载人月球探测轨道设计的挑战与技术发展趋势

轨道设计是载人月球探测工程中的一个重要问题,直接影响工程实施的效果、甚至成败。本文概述了载人月球探测工程中涉及的飞行轨道,指出了轨道设计所面临的三方面挑战,即飞行轨道方案、轨道设计效率、任务全局最优化的挑战;简要介绍了国内外载人月球探测轨道设计的研究进展;提出了当前载人月球探测轨道设计需要重点突破的几个关键技术问题,包括一体化轨道设计与优化、应急任务轨道设计、地月空间任务高鲁棒性轨道设计、月球轨道空间站的轨道设计和地月空间轨道通用设计软件等问题。     

基于改进L-SHADE算法的航空发动机性能退化评估

针对航空发动机健康因子求解寻优精度差的问题,提出了一种基于改进L-SHADE算法的航空发动机性能退化评估方法。首先,采用多工作点分析方法拓展发动机健康因子估计的适应度函数,解决气路测量传感器数量不足的问题;其次,通过引入非线性种群缩减策略解决种群快速缩减的问题,同时通过改进的优化加权变异策略,改变不同迭代阶段贪婪算子的权值,增加算法的全局搜索和局部开发能力;最后,在30个经典基准函数上验证了改进算法的收敛精度和鲁棒性。对航空发动机性能退化评估的计算结果表明,改进L-SHADE算法增强了算法迭代前期的种群多样性和算法后期的开发能力,计算精度较标准L-SHADE算法平均提高了65.5%,能够满足工程精度要求,具有较强的工程适应性,能够应用于实际飞参数据,从而为发动机健康管理和性能监测提供理论依据。     

基于残余应力重分布的导轨梁加工变形仿真与变形控制工艺方案研究

为解决大型薄壁铸件导轨梁在材料去除过程中因残余应力的释放与重分布导致变形超差的工艺难题,对导轨梁零件加工工艺进行分析,实现零件模型的简化与子结构分割;同时开展零件毛坯表面残余应力测量,成功建立零件毛坯初始应力模型。在此基础上结合实际加工工艺开展零件加工有限元仿真,模拟加工过程中由于材料去除引起的残余应力释放,预测了加工过程中残余应力重分布规律和加工变形情况。总结了零件加工变形的有限元仿真结果,提出抑制零件加工变形的工艺方案。经验证,改进后的工艺顺序使零件最大变形量由0.485 mm降至0.081 mm,降低83.3%,避免了零件在加工过程中的尺寸超差。同时该平面作为后续加工的基准,保证了后续加工的精度,为生产工艺优化提供了有效的理论依据。     

水上迫降适航审定对民用飞机设计影响分析

随着全球航班跨海飞行变得越来越频繁,民用飞机水上迫降逐渐成为国内外适航审定部门关注的重点,从民用飞机水上迫降基本概念出发,立足于水上迫降适航条款要求,参考国内外相关文献,并结合民用飞机水上迫降适航审定经验和教训,给出了民用飞机水上迫降适航符合性验证中关于水上迫降应急设备、应急出口、最大客座量、应急撤离时间和漂浮时间的适航审定要求及相关研究思考,重点论述了不申请水上迫降合格审定和申请水上迫降合格审定两种情况下相关水上迫降适航条款蕴含的深层次要求和进行适航符合性验证的不同思路方法以及为符合水上迫降适航审定要求需在飞机设计早期阶段着重予以考虑的事项,以期为国内其他飞机型号的研制提供一定参考和借鉴。     

基于多参数的层板综合冷却效率实验研究及试验验证

采用正交实验设计方法,研究了冲击孔直径、扰流柱直径、气膜孔直径、冲击高度、轴向间距、展向间距和吹风比对层板综合冷却效率的耦合影响。研究结果表明：气膜孔直径、展向间距和轴向间距是综合冷却效率的主要结构影响因素,综合冷却效率随气膜孔直径增大而增大,随展向间距和轴向间距增大而减小,相同开孔率时减小展向间距比减小轴向间距更有利于提高综合冷却效率;随着吹风比增大,综合冷却效率先快速后缓慢增大;根据实验结果拟合了层板综合冷却效率模型,拟合误差在±5%以内,经主燃烧室全环试验件高温高压试验验证,该模型预测的综合冷却效率最大误差为5.86%。     

突防飞行与多区域搜索一体化侦察航迹规划

针对战场环境下无人机的侦察路径规划问题,首先设计突防飞行与多目标区域搜索的一体化侦察航迹规划策略。然后针对侦察任务中的突防问题,在传统快速扩展随机树(RRT)的改进算法基础上,提出一种基于改进RRT^*的无人机突防航迹规划方法,通过设计目标偏置算法解决了传统RRT算法采样点随机性大、收敛速度慢等问题。针对侦察任务中的目标搜索问题,使用改进的旋转卡壳路径规划器(RCPP)进行覆盖式航迹规划,提高了搜索覆盖率。最终通过对比仿真试验,验证了所提出算法的优越性,以及算法应用于战场侦察任务的有效性。     

基于先验频繁模式算法的航班延误关联规则挖掘

为探究航空公司航班延误特性,利用基于约束-聚类的多维数据预处理方法,采用先验频繁模式算法挖掘运行要素和延误事件之间的内在关联。选取某航空公司连续3年的北京—广州航班运行数据,通过频繁模式搜索和关联规则挖掘,经置信度和支持度阈值的筛选,选取提升度大于1的强关联规则形成规则库;分析研究了包含前项数为1和2在内的32条强关联规则,并使用真实数据进行了饱和性和有效性验证。研究结果表明：航班延误关联规则库的判断准确性较高,达到了86.7%;极端气象条件、前序航班延误状态、航班计划时刻和其他部分时间属性,显著增大了航班延误现象出现的概率;此外,对特定属性要素组合发生的潜在作用的挖掘,证实了对航班运行控制决策参考的有效性。     

电动膨胀循环变推力液体火箭发动机推力控制方案

以电动膨胀循环变推力液体火箭发动机为研究对象,设计了一种适用于电动膨胀循环发动机的推力闭环控制方案,其次基于AMESim平台建立了控制系统仿真模型,验证了重要部组件模型的准确性,并基于电动机泵和涡轮泵动力学模型对PID控制器进行了参数整定,最后着重针对推力调节的阶跃信号和斜坡信号开展了控制仿真。结果表明：在推力变比5∶1全工况范围内,双PI控制器适用于电动膨胀循环发动机推力调节控制,系统不存在稳态误差,但是调节过程存在波动;针对调节过程而言,双PI控制器控制信号的比例输出振荡是控制目标波动的主因,而积分输出造成了控制目标的稳态误差;相比阶跃信号调节,双PI控制器跟踪斜坡信号的效果更好,因此实际使用中,应尽量考虑斜坡信号进行推力调节。     

系统动态安全评价与预测的灰色方法

本文提出定量安全评价与预测的动态安全指标，灰色逻辑代数，然后使用ＧＭ（１，１）给出了系统动态安全评价与预测的新方法。     

旋涡破裂引起的流动非定常特性

采用隐式近似因子分解法,通过求解三维、非定常、可压缩完全层流N-S方程,对绕大后掠三角翼旋涡破裂的流场进行了数值模拟。结果表明：当三角翼背风区流场发生旋涡破裂时,各流动参变量是非定常的,同时旋涡破裂点的位置沿轴向在一定范围内前后摆动。