航天器火工冲击环境分析预示方法研究综述

航天器火工冲击力学环境问题是一个宽频、瞬态和强非线性的冲击动力学问题。火工冲击响应的预示涵盖结构动力学、冲击动力学、爆炸力学、高应变率材料力学行为等多学科理论。目前,工程上尚无统一、有效的预示方法。在航天工程中,航天器及其组件冲击环境条件设计以及系统级和单机缓冲设计,都迫切需要能够准确预示航天器的火工冲击响应。文章对国内外航天器火工冲击响应机理进行综合理论分析,并在系统调研分析预示方法的基础上提出了航天器火工冲击响应预示研究的重点和难点。     

旋翼/涡轴发动机的自适应模型

基于卡尔曼滤波器研究旋翼/涡轴发动机的机载自适应模型.采用拟合法建立了状态变量模型,并将发动机性能蜕化参数作为增广的状态变量,设计了卡尔曼滤波器,从而可以根据可测参数的偏离量估计出发动机部件性能蜕化值,最后将部件性能蜕化值用于对机载模型中不可测性能参数的修正,从而使机载模型能适应发动机的非额定工作状况.通过数字仿真表明,建立的机载自适应模型能真实反映发动机的工作状况,并且在全包线范围内该模型都具有比较好的鲁棒性和实时性.     

Parameter Optimization Method for Gaussian Mixture Model with Data Evolution

To learn from evolutionary experimental data points effectively,an evolutionary Gaussian mixture model based on constraint consistency（EGMM）is proposed and the corresponding method of parameter optimization is presented.Here,the Gaussian mixture model（GMM）is adopted to describe the data points,and the differences between the posterior probabilities of pairwise points under the current parameters are introduced to measure the temporal smoothness.Then,parameter optimization of EGMM can be realized by evolutionary clustering.Compared with most of the existing data analysis methods by evolutionary clustering,both the whole features and individual differences of data points are considered in the clustering framework of EGMM.It decreases the algorithm sensitivity to noises and increases the robustness of evaluated parameters.Experimental result shows that the clustering sequence really reflects the shift of data distribution,and the proposed algorithm can provide better clustering quality and temporal smoothness.     

不同飞行条件下反流控制矢量喷管的内流特性

利用数值模拟方法,分析了不同飞行条件下反流控制矢量喷管的内流特性.结果表明:在所研究的范围内,静态条件下,不发生主流附着的情况下,所研究的2种缝宽喷管模型产生反向二次流的抽吸压强范围分别为60 795~87 139.5 Pa,50 662.5~91 192.5 Pa;且矢量角随着抽吸压强的增大而减小,推力系数则随之增大.在外流马赫数为0.6和1.2时,对于较小缝宽的喷管模型,均有不同程度的主流附着现象发生,无法应用于实际的矢量流场控制.对于较大缝宽喷管模型,在马赫数为0.6时,不发生主流附着的情况下,产生反流的抽吸压强为40 530~87 139.5 Pa.而马赫数为1.2时在所研究的二次压强下都无反流产生.      

基于不相干平面波叠加以模拟混响声场的航天器低频声固耦合分析

文章针对航天器在混响声场中的随机振动问题,提出一种通过多个不相干的平面波线性叠加以模拟混响声场的实现方法,给出了每个平面波的具体参数并从理论上证明其满足理想混响声场假设。在此基础上利用有限元-边界元耦合方法对整星低频声固耦合问题进行分析,并用混响室噪声试验响应数据进行了验证。研究结果表明:该方法理论推导正确,为航天器低频声固耦合分析及声振力学环境预示提供了一种新的有效手段。     

High vertical resolution water vapour profiles in the upper troposphere and lower stratosphere retrieved from MAESTRO solar occultation spectra

