Identification of crystal orientation for turbine blades with anisotropy materials

A novel approach to identify the crystal orientation of turbine blades with anisotropy materials is proposed. Based on enhanced mode basis, with the main advantages of its efficiency, accuracy and general applicability, the blade vibration mode of each order is linearly constructed by several specified mode shapes, which are obtained from the considered turbine blade with specified crystal orientations correspondingly. Then, a surrogate model based on Kriging method is introduced for constructing the condensed perturbed matrix of stiffness in order to improve the efficiency even further. The constructed surrogate model allows to perform the modal analysis of turbine blades with arbitrary crystal orientations in higher efficiency, due to the fact that the elements of condensed perturbed matrix of stiffness are considered in construction of the surrogate model rather than concerning the perturbation of all the elements of the initial stiffness matrix for the blade. Genetic algorithm is finally employed to optimize the defined fitness functions in order to identify the crystal orientation angles of turbine blades. Several corresponding examples demonstrated the accuracy, efficiency and general applicability of the proposed method.     

低雷诺数下小型无人机翼型气动特性分析

以小型无人机翼型研究为背景,利用基于线性稳定性理论的eN方法对对小型无人机常用的翼型CLARKY在雷诺数Re=1.0×10~5、5×10~5、1.0×10~6,迎角由-5°~20°时的气动性能进行了计算和对比分析。随着雷诺数的增大,翼型上表面的转捩位置不断向前缘移动,气流分离则由完全分离逐渐转变为层流分离泡结构,使得翼型的最大升力系数和临界迎角增大,阻力减小,最大升阻比显著增大,有利迎角逐渐减小,翼型CLARKY的气动特性逐渐得到改善。     

一种轻质烧蚀结构一体化材料

针对某产品的防热需求,研究了一种轻质烧蚀结构一体化材料,对其坯料(材料A)的热处理制度及预固化程度进行了研究,确定了最佳的热处理温度和时间;对材料A成型得到的轻质烧蚀结构一体化材料(材料B)的拉伸性能和热物理性能进行测试,通过电弧风洞对烧蚀性能进行考核,并对烧蚀后材料的纵向密度分布进行了分析。结果表明,添加一定的处理剂可提高材料的拉伸强度和断裂延伸率,处理剂可有效增强材料各组分的界面结合强度;材料B的热扩散率比材料C(中密度)低,在中高热流状态下,材料B烧蚀表面碳层完整致密,与材料C相比,线后退率略大,质量损失率略小,背壁温度较低,材料B具有更好的烧蚀隔热性能。     

随机扰动下的航天器姿轨保持自抗扰控制

空间飞行器在轨运行过程中除受空间摄动外，还因飞行器任务需要产生随机扰动力和扰动力矩。针对空间飞行器受随机扰动产生的耦合运动控制问题，提出了利用自抗扰方法进行轨道保持和姿态稳定的控制方法。通过引入二阶线性扩展状态观测器，对系统总扰动和状态进行观测。结合PD控制方法结合总扰动前馈补偿，克服空间主要摄动及飞行器本身产生的随机扰动，实现轨道保持和姿态稳定。仿真试验结果表明:该方法可以有效克服总扰动的影响，实现姿轨协同控制。     

基于MBSE的月球科研站任务分析

月球探测在完成“绕落回”三步走后，从单点短期探测向建设月面基础设施的月球科研站长期探测转变，给月球探测任务的规划论证、总体设计、系统研制和在轨探测等提出了更高要求。本文采用基于模型的系统工程（MBSE）思想，提出适宜的基于模型的月球科研站系统分析正向流程，以系统模型作为载体依次深入剖析任务总体、任务使命需求和任务应用场景。通过开展基于模型的月球科研站任务分析，初步实现了月球科研站任务分析过程正向化、设计要素定义全量化、设计要素之间的关联表达显性化、月球科研站工程总体单位下发的研制要求有源化。     

天梯动力学与控制研究进展

简要介绍了天梯系统的组成和初始部署形式。在此基础上，针对天梯初始部署和运行中存在的复杂动力学与控制问题，分别从天梯动力学建模、天梯稳定性、天梯绳索振荡、攀爬器运动引起的绳索振荡及振荡抑制、天梯初始部署动力学五个方面分析归纳了天梯动力学与控制的发展状况，最后对天梯动力学与控制的发展方向进行了总结及展望。     

航空公司欧美国际航线运营持续时间生存分析

航空公司航线进入后的运营可持续性直接影响其盈利水平。基于生存分析方法探究影响航线运营持续时间的因素，从成本和供给特征、航线和机场特征、市场结构特征、航司合作类型和时间异质性5个方面选取关键因素，以自由化程度较高的欧美跨大西洋市场为实证对象，研究年份为2003—2021共19年，采用Kaplan-Meier方法进行单因素分析，并构建威布尔参数生存模型分析影响因素与航线运营持续时间的定量关系。结果表明：（1）航司在欧美航线的平均运营持续时间为5年，持续运营超过10年的航线占比为16%;(2)距离、航司投入总运力、航线结构、端点机场类型和竞争程度、航司类型及所属区域和联盟对航司航线运营持续时间具有显著影响；（3）联盟和代码共享独立变量和交互变量均对航线生存产生显著影响，星空和天合联盟成员的航线运营持续时间更长，联盟成员在代码共享合作时承担不同承运人角色对航线退出风险影响存在显著差异。     

民用飞机结构的面向可制造性设计

优秀的飞机结构设计是民用飞机取得商业成功的必备条件，需要通过结构的可制造性设计来实现。面向可制造性设计可以大幅度降低民用飞机结构的成本、提高质量和可靠性，并缩短研发周期。越早启动面向可制造性设计收益就越大，在设计初始阶段就考虑可制造性，可以降低在制造阶段进行大量修改的时间和费用。飞机结构设计在满足功能和强度性能设计要求的情况下，还要考虑其他几个可制造性关键因素：简单的设计、材料的选择、合适的公差、灵活的备选制造方案以及技术数据的清晰和简洁。零件可制造性设计中材料和工艺的最佳组合可以通过一个程序性的方法对设计目标的三个方面进行权衡分析来获得。还提供了可制造性检查单，可以用来对零件和装配设计的可制造性进行评估。     

远程空天运输系统总体设计与控制技术的科学挑战

远程空天运输系统是一种利用航天运载技术实施全球极速运输的运载工具，具有小时级洲际到达能力，可作为陆海空传统运输方式的重要补充。具有现实的社会、科技、经济应用价值。分析了远程空天运输系统的发展需求与意义，对标设计要求研究了技术实现途径，在进一步分析系统的任务特点和技术特点分析基础上，提出了远程空天运输系统总体设计与控制技术中的设计难点与科学挑战，为未来远程空天运输系统设计提供参考。     

蜂窝增强低密度硅基烧蚀防热材料性能

高速再入飞行器通常采用烧蚀防热材料作为外表面大面积的热防护材料。本文对两种蜂窝增强低密度硅基烧蚀防热材料的力学性能、热物理性能和烧蚀性能进行了测试,并结合试验结果对烧蚀机理进行了研究分析。结果表明,材料的密度越高、拉伸强度就越高,但拉伸模量相近;两种材料的隔热性能参数都较低。两种材料在不同热流密度条件下的电弧风洞烧蚀后退速率都较低,在部分烧蚀条件下有轻微膨胀。两种材料的烧蚀背温都较低,烧蚀表面形貌良好,能满足设计指标要求,是一种适用范围较广的烧蚀防热材料。