梯度热障涂层的设计

 采用电子束物理气相沉积方法 (EB PVD)制备了梯度热障涂层,其结构设计为NiCoCrAlY粘结层 /Al₂O₃ YSZ过渡层 /YSZ陶瓷层。YSZ陶瓷层的结构为柱状晶结构,Al₂O₃ YSZ梯度过渡层为梯度微孔结构。采用有限元方法对梯度热障涂层进行热应力分析,优化了Al₂O₃ YSZ梯度过渡层的组成。计算结果表明,梯度涂层的内应力显著降低,而且界面及其附近应力和应变变化较平缓。过渡层厚度的增加有利于降低涂层内应力和缓和涂层界面处的应力集中。     

基于滑油磨粒聚类分析的航空发动机故障诊断

为了有效分析滑油状态,实现基于滑油状态分析的航空发动机关键部件磨损状况监测,开展了基于滑油磨粒聚类分析的航空发动机故障诊断研究。利用主成分分析算法提取滑油磨粒的关键特征参数;结合关键特征参数,利用支持向量机模型进行滑油磨粒的聚类识别。并通过对改进粒子群算法进行分析,利用自适应权重粒子群算法和异步收缩因子粒子群算法对支持向量机模型进行优化,以提高聚类的准确性。以滑油光谱数据为例,进行了滑油磨粒聚类试验。试验结果表明：通过2种改进粒子群优化的支持向量机模型仿真,可实现航空发动机滑油中磨粒的聚类识别,识别精度高达99.7%,且监测和诊断结果与实际故障一致。研究结果可为航空发动机的滑油状态监测和故障诊断提供依据。     

镍基单晶合金气冷叶片模拟试样的蠕变性能研究

对带孔和不带孔的某第二代镍基单晶合金平板试样进行了蠕变性能试验研究与有限元对比计算.高温蠕变试验表明, 平板试样的晶体取向和是否开孔对蠕变寿命有明显的影响.气膜孔导致蠕变寿命的降低, 对[001]取向的影响大于[111]取向.在高温低应力条件下, [001]取向的蠕变性能要优于[111]取向.有限元分析结果表明, 气膜孔改变了试样中的应力分布, 在孔附近产生了高应力, 导致模拟试验蠕变寿命的降低.有限元计算蠕变持久寿命与试验结果吻合, 说明采用基于分切应力的蠕变持久寿命计算模型是合理的.      

一种利于交班的舰空导弹最优中制导律设计

针对舰空导弹超视距拦截低空飞行目标问题,在复合制导的中制导段,建立了导弹拦截目标的相对运动模型,依据制导平台无线电指令修正信息,考虑舰空导弹拦截低空目标时的飞行速度特性,给出了预测遭遇点的实时解算模型,并确定了利于中末制导交班的中制导终端约束条件。基于拦截预测遭遇点,引入伪控制量的概念,应用线性二次型最优控制理论,设计了一种基于拦截预测遭遇点的利于制导交班的最优中制导律,仿真结果验证了预测遭遇点实时解算模型和最优中制导律的正确性与有效性。     

惩罚函数法在发动机性能计算中的应用

按照涡喷发动机工作时遵守的气动热力学定律,建立了发动机的稳定数学模型,并针对双轴涡轮发动机性能计算的非线性数学模型,利用优化和最优控制理论中的惩罚函数法,对发动机性能进行了基于约束的最优求解程序设计,利用程序对某型发动机的稳定飞行特性进行了计算,计算结果表明,使用惩罚函数法求出的特性曲线变化规律正确,发动机平衡方程的解的精度更高,在此基础上得出的发动机飞行特性也更准确。另外惩罚函数法对初值的要求很低,迭代运算不易发散。     