An algorithm has been developed that retrieves water vapour profiles in the upper troposphere and lower stratosphere from optical depth spectra obtained by the Measurements of Aerosol Extinction in the Stratosphere and Troposphere Retrieved by Occultation (MAESTRO) instrument onboard the SCISAT satellite as part of the Atmospheric Chemistry Experiment (ACE) mission. The retrieval relies on ro-vibrational absorption of solar radiation by water vapour in the 926–970 nm range. During the iterative inversion process, the optical depth spectra are simulated at the spectral resolution and sampling frequency of MAESTRO using the correlated-k approximation. The Chahine inversion updates the water vapour volume mixing ratio (VMR), adjusting all retrieval layers simultaneously, to match the observed differential optical depth due to absorption by water vapour and ozone at each tangent height. This approach accounts for significant line saturation effects. Profiles are typically obtained from ∼22 km down to the cloud tops or to 5 km, with relative precision as small as 3% in the troposphere. In the lower stratosphere, the precision on water vapour VMR is ∼1.3 μmol/mol in an individual retrieval layer (∼1 km thick). The spectral capability of MAESTRO allows for the clear separation of extinction due to water vapour and aerosol, and for the fitting quality to be quantified and used to determine an altitude-dependent convergence criterion for the retrieval. In the middle troposphere, interhemispheric differences in water vapour VMR are driven by oceanic evaporation whereas in the upper troposphere, deep convection dominates and a strong seasonal cycle is observed at high latitudes.     

铸造钛铝合金组织与力学性能

根据对钛铝合金铸态组织的金相观察,分析了合金元素Ｃｒ,Ｖ,Ｎｂ对铸锭组织的影响。研究发现,合金元素Ｃｒ,Ｖ有利于柱状晶生长,在这种柱状晶组织中γ／α２层片排列具有较强的择优取向,即层片界面垂直于柱状晶生长方向;而Ｎｂ抑制柱状晶生长,且含Ｎｂ的ＴｉＡｌ合金宏观等轴晶区和柱状晶区内层片组织均由等轴状的层片团构成,并以四点弯曲试验结果对不同合金化条件的钛铝合金的力学性能的方向性做了评价。     

主动气动弹性机翼技术分析

以伺服气动弹性(或称气动伺服弹性)技术为出发点,结合国内外研究情况,分析近年来正在发展的、能多方面提高飞机性能的飞机设计新技术——主动气动弹性机翼(也称主动柔性机翼)技术的主要设计思想与特点、关键技术、与传统机翼设计技术的区别、应用前景等,反映该技术的多学科综合和一体化的特点,供飞机设计、气动弹性等研究人员参考.      

基于模糊PID算法的电动执行机构控制系统研究

电动执行器通过控制电机的旋转来驱动负载运动,通过上位机来控制电机的运行,将信号转化为对应的机械位移,从而实现对目标的位移控制。建立了无刷直流电机的数学模型并介绍控制策略,将传统PID (比例\积分\微分) 和模糊PID进行比较,详细介绍了模糊算法的模糊化、建立模糊规则库和解模糊化等3个关键步骤。用脉宽调制技术进行对电机的驱动,最后通过试验对系统的控制性能和动态响应性能进行测试。试验结果表明,基于模糊PID算法所搭建的电动执行机构控制系统工作稳定,可以达到控制需要而且具有良好的动态性能。     

受压脱层层板的有限元分析

受压复合材料脱层层合板的局部屈曲,在脱层尖端引起很大的应力集中,导致脱层扩展而发生破坏。本文利用一阶剪切的直线层板理论和折线层板理论,建立了一维受压脱层层合板的分析模型,进而根据虚裂纹闭合技术,得出了脱层尖端能量释放率各型分量G_Ⅰ,G_Ⅱ,G_Ⅲ的一维有限元计算表达式,并且验证了该方法的正确性。通过数值计算,讨论了外载、脱层长度和层板纤维铺层方向对能量释放率的影响。结果表明,脱层的扩展取决G_Ⅰ和G_Ⅱ,而C_Ⅲ的影响可以忽略不计。对于外载较大时发生的脱层扩展,很可能诱发层板的整体失稳,脱层的扩展将变成破坏性的快速扩展。