复合材料制件在热压罐成形工艺过程中的温度和应变进行在线监测,研究了树脂基体对制件应变的影响规律,并基于此分析了不同模具材料对制件固化过程应变和固化变形的影响。试验结果表明:树脂与模具是复合材料固化过程应变变化的主要影响因素,在升温/保温阶段,树脂的流动、热膨胀、固化反应等是应变变化的主要原因,而在降温阶段模具收缩对应变变化起主导作用;不同模具材料的刚度、与制件的结合能力以及热膨胀系数的变化会在复合材料固化过程的不同阶段对应变变化产生较大影响。本文获得了不同材质模具试验条件下复合材料制件固化过程中的应变曲线,分析了固化过程中模具对复合材料制件内部应变的影响规律,为深入分析大型复合材料构件固化变形提供了理论支撑。     

多面体网型空间抓捕机构的设计与分析

提出一种面向空间服务需求的新型多面体网型空间抓捕机构,以3-RRS并联机构为本体,将其动平台用空间单闭环六杆机构Bricard机构替代,通过Bricard网口的缩放运动和本体的包拢变形对空间目标进行抓捕以及位置和姿态的调整。通过在ADAMS软件中进行仿真来验证其抓捕过程,并以仿真所得关节受力情况为基础,在ANSYS软件和I-DEAS软件中进行仿真分析,对所提出的多面体网型空间抓捕机构进行强度分析与热平衡分析的工作,确保其机械结构强度和对热环境的适应性能够满足实际使用的需求。理论分析和仿真试验结果表明:该机构可满足空间目标抓捕任务的需求。     

航空发动机转速模拟系统最少拍控制

本文研究了飞行训练用航空发动机转速模拟系统拟最少拍控制设计。采用电液泵控马达系统能满足航空发动机转速模拟系统对大功率的要求,但在大幅度阶跃输入下的动态响应难以达到预期的要求。本文提出的拟最少拍控制设计解决了这一问题,实验验证了设计的有效性。      

复合材料构件模具材料选择模糊决策研究

为了实现复合材料构件模具材料的计算机辅助决策,在分析研究复合材料构件模具材料选择的知识和经验的基础上,运用加权多因素模糊模式识别技术,同时结合基于规则的推理（RBR）技术和权重动态调整技术,实现了具有一定自适应功能的复合材料构件模具材料选择模糊决策方法.实践表明,该决策方法能够很好地实现复合材料构件模具材料选用的快速智能化决策.     

一种基于规则约束着色Petri网的车间调度器

针对制造执行系统(MES)的核心模块--车间生产调度模块,利用对离散动态系统具有准确描述能力的着色Petri网(CPN)对车间生产进行了抽象和建模:通过向网系统中引入规则约束,为车间内的动态事件和扰动提供了动态调度.为了实现MES生产调度模块的易集成、快速重用性,提出了利用分布式组件(DCOM)技术将车间调度模型封装为车间调度器的实现方法.     

基于零化相对速度偏角的变结构末制导律设计

针对拦截问题,选取导弹和目标的相对速度矢量与导弹—目标视线之间的夹角（即相对速度偏角）作为滑模面,无须对导弹—目标相对运动学方程进行归一化,且不对弹目速度比进行限制,将有关目标运动的加速度和方位信息视为干扰量,应用变结构理论设计了一种变结构末制导律,并应用Lyapunov理论进行了稳定性分析。仿真结果表明,所设计的导引律对目标机动具有很强的鲁棒性。     

航天大尺寸铝蜂窝芯板切割机床设计和试验

基于铝蜂窝芯板的特点和需求,结合铝蜂窝芯板加工尺寸精度要求,设计了铝蜂窝芯板切割机床。简要介绍了铝蜂窝芯板切割机床结构,分析了铝蜂窝芯板切割机床的各参数影响几何误差。通过切割实验,验证了机床设计的合理性。通过对比实验的方法,分析了铝蜂窝芯板切割机床的刀具转速、进给率、铝蜂窝板层数、切削热对机床加工误差的影响,为进一步提升铝蜂窝板的加工精度提供了方向。高精度铝蜂窝芯板专用切割机床的研制对提高铝蜂窝芯板的综合性能具有重大意义。