重型装备空投系统的匹配设计与评估方法

为解决重型武器装备空投系统的匹配设计问题,采用非线性有限元方法,结合气体热力学理论,建立重型装备空投系统的仿真模型,结合装备的试验数据进行了模型的验证,在分析重装空投落地缓冲过程的响应特性的基础上,研究了空投系统的匹配设计与评估方法,并以高海拔条件下空投过程中缓冲气囊的缓冲特性为例进行了分析,研究结果对空投系统的优化设计、匹配与评估具有一定的参考价值。     

空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法

采用解析分析法,根据排气口流量方程和载荷运动方程建立了无量纲的空投设备气囊缓冲过程数学模型,并根据此模型构造了气囊的匹配设计图。讨论了排气口面积、气囊高度、着陆初速度、载荷质量、气囊底面积及排气口开启压力等参数对气囊缓冲性能的影响,提出了空投设备气囊缓冲系统的参数匹配设计方法,为空投设备气囊缓冲系统的匹配设计提供了技术支持。     

空投着陆系统多气囊并联缓冲特性研究

为了计算多气囊并联着陆缓冲系统缓冲特性,分析各种因素对其缓冲特性的影响,以理想气体均匀压力模型为基础,采用控制体积法建立了多气囊并联着陆缓冲性能数值计算模型。针对某气囊缓冲系统进行了地面冲击实验,通过与实验数据对比,验证了计算模型的正确性。通过计算分析了主要参数对气囊缓冲系统缓冲特性的影响。结果表明,气囊缓冲系统缓冲特性受空投质量、着陆速度、排气口面积和着陆海拔高度等因素影响较大,必须在其允许的使用范围内才能达到理想的缓冲效果,以保证空投装备的安全。     

空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究

为了研究空降车着陆缓冲过程车体结构冲击响应,建立了车体有限元模型,运用显式有限元方法,结合实车空投试验的冲击加速度数据,以力的形式模拟车体着陆缓冲过程所受的冲击,仿真得到普通、恶劣和极限3种工况下着陆缓冲过程车体应力分布。结果表明:在3种着陆工况下,空降车左后立柱底端均为应力最大位置。研究结果可为空降车空投寿命预测及装备保障提供依据。     

重型装备回收系统气囊缓冲特性研究

将气囊缓冲过程分解为绝热压缩和排气释能2个过程,从热力学和运动学方程出发,建立考虑降落伞阻力影响的缓冲气囊的解析分析模型。基于该模型,对立式气囊的缓冲特性进行研究。结果表明：降落伞阻力对缓冲性能有微小影响,在计算中可以忽略。在理论分析的基础上给出了系统质量与气囊初始体积比的最优值,探讨了排气口固定型与可控型气囊的缓冲特性及其应用优劣。     

空投着陆缓冲系统效能评估模型

为了有效构建空投缓冲系统效能评估体系,研究建立了不同缓冲系统通用效能评估模型。模型综合分析缓冲系统作战能力与保障能力,建立了空投缓冲系统效能指标体系。在此基础上,运用效能评估ADC模型与AHP方法,结合指标能力量化准则实现对缓冲系统效能的定量评定。通过实例计算,验证了模型的正确性和有效性,为缓冲系统的发展论证与使用决策提供依据。     

空降车-气囊系统着地缓冲过程仿真分析

为了给空降车及其气囊的优化设计提供技术支持,采用有限元方法对空降车气囊缓冲过程进行仿真分析。计算了正常着地工况下的气囊缓冲过程,得到速度、加速度以及气囊内压等时间特性曲线。结果表明:空降车在该工况下着地速度小于3m/s,该气囊符合空降车着地的缓冲性能要求。车体加速度和冲击应力在误差许可范围内,验证了采用此种方法进行空降车气囊缓冲过程的虚拟测试是可行的。     

月壤参数对月面着陆气囊缓冲性能的影响

为研究月壤参数对气囊缓冲性能的影响,根据“嫦娥三号”的着陆工况设计了月面着陆气囊,并基于可压溃泡沫模型建立了考虑月壤特性的气囊缓冲动力学模型。对不同月壤下气囊的缓冲过程进行分析,发现月壤越软有效载荷冲击加速度越小,但气囊会陷入月壤中,不利于对外排气,影响其缓冲效果。因此,采用气囊峰值压力、有效载荷最大加速度和最大下落高度3个指标对气囊缓冲性能进行综合评价,定量研究了月壤参数的影响规律。结果表明:月壤密度、剪切模量及屈服参数a₀和a₁对缓冲性能的影响较大,且对前两个指标为正影响,对后一个指标为负影响。进一步研究发现,这4个月壤参数与3个缓冲性能指标之间〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCZX.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 均为指数函数关系。     

具有自主修正投放轨迹的装备空投的建模与仿真

根据装备空投的动力学原理及运行规律,对投放过程建立偏微分方程组模型,研究了在指定空投高度及空投环境下,空投的最佳投放位置和投放速度,讨论了在投放位置、投放速度及投放环境等发生变化的情况下,装备单次和多次自主修正空投轨迹的理论和方法,通过对空投过程进行仿真及采用蒙特卡罗方法多次模拟,并对单次及多次调整空投轨迹的仿真结果进行对比研究,结果表明,该偏微分方程组模型及轨迹修正理论能够缩小装备的着落范围,提高空投的稳定性,实现空投过程的精确化。     

