计及横向剪切效应的环形谐振子理论研究CSCD

经典环形谐振子理论是一种基于忽略横向剪切变形假设建立的环理论,因而无法准确求解高径比较大的环问题。为了克服上述不足,基于Timoshenko理论和哈密顿原理,建立考虑横向剪切效应的环形谐振子新理论,包括广义本构关系、平衡方程和周期性条件等。利用经典的布勃诺夫-伽辽金法,并结合有限元法,获得谐振子在缓慢、匀速转动过程中二阶弯曲角频率和进动系数的理论解。研究表明,横向剪切变形会在一定程度上影响环形结构二阶弯曲角频率和进动系数的计算结果;环形谐振子的进动系数不是恒定的,它会随着高径比h/r的增大而缓慢地减小。     

新型高速单粒子翻转自恢复锁存器设计

航天器中芯片工作时钟频率的不断提高使得单粒子翻转(single-event-upset,SEU)效应对时序逻辑的影响更加显著。目前已经提出的辐射加固锁存器存在面积和延时较大、功耗较高且抗单粒子翻转能力有限的问题。针对这些问题,提出了一款基于130nm部分耗尽绝缘体上硅(partially-depleted silicon on insulator,PD SOI)工艺的高速单粒子辐射自恢复锁存器。在对电路设计进行介绍的基础上,与其他已经报道的电路进行了对比,并利用节点翻转分析和仿真波形验证了该锁存器具有抗单粒子翻转自恢复的功能。对比结果表明,与其他的抗单粒子翻转自恢复锁存器相比,在牺牲部分功耗的代价下,大幅减小了锁存器的面积和延时。本方案所提出的辐射加固锁存器的综合开销指标APDP较其他辐射加固锁存器平均节省了71.14%,适用于辐射环境下的对速度和可靠性有较高要求的电路,为国产宇航高可靠自研芯片提供了选择。     

数据驱动的运载火箭氧涡轮泵异常分析方法

基于模糊聚类和LSTM网络,提出了一种数据驱动的运载火箭发动机氧涡轮泵数据异常分析方法。通过模糊聚类对工况复杂,标签不完整的数据样本进行预分类,得到完整的标签并且分析特征贡献度,为LSTM网络的特征筛选和训练打下基础;通过LSTM网络对氧涡轮泵数据进行预测,并计算预测结果与原始数据之间的平均误差,再根据非参数阈值计算方法计算的阈值判据来判断设备是否异常,最终实现了氧涡轮泵数据驱动的故障检测报警,相较于红线阈值检测方法准确率提升7%。     

固液捆绑火箭热振防护涂层及其防热性能评价

固液捆绑火箭的高温喷焰、固体粒子冲蚀和随机振动相互耦合,对火箭尾部结构造成恶劣的“热振”环境。本文自主研发一种短切碳纤维增强甲基硅橡胶复合烧蚀涂层用于抵抗热振环境。首先,通过廉价的甲基硅橡胶取代昂贵的苯基硅橡胶作为成膜剂从而较大程度降低成本;其次,采用60%孔隙率和80 MPa抗压强度的氧化锆陶瓷微球补强隔热层,引入高比表面积的螺旋状陶瓷纤维强化增韧烧蚀层,利用近红外波段发射率为0.85的MoSi2弥合辐射层的裂纹。经地面热振试验对比分析显示,提出的热振涂层试片背温较主流烧蚀涂层降低约45 ℃,质量烧蚀率降低约38.5%,经过长征六号甲运载火箭的首飞试验验证,该热振涂层具有良好的热振防护性能。     

