弹性飞行器动力学与控制研究现状和发展趋势

扼要叙述了弹性飞行器动力学与控制的研究内容、发展历史.重点介绍了国外在该领域各个研究方向上的研究现状和进展,并做了相应的分析与评述.同时也介绍了我国学者在这个领域所做的贡献.最后,在分析国内外研究现状和相关领域发展的基础上,结合自己的研究成果,对弹性飞行器动力学与控制的发展趋势做出了预测和评价,并提出了四个值得研究的关键问题.     

基于单目偏折术的半球谐振子面域振型测量

针对半球谐振子振型的高精度面域测量难题,提出一种基于单目偏折测量术的测量方法。将半球谐振子振型测量转换为法向摆动角度测量,并基于逆向光线追迹对振型测量系统进行设计。在图像中提取振动拉长模糊斑的基础上,基于图像解卷积计算斑点摆动轨迹,将其转换为法向分别在经纬方向上的摆动角度,进而拟合得到半球谐振子振型的相关参数。实验结果表明,该方法可实现半球谐振子振型的高精度拟合,对振幅和法向摆角的测量分辨率分别可达10 nm与10μrad。与传统振动测量方法相比,其结构简单灵活、抗干扰能力强,有广阔的应用前景。     

高频浅体声波晶体频率源

本文论述了高频浅体声波(SBAW)晶体延迟线的设计和制造。为了避免低频体波源倍频后固有相位噪声的增大,就要求直接产生频率为千兆赫范围的信号。如果用一个体波晶体锁定千兆赫频率,就可改善其近载频相位噪声。本文所提到的延迟线采用近似AT和BT切晶体,因为AT切具有高的波速,而BT切则具有良好的温度稳定性。采用串联模型来选择设计参数。该模型利用窗口宽度,指数,波速及耦合常数来预测辐射电阻、电容和转换损耗。把该模型与传输损耗的实测数据结合起来考虑,就能准确地预测延迟线的总插入损耗。近来对该模型的仔细研究表明,在千兆赫频率上,插入损耗和Q值之间有着很好的折衷解决办法。用电子刻蚀法在有机玻璃保护层上做出0.4μm的图形。保护层一般是单层的。但也试验过多层方案。已经提出金属换能法的叉指是否灌封在晶体中的判断准则。通常金属叉指并不灌封在晶体中,器件仍具有低的插入损耗、高的Q值及良好的温度稳定性。AT切晶体的基波与五次泛音延迟线和BT切晶体的五次泛音延迟线均采用卸下(Lift—off)法制作。频率范围为3—5GHz。其最好的延迟线的插入损耗不到20,Q值大于2000。使用在高真空下冷焊的TO—8外壳还设计出了低耦合的封装。此延迟线不用有机材料,而是将其固定在一个无应力的不锈钢支架上。本文也给出了相应噪声和预老化数据。     

基于动态指标的飞机方案多目标优化方法

为提高飞机方案多目标优化过程中最优解的搜索效率,对多目标方案的比较评价方法及其在优化中的应用进行了研究.提出了可用于多目标方案对比评价的基准指标,并建立了利用新生成方案的目标值对基准指标进行动态更新的动态指标.通过采用动态指标构造适应度函数改进了多目标遗传算法,进行的双目标优化算例表明,改进的算法能够获得更优的Pareto前沿.采用改进的多目标优化方法对一种轻型战斗机概念方案进行了优化设计,设置了重量、气动、隐身等4个优化目标,优化结果验证了基于动态指标改进的多目标遗传算法在飞机概念方案设计优化中的有效性.      

铝锂合金——新一代轻型金属结构材料

在低比重铝合金基础上发展起来的铝锂合金的进展愈来愈快,在此期间首先为商业的需要,制造出了半成品,并投放市场。本文介绍了为首的三名制造者Alcan,Alcoa及Pechiney制造的合金,并说明了目前铝锂合金的研究和发展状况,同时试图谈谈未来发展概况。     

Laser Hardening of Metals

The first experiments on hardening metals by laserpeening induced residual compressive stress in the sur-face of metals for improving their resistance to cracking,stress corrosion and fatigue took place more than 30years ago. However, only today, with the development ofhigh-intensity pulse repetitive rate lasers, this methodstarts to compete to traditional peening, which use influ-ence of small metal balls.Laser peening uses pulses with high intensity 109￣1010 W/cm2 [1]. The laser energy abso…     

Hydrogeologic controls on episodic H2 release from precambrian fractured rocks--energy for deep subsurface life on earth and mars

Dissolved H(2) concentrations up to the mM range and H(2) levels up to 9-58% by volume in the free gas phase are reported for groundwaters at sites in the Precambrian shields of Canada and Finland. Along with previously reported dissolved H(2) concentrations up to 7.4 mM for groundwaters from the Witwatersrand Basin, South Africa, these findings indicate that deep Precambrian Shield fracture waters contain some of the highest levels of dissolved H(2) ever reported and represent a potentially important energy-rich environment for subsurface microbial life. The delta (2)H isotope signatures of H(2) gas from Canada, Finland, and South Africa are consistent with a range of H(2)-producing water-rock reactions, depending on the geologic setting, which include both serpentinization and radiolysis. In Canada and Finland, several of the sites are in Archean greenstone belts characterized by ultramafic rocks that have under-gone serpentinization and may be ancient analogues for serpentinite-hosted gases recently reported at the Lost City Hydrothermal Field and other hydrothermal seafloor deposits. The hydrogeologically isolated nature of these fracture-controlled groundwater systems provides a mechanism whereby the products of water-rock interaction accumulate over geologic timescales, which produces correlations between high H(2) levels, abiogenic hydrocarbon signatures, and the high salinities and highly altered delta (18)O and delta (2)H values of these groundwaters. A conceptual model is presented that demonstrates how periodic opening of fractures and resultant mixing control the distribution and supply of H(2) and support a microbial community of H(2)-utilizing sulfate reducers and methanogens.     

细长旋成体单孔微吹气扰动控制的数值研究

利用三维可压缩Navier-Stokes方程,对亚临界流动范围内不同Re数下,细长旋成体大迎角下单孔位微吹气扰动控制进行了数值计算,通过对不同截面压力分布和侧向力系数的对比,发现单孔微吹气扰动对细长旋成体侧向力有明显的控制能力,并且这个控制能力要受雷诺数的影响。     

高速飞行器等离子体减阻的数值模拟研究

针对典型的楔形体飞行器头部,利用在头部单点喷射产生等离子体的方法,研究了等离子体对高速飞行器阻力的影响。采用二维粘性磁流场方程,计算了不同马赫数、不同等离子体数以及无等离子体情况下的流场特性和阻力。介绍了数值模拟方法、研究对象,给出了典型的计算结果,并分析了等离子体喷流减阻的机理。结果表明：等离子体喷流可以有效减少飞行器的阻力,但其减阻的效果与来流马赫数等参数有很大的关系;当马赫数为3时,等离子体减阻可接近30%.
     

空中飞行模拟器ATTAS系统描述及最近研究结果

DFVLR已在VFW614轻型喷气运输机基础上研制出了一架叫做ATTAS(Advanced Tech-nologies Testing Aircraft System)的新的空中飞行模拟器。该系统将于1988年底投入使用。本文简述了ATTAS系统,包括飞机改装,仪器设备及地面ATTAS模拟设备,以及最近的一些飞行试验结果。