小行星探测历史及启示

自1989年美国Galileo探测器在探测木星的途中顺访了小行星951 Gaspra和243 Ida起, 小行星探测已经逐渐成为各主要航天国家深空探测的重点目标之一. 过去30年, 小行星探测任务从飞掠探测到专访探测再到采样返回, 探测类型愈加丰富, 并逐步从单纯的科学探测发展到小行星防御与资源利用. 中国预计在2025年发射天问二号, 同时计划开展首次小行星防御任务. 在此背景之下, 本文详细分析了迄今为止小行星探测任务的历程、科学目标、科学载荷配置以及主要研究成果, 并重点研究了日本Hayabusa和Hayabusa 2任务及美国OSIRIS-REx任务的样品储存管理、分配经验和返回样品实验室初步分析流程, 以期对中国未来小行星探测任务的设计和实施提供参考. 设计低成本、多频次采样返回任务; 统筹任务规划, 注重加强任务之间的配合; 加强科学团队建设是更好地规划中国未来小行星探测任务的要点.     

基于5G的通导融合位置认证系统性能分析

随着无人化智能移动装备在工业、交通等安全敏感领域的普及应用,民用导航定位系统中的定位安全问题日益突出。位置认证是对终端的物理位置声明进行认证的过程,是导航定位安全技术的重要组成部分。基于第五代(5G)移动通信网络的通导融合位置认证系统具有覆盖范围广、认证精度高、用户容量大、建设运维成本低等多重优势。本文首先介绍了多基站位置认证系统的检测判决原理,提出了漏检平均距离的定义作为位置认证系统精度的量化评价指标。在此基础上,通过数值仿真分析了信号带宽、基站同步误差、信噪比对位置认证系统精度的影响,并利用5G信道模型评估了典型场景下的位置认证系统的性能。结果表明,在具备3个以上的视距基站时,基于5G的通导融合位置认证系统可以实现米级的位置认证精度。     

基于FMI的飞行器分系统多源异构模型一体化仿真

针对飞行器设计领域各个分系统独立建模设计,产生的多源异构模型难以进行联合数学仿真的问题,提出了采用FMI构建多源异构模型的通用通信接口,从FMU模型封装与联合仿真两方面,给出了一种一体化仿真平台解决方案。以实际项目为背景,验证了平台的兼容性和扩展性。为控制专业的设计工作提供了新的平台,解决了各分系统研发单位之间模型级交流的困难与障碍。同时使控制专业设计人员仅需要了解分系统原理,而无需完全细致了解模型内部结构甚至自行建模,就可以进行设计验证工作,缩短了产品研制周期。     

出口马赫数分布可控的二元高超进气道双重反设计

在出口马赫数分布预先给定的前提下,利用二维有旋特征线理论实现了压缩面马赫数分布可控的两弯曲激波和三弯曲激波高超二元进气道反设计。数值计算结果表明,设计点时,无粘条件下两种反设计方法均能实现预设出口马赫数分布,有粘条件下反设计的进气道出口主流区马赫数分布与预设分布吻合较好,接力点时出口主流区马赫数仍然保持较好的均匀性。以上结果说明这两种反设计方法均是正确可行的。设计条件下,在捕获高度、无粘出口高度、设计无粘总压恢复系数和装配点处流动参数均相同时,两弯曲激波反设计方法波系简单、有粘接力点流量系数较三弯曲激波高10.2%;三弯曲激波反设计方法有粘时内收缩比较前者小17%,设计点和接力点时总压恢复系数分别较前者高2.9%和2%。     

针板结构内壁面的换热特性研究

应用瞬态液晶测温技术对一种层板（针板）内壁面进行了详细的换热特性研究,实验分别测量了孔间距与冲击孔径比（S/D）为3.2,4.5和5.9,冲击雷诺数Re范围为10 000～40 000下的内表面换热特性,同时和传统层板换热特性进行了对比分析.研究结果表明:针板内壁面平均传热系数随着Re的增加而增大,随着孔间距增大而减小;同时给出了靶面和冲击面的平均努塞尔数Nu与冲击雷诺数Re及孔径比S/D的数学拟合准则式.