自动飞行模式转换逻辑的形式化建模与验证

自动飞行控制系统（Automatic flight control system,AFCS）是现代飞机中重要的安全关键系统之一,飞行引导控制系统（Flight guidance control system,FGCS）是其重要的组成部分。FGCS中的飞行模式有数十种,模式转换逻辑十分复杂,在各个模式间转换时易出现模式混淆等问题,难以对其安全性和正确性进行验证。而利用计算机科学中的形式化方法,通过对安全关键系统进行形式化建模和验证,可以提高系统的正确性和安全性。本文以典型FGCS中的自动飞行模式转换逻辑作为研究对象,采用自主研制的软件工具ART(Avionics requirement tool)对其进行形式化建模与验证,并与Matlab/Simulink中的Design Verifier工具进行了验证能力和效率的对比分析。实例研究结果表明,采用形式化方法对FGCS的自动飞行模式转换逻辑进行建模、验证可行,所研制的软件平台具有更完善的验证能力和更好的验证效率。     

面向林火持续侦察的多无人机分布式控制方法

为解决目前面向林火持续侦察多无人机（UAV）协同控制实用性与自主性不足的问题,基于蔓延速度诱导元胞自动机（SVICA）林火蔓延算法、无人机与传感器建模,构建了较为真实的三维多无人机火场侦察仿真环境与侦察效能指标,提出了一种面向林火持续侦察的多无人机双层分布式控制架构,在行动层基于强化学习训练的人工神经网络（ANN）,实现了有风条件下无人机自主火场环绕与地形跟随功能,在策略层设计通过时域均匀分布算法进行各无人机空速的离散自主调节,最终达到多无人机林火持续侦察时域分布的均匀性与即时性目的。通过一系列数值仿真实验,验证了所提出的无人机分布控制策略在无人机损失和补充突发情况下的自适应性。基于无人机数量与侦察效能指标关系的实验与研究,定义了无人机出动阈值并验证了无人机长时间出动回收策略。最终实验结果表明,针对林火持续侦察任务,所提出的多无人机分布式控制方法具备一定的有效性与实用性。     

内埋武器机弹分离相容性研究进展综述

为满足新型有人或无人作战飞机高隐身、高速和高机动性等要求,作战飞机普遍采用武器内埋挂载方式。当高速气流流过内埋武器舱的空腔时,将引发边界层分离、舱口附近会存在复杂的剪切流动、舱内会产生极为恶劣的噪声环境等非定常流动现象,这些复杂的非定常流动现象严重影响内埋武器机弹分离相容性（ASSC）。首先,给出内埋武器机弹分离相容性的重要研究意义;接着,重点介绍内埋武器机弹分离相容性的研究进展;最后,论述和总结了国内外采用4种方法（理论分析与建模、风洞试验、数值模拟和飞行试验）研究内埋武器机弹分离相容性及其流动控制方法的进展,指出内埋武器机弹分离相容研究存在的主要问题,并给出几点建议。     

水陆两栖飞机静力试验优化机翼变形的载荷配平

水陆两栖飞机全机静力试验的浮筒着水工况试验中,在试验允许的常规载荷配平方案下,压向大量级水载荷作用于浮筒结构引起机翼较大变形,影响试验精度,因此进行以减少机翼变形为目标的载荷配平研究。将机翼近似为悬臂梁结构,在构建的机翼力学模型基础上应用Green函数建立机翼的挠度曲线方程。首次以考核区域边界肋的挠度和转角为优化目标并建立多目标函数,通过层次分析法和极差变换标准化处理方法将其转化为单目标函数后,采用引入交叉和变异因子的改进蚁群算法进行载荷配平方案优化运算。有限元分析及试验结果显示,优化得到的载荷配平方案可以显著地减少机翼变形,配平载荷不影响考核区域的真实变形,证明了该优化方案的正确性和可行性。     

航空混合电推进技术状况及商用研究

混合电推进技术在航空器上的应用,是航空石油燃料可替代新能源及推进技术进行技术尝试和产业化应用的方向之一,也是高能量密度航空电池在获得技术突破之前的可行技术途径。文中从航空器燃料需求入手,简要分析了当前航空器的推进装置类型,效率和技术特点,归纳总结了航空混合电推进技术商用化需要解决的关键技术,并提出了建议和展望。