POD-BPNN预测模型及结冰条件不确定性量化

当前,数值模拟作为研究飞机结冰的主要手段之一,在计算结冰冰形时会引入大量参数不确定性,并影响数值模拟的精度和可信度。发展不确定性量化方法,科学量化这种不确定性对评估数值模拟结果具有重要意义。针对传统参数不确定性量化方法难以解决高维输入到输出的问题,基于本征正交分解和误差反向传播神经网络,提出了一种结冰冰形预测代理模型。以水滴中值粒径和温度为例,验证了代理模型单输入参数和双输入参数情况下的精度和泛化能力。最后,在代理模型计算的冰形基础上,结合蒙特卡洛采样,利用2σ准则确定结冰范围,发现水滴中值粒径不确定性主要影响明冰的冰角生长,而温度和水滴中值粒径不确定性的叠加主要作用于霜冰厚度。该研究为后续多结冰条件的影响分析和多维输入到输出的不确定性量化提供了思路。     

基于作战能力的飞机生存力模型及其综合权衡

针对现有模型在计算飞机主动自主防御下的生存力时存在不足,提出了一种新的飞机生存力计算模型.从攻防结合的角度分析了飞机-威胁-生存力-作战能力之间的相互联系,建立了包含作战能力的生存力计算模型,用算例验证了该模型的正确性和合理性.引入权重表示具体作战任务中对生存力和作战能力的不同需求,以武器投射距离为控制变量,采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS,Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)对生存力-作战能力进行了多属性决策.结果表明:在一定的生存力和作战能力需求下,存在最佳的武器投射距离,该距离随生存力需求的不同而变化.此方法可用来指导实际作战计划的制定.      

克努森数对微尺度相似流动特性影响的实验

为了研究克努森数(Kn)对微尺度相似流动特性的影响,选取理论孔径分别为0.357 4mm的小孔和3.6mm的相似放大孔实验件,并保证相同的长径比.在相同的雷诺数(Re)下对孔的Kn相同和不同的情况进行实验研究,计算孔的流量系数并进行分析比较.结果表明:在相同的Re下,小孔与相似放大孔在Kn相同时,两者流量系数吻合性很好;在Kn不同时,小孔和相似放大孔流量系数不同.因此在采用相似放大模型研究微尺度结构的流动特性时,必须保证相似放大件和微尺度原件Kn相同.     

卫星动量轮轴承组件的仿真可信度评估

研究了某一卫星的动量轮轴承组件仿真的可信度评估,基于仿真系统与物理试验系统的相似度与仿真可信度之间的关系,采用计算仿真与物理试验输出的相似度评估仿真可信度.确定了动量轮轴承组件仿真与试验输出的相似元,构建了量化其相似系数的函数.对于基于三角模糊数的层次分析法确定各要素影响权重的计算进行了改进.最后应用该方法对某一卫星动量轮轴承组件实例的可信度进行了度量.      

Geometrical and electrical optimization of NS-SDBD streamwise plasma heat knife for aircraft anti-icing

Ice accretion on aircraft encountering supercooled water droplets in clouds poses great risks to flight performance and safety. With the aim of optimizing the newly developed streamwise plasma heat knife method for anti-icing, a parametric investigation is carried out in this work. The influence of the detailed voltage profile on the heating effects of a Surface Dielectric Barrier Discharge driven by Nanosecond Pulses (NS-SDBD) is investigated, and a comparison of the anti-icing performance among different configurations of streamwise plasma heat knife is made. The results show that columnar high-temperature regions produced by a multi-streamer discharge appear at small pulse rise time, but become diffuse as the pulse rise time increases. An optimal pulse rise time exists to provide a wide range and high value of temperature, which is found to be 150 ns for the setup in the present study. The influence of the pulse fall time is much weaker than that of the rise time. The range and value of the temperature decrease with increasing pulse fall time. A greater pulse width is found to improve the heating effect by increasing the discharge power. When a spanwise electrode is placed connecting the streamwise electrodes of the streamwise plasma heat knife at the airfoil leading edge, the anti-icing performance becomes poorer, whereas good performance is achieved when the spanwise electrode is at the edge of the streamwise electrodes. Based on this, a three-level configuration of the plasma heat knife is proposed, and its anti-icing performance is found to be much better than that of the original configuration.     

飞机发动机进气道前缘热气防冰器性能分析

飞机发动机防冰对飞行安全具有十分重要的意义,对于热气防冰系统,前缘防冰器的结构型式对防冰的效果影响很大.本文针对常见的周向及双蒙皮波纹板型弦向飞机发动机进气道热气防冰器进行了热分析,在此基础上对其传热性能及防冰表面温度场进行了比较,结果表明双蒙皮弦向防冰器的防冰效率较高;在通常情况下,周向防冰器也可达到防冰的目的,并且结构简单,因而更为实用.      

飞机主最低设备清单建议书相似案例提取技术研究

国内外民机获得批准使用的主最低设备清单(master minimum equipment list,简称MMEL)项目,特别是在用户中认可度较高的民机MMEL项目,可作为备选目标机型主最低设备清单建议书(proposed master minimum equipment list,简称PMMEL)项目进行考虑。以高频空调系统为例,研究飞机系统相似性算法,在分析目标机型的PMMEL需求时,考虑该设备或项目所处系统功能和结构的相似性,制定相似准则判定技术,利用该技术提取目标机型相似PMMEL项目,可形成目标机型相似PMMEL项目清单,使民机制造商的用户需求分析具有可比性。以欧式距离与权重为主进行相似度计算,以航线中MEL(最低设备清单)条目使用率较高的空调分配系统为例,验证了相似性算法与相似案例提取技术研究的可行性,得出在确定PMMEL备选建议清单时可考虑依据相似机型确定的方法;汇总A320与波音737飞机部分空调系统相似部件,为完成编制PMMEL项目及建立相似机型数据库提供理论基础。     

多功能微纳表面在飞机上的应用需求与发展方向

利用表面微纳米技术提升结构平台性能是航空航天、国防武器装备等高技术产业的重要发展方向。文中围绕飞机减阻、防冰、隐身等多种功能需求,从基于服役环境、面向工程应用的角度,对表面微纳米技术的未来发展提出一些建议。     

结冰条件下的飞行控制律重构设计方法

针对飞机结冰条件下的飞行安全问题,在线性结冰影响模型的基础上构建了非线性结冰影响模型,并建立了结冰飞机纵向非线性动力学模型。利用反馈线性化理论与模糊控制原理相结合,重构设计了结冰条件下的纵向控制律,既保证了动态响应特性,又改善了控制器的抗干扰能力,使飞机具备一定的容冰飞行能力。通过仿真模拟了飞机在不同结冰严重程度以及干扰下的纵向响应,并与常规PID控制进行对比,验证了设计控制律的有效性和抗干扰能力。结果表明,该设计方案下的各状态参数动态响应均能较快较好地收敛,能更精准快速地跟踪俯仰角指令,且抗干扰能力、动态性能均优于常规PID控制。