用于舰船综合电力推进的燃气轮机关键技术研究与应用

综合电力推进系统由于其独特的优势已经成为未来船舶,特别是军用舰船的发展方向.为了保障作为综合电力推进系统原动机的燃气轮机,安全、可靠、高效地运行,必须研究相关的系统集成技术,确保其运行的高效率和高冗余,需要研究其在大冲击、大功率负载突变运行环境下的解决方案,研究在舰船电力系统孤网运行条件下的综合控制技术.对系统集成、抗冲击、大功率负载变化对燃气轮机影响和发电综合控制等4项关键技术进行了分析,并就其国内外的发展以及技术实现途径进行了探讨.     

基于运动学的高速高精密铣削力建模：综合模型与试验

高速高精密铣削加工中铣削力是最重要的过程参量之一,铣削力信息的准确反馈对保证加工过程中的稳定性具有十分重要的意义。然而,影响铣削力大小的因素有很多种,目前缺乏一种考虑多种因素下的综合铣削力模型。因此,着重研究并综合考虑了刀具磨损、刀具跳动、刀具弹性变形对瞬时切削厚度的影响,同时分析了弹性变形对刀具切入与切出角的影响规律,改进了刀具瞬时切削厚度模型。基于运动学分析,将切削刃位置与预加工工件形态相互统一,建立了综合铣削力模型。为验证所提出综合模型的精确性和通用性,进行铣削实验,实验结果表明,铣削力预测值与实验值吻合较好,铣削力误差值小于1%,并通过分析刀具磨损与铣削力之间的相互变化关系,得出进给方向上的铣削力与Z向的铣削力系数对刀具磨损的影响最大。因此,切向力分量以及Z向的铣削力系数的变化特征可以较好的表征刀具磨损状况,从而提高铣削加工精度和效率。     

具有边界保护性能的直升机飞-发一体化控制律

针对直升机飞-发一体化控制和边界保护控制问题,提出了一种基于投影算子的新型边界保护控制律设计方法,基于反馈控制概念设计了指令约束器,通过对控制指令进行修正,实现边界保护控制。基于UH-60直升机和T700涡轴发动机的参数,建立了直升机-传动机构-发动机综合系统的数学模型,采用动态逆和线性二次型调节器（LQR）控制理论设计了直升机飞-发一体化控制律,与基于投影算子的边界保护控制模块进行整合形成完整控制律。采用数值仿真检验了控制律的控制性能,仿真结果表明本文设计的控制律能够实现直升机和发动机的综合控制,在高度、滚转、俯仰、偏航通道实现显模型跟踪控制性能的同时,实现了高度变化率、姿态角、姿态角速率和发动机动力涡轮转速边界保护控制要求。     

带前缘冲击的一体化加力支板内外耦合传热数值研究

以全气膜覆盖的一体化加力支板为研究对象,将冲击板布置于支板内腔中,研究气膜出流-前缘冲击复合冷却结构下一体化加力支板内外流气-固耦合传热特性。开展了不同主次流温比（2.24～2.76）、不同冲击间距（H/D=1,2.5,4）等参数对支板内外流动特性、内外壁面对流换热系数分布和支板综合冷却效率的影响规律分析。研究结果表明：冲击板结构改变了支板腔内冷气流动及各排气膜孔流量分配,随着冲击间距的增大,冲击腔内对应气膜孔冷气量依次下降2.68%,3.80%,7.14%;此外,冲击板结构增强了支板前缘内外壁面对流换热,其中对内壁面对流换热的强化更为显著,前缘冲击滞止线处对流换热系数提升幅度依次为298.3%,354.5%,271.9%;冲击板的存在提高了壁温分布均匀性,而整体平均综合冷效随冲击间距的增大而增大,分别提升1.64%,2.26%,2.62%;随着主次流温比的增大,支板的综合冷效减小,但是下降的趋势逐渐减小;在主次流流量不变的情况下,随着冲击间距的增大,主次流压比减小,相比无冲击板模型,其变化幅度依次为0.395%,0.012%,-0.650%。     