无人机伞降回收系统设计与实现

对无人机伞降回收系统的组成及工作原理进行研究，在此基础上依据无人机总体要求对回收系统进行详细设计，综合考虑系统开伞动载、稳降速度及回收减震等要求，系统采用减速伞引导、主伞收口及减震气囊缓冲的回收方式，通过仿真分析及实际飞行试验验证，系统设计合理可行，满足无人机回收要求。     

基于正交实验设计的UAV编队配系优化方法

针对多无人机执行对地攻击作战任务的背景,建立了编队对地攻击模型,提出了基于正交实验设计的编队配系优化方法。在考虑多机协同作战因素下,构建了编队目标分配的基本模型;以探测、识别和杀伤为基本过程,构建了攻击过程模型;以空袭方付出代价、防空方毁伤程度和作战效率为依据,构建了目标函数模型,分析了模型中中间变量与目标函数之间的关系;利用正交实验设计原理,研究了编队配系优劣的评价方法。实例分析表明,该方法能够在已有的资源约束条件下,给出编队的最优配系方案。     

有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估及保障方案优化

备件库存和站点维修能力是影响备件维修周转的重要因素，制约装备使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化的装备保障方案评估和优化问题，考虑站点维修能力对备件维修过程的影响，结合METRIC建模方法和动态排队理论，建立了有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估模型。在评估模型基础之上，以保障费用为优化目标，装备可用度为约束条件，建立了任务期内多级保障系统保障方案优化模型。以任务期内的最低可用度所对应的备件短缺数为观测值，分析了各项资源的边际效益值，采用边际优化算法对各项资源进行优化计算。算例分析表明，评估模型能够计算多级保障系统任务期内各阶段装备可用度；保障方案优化模型和方法能够得到各项保障资源的优化配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制定合理的保障方案提供决策支持。     

有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估及保障方案优化

备件库存和站点维修能力是影响备件维修周转的重要因素,制约着装备的使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化时装备保障方案的评估和优化问题,考虑站点维修能力对备件维修过程的影响,结合METRIC建模方法和动态排队理论,建立了有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估模型。在评估模型基础之上,以保障费用为优化目标、装备可用度为约束条件,建立任务期内多级保障系统保障方案优化模型。以任务期内的最低可用度所对应的备件短缺数为观测值,分析各项资源的边际效益值,采用边际优化算法对各项资源进行优化计算。算例分析表明,评估模型能够计算多级保障系统任务期内各阶段装备可用度;保障方案优化模型和方法能够得到各项保障资源的优化配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制订合理的保障方案提供决策支持。     

基于免疫FNN算法的加热炉炉温优化控制

针对复杂钢坯加热过程,提出了一种免疫克隆进化模糊神经网络(ICE-FNN)控制算法。首先根据现场样本数据建立过程神经网络模型;然后基于该模型,采用模糊神经网络控制器(FNNC)规则优化算法,确定FNNC的最佳规则数;最后由FNNC的规则优化所得参数构造初始种群的一个解,采用免疫克隆进化(ICE)算法对FNNC参数优化。该算法具有全局寻优和局部求精能力,仿真结果证实了其有效性。     

基于禁忌搜索算法的指挥控制系统网络组织优化方法

基于复杂网络的拓扑结构优化理论与禁忌搜索算法,结合指挥控制系统的特点,建立了优化最优指挥与控制系统网络结构（Command and Control Architecture Network,C2AN）模型,并以复杂网络的网络效率和网络成本分别描述C2AN中的信息传播效率及构建C2AN的资源消耗,建立优化的目标函数,通过禁忌搜索算法获得了最优的C2AN。最后通过仿真实例,分析了最优C2AN生成过程及其基本统计特征。     

统计能量优化设计法研究

用设计变量表示统计能量法参数,建立统计能量法方程解得结构各频段能量值,用能量值表示目标函数,基于此建立基于统计能量法声振优化设计模型.对一个由两子系统构成的结构进行优化设计表明,由于能量随频率变化的光滑性,基于统计能量法的模型很适于优化设计.     

序列近似优化方法及其在火箭外形快速设计中的应用

针对序列近似优化方法在代理模型构造与采样策略等方面的不足,基于采样点局部密度,引入与局部密度成反比的样本点影响体积概念,通过优化总影响体积确定径向基函数最优核宽度,满足序列近似优化过程不同规模、非均匀样本条件下的函数近似需要;建立潜在可行域最大距离加点准则,并与潜在最优加点准则结合平衡算法的探索能力与开发能力;建立三步收敛判定准则;构建改进序列近似优化的算法流程。对于Golinski减速器的优化设计问题,算法在目标函数调用42次后便搜索到全局最优解,体现了其良好的全局寻优能力与搜索效率。以"天航二号"火箭为例,建立其外形优化问题数学模型,所提优化方法在调用原始计算模型165次之后便搜索到全局最优解,大大提高了设计效率,同时飞行试验也表明设计结果满足要求。