基于轨迹聚类的民用飞机线束综合设计方法

针对目前民用飞机EWIS线束综合设计时存在因信号数量大、路径复杂所导致的工作难度高、设计效率低等问题,设计了一种基于轨迹聚类的线束综合设计方法。根据布线网络上敷设的信号路径,以网络节点所构成的轨迹段形式构建信号路径轨迹,并通过改进的LCSS算法衡量信号轨迹间的相似性,使用基于密度的DBSCAN聚类算法将信号划分到不同的线束组件。结合某机型机上数据与现有线束信息比较,并使用建模软件分析对比实验结果,验证了该方法的可行性。     

基于PXI的飞推综合控制接口模拟系统测试技术研究

飞推综合控制系统由于其复杂性,需要建立可靠的测试系统与测试方法才能有效地对控制器进行验证,从而降低其试验风险及开销。系统以飞推综合电子控制器为验证对象,以PXI设备和VeriStand为主框架的接口模拟系统软硬件架构,通过模拟飞推系统的软硬件在Veristand的集成及软硬件模型多频率执行,实现了模拟飞推系统的输入输出信号高精度高实时性的接口模拟系统,搭建了飞推综合控制器硬件在回路测试平台。     

一种60 kV焊接用太空电子枪的设计研究

采取间热式阴极加热方式并选取LaB₆作为阴极材料,设计了一种焊接用太空电子枪。利用Vaughan综合迭代法得出了电子枪的初值,根据这些初值设计了电子枪的3极结构,并对磁透镜进行了设计。通过仿真不断地对电子枪的3个电极和透镜的参数进行适当地调整,以使仿真结果满足实际设计目标要求,同时在透镜的调试过程中进行了规律性分析。试验表明,该设计满足总发射束流60 mA和交叉斑直径0.3 mm,以及在工作距离300 mm处束斑0.4 mm的目标参数,此设计方法和整套设计流程可以为电子枪的设计提供一定的参考。     

基于模糊综合评判的某型双发飞机电源系统状态评估

针对飞机电源系统状态难以准确评估的问题,提出了基于模糊综合评判的飞机电源系统状态评估方法。以某型双发飞机为例,根据该飞机电源系统故障统计数据,分析故障原因,得到了电源系统部件和故障指标的层次关系。采用层次分析法计算故障指标的权重,运用模糊综合评判法对电源系统各部件状态进行评估,并以某型飞机为研究对象,对提出的方法进行了验证。     

多源自主导航系统可信性研究

多源自主导航系统技术是新一代国家综合定位、导航与授时(Positioning, Navigation and Timing, PNT)体系下终端用户导航系统的技术发展方向。聚焦于导航信息智能决策的可信性,分析了可信性理论构建存在的科学技术问题,基于任务场景、运动环境以及载体动力学特征等,提出了多源自主导航系统中的载体动力学智能建模与计算、融合载体动力学特征的导航方式无感切换与智能决策、可信性自主判别与动态迭代优化的解决方案,为多源自主导航系统技术体系构建打下基础。     

螺旋桨气动参数与飞机综合设计技术

螺旋桨推进具备较高的推进效率和广泛的通用性。由于桨盘面积大、滑流范围广,螺旋桨与载机间的空气动力耦合关系更加紧密,需要将螺旋桨与飞机进行综合设计,迭代获取优化设计方案,从而最大化保证飞机的高性能和经济性。本文首先介绍了飞机总体设计对螺旋桨气动设计参数的影响,以及螺旋桨多目标优化综合设计的手段;然后,简述了螺旋桨布局选型对飞机总体设计的影响,介绍了共轴对转螺旋桨设计和分布式推进螺旋桨设计两种新形态的螺旋桨设计构型;最后,讨论了螺旋桨设计手段的发展,以及CFD方法在螺旋桨-飞机综合设计中的应用。本文可为螺旋桨飞机的相关总体设计和气动优化提供参考。