基于ISIGHT的微型飞行器布局优化设计研究

微型飞行器具有飞行雷诺数低、易受外界环境干扰等特点,并存在多目标优化问题,因此其气动布局优化设计难度较大。针对微型飞行器的特点及优化设计要求,采用N-S方程与遗传算法相结合的方法对微型飞行器的多目标优化设计,基于ISIGHT软件来实现该方法的具体流程,克服了计算量大、无法实现自主迭代的缺点。并对微型飞行器的展弦比、尾翼安装角、尾翼的高度和根弦长进行优化,优化目标为飞行器的静稳定性和升阻特性,优化后的构型具有良好的气动性能,结果表明该方法明显提高了计算的精度和优化设计的水平,在工程上有一定的应用价值。     

四足机动平台的静步态规划研究

基于仿生学原理进行了四足机动平台的腿部结构设计,分析了负载因子、周期、步距等步态设计参数对静步态稳定性的影响,提出了平地直行条件下从起步到稳定行走的步态调整方式,并对静步态行走全过程的稳定裕度进行了求解。计算结果表明：所规划的行走步态能达到静步态运动稳定性要求。     

旋转飞行器非线性运动稳定性判据

在弹体坐标系和准弹体坐标系中建立了旋转飞行器角运动数学模型。应用李亚普诺夫第一近似理论和劳斯-霍尔维茨方法导出了旋转飞行器的非线性运动稳定性判据,这个判据可应用于有控旋转导弹的运动稳定性分析,也可应用到炮弹和火箭弹上。     

机翼变形的临近空间太阳能飞行器平稳升空方案

临近空间太阳能飞行器由于苛刻的能源平衡约束，往往具有大展弦比轻质结构，使得其在低空飞行时空速过低，飞行安全性受到了显著的挑战。为了实现该类飞行器在临近空间工作点与中低空爬升过程的气动性能匹配，提出了基于主动变形的太阳能飞行器升空方案。针对性地研究了可变形飞行器的气动和推进系统建模方法，在此基础上定量分析了不同飞行器构型俯仰、滚转和偏航三个通道稳定性和操纵性。给出了从地面到高空机翼逐渐展平的升空方案，并对升空过程中各高度所需平飞推力和功率进行了校核。结果显示，该方案可以有效提升飞行器中低空稳定性和操纵性，代价是增加了功率消耗。     

高超声速巡航飞行器纵向气动特性分析

吸气式高超声速巡航飞行器机身/发动机一体化特性使得气动一推进系统之间存在强的耦合作用,这种耦合影响着飞行器气动性能、稳定性和控制.针对耦合对飞行器特性的影响,建立了机身一发动机一体化模型,并进行了气动-推进界面划分.在此基础上,分别计算了高超声速巡航飞行器在进气道打开,发动机不工作以及进气道打开,发动机工作两种状态下的纵向气动特性.仿真结果揭示了高超声速巡航飞行器气动一推进系统之间的耦合以及耦合作用对飞行器气动性能、稳定性的影响.     

反舰飞行器攻击海上小目标仿真方法研究

为了评定反舰飞行器对海上小目标攻击能力,研究提出了一种鉴定性仿真方法.基于飞行器的设计和样机试验建立数学模型,利用实飞信息对仿真飞行结果进行静、动态检验,针对一种小目标的战术机动样式,进行统计仿真分析.所得到的实验结果反映了反舰飞行器在一定条件下的作战能力,有益于飞行器性能改进和作战使用研究.     

旋转弹控制系统结构与弹体静稳定特性研究

采用劳斯稳定判别法,结合某旋转弹的实际控制结构和弹体特性,对不同控制结构对静稳定度适应程度进行了分析,重点研究了不同的控制系统回路结构对弹体稳定特性的适应能力,为旋转弹控制系统设计提供更有针对性的参考。     

基于滑模自适应鲁棒控制的四旋翼飞行器轨迹跟踪

针对四旋翼飞行器的稳定性在实际应用环境中会受到不同程度的破坏,不易对其进行高精度轨迹跟踪,提出一种滑模自适应鲁棒控制算法.系统整体采用内外环控制思想,将位置部分作为外环子系统,将姿态部分作为内环子系统,对两部分分别进行控制器的设计;通过运用李雅普诺夫稳定性分析判断控制算法是否能够使系统最终达到渐进稳定;最后进行仿真和实验研究,通过仿真和实验结果证明了此算法的有效性和优越性.     

李雅普诺夫运动稳定性与平衡状态稳定性的关系

稳定性是系统分析的重要内容 ,针对在系统稳定性分析中 ,运动稳定性和平衡状态稳定性之间常易于混淆的问题 ,详细分析了两种稳定性之间内在本质联系 ,给出了从一种稳定性过渡到另一种稳定性的方法     

质量块控制自旋导弹的Lyapunov稳定性分析

给出了质量矩控制导弹的动力学模型及在一定条件下的简化动力学模型;用Lyapunov分析方法给出了动稳定性条件。结果说明,推力和静稳定度越大,越有利于动态稳定;阻力越大越不利于动态稳定。     

无人机配载弹射式导弹静稳定性分析

通过刚体飞行六自由度动力学方程建立弹射式导弹初始段无控飞行模型,并结合弹射装置动力模型和导弹发动机推力模型进行仿真计算。基于无控飞行模型和仿真结果分析了无人机配载弹射式导弹发射特性,在导弹初始飞行段对机弹分离安全性和导弹姿态控制要求进行了研究。对导弹不同静稳定度下的运动特性对比分析,分别给出了满足各种安全和控制要求的导弹静稳定度范围。进一步综合所有安全和姿态控制要求,得到了满足所有要求的最佳静稳定度。经过一个实例的仿真研究,结果表明建立的模型与所用到的方法是合理有效的。     

高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用

在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入的比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明:对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式,则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况,因受稳定性的影响,精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。     

飞机静电起电放电机理及带电极性的相关研究

飞机上的静电来源主要包括：沉积颗粒的摩擦起电、发动机引擎燃烧产生的等离子气体起电、穿越带电云层时的感应起电、对流起电和雨滴等粒子的破裂起电等。当机体上电压达到周围介质的放电电压阈值时就会放电，这些放电产生的电磁噪声对导航和通讯都会造成干扰。飞机放电机理主要包括电晕放电、绝缘材料与金属之间的流柱放电和相邻未焊接金属间的火花放电。在实验室内通过对不同物质进行摩擦起电试验和发动机尾气喷射起电实验，得出不同起电方式的带电极性。     

Polymer composite for antistatic application in aerospace

The phenomenon of static electricity is unpredictable, particularly when an aircraft flying at high altitude that causes the accumulation of static charges beyond a threshold value leading to the failure of its parts and systems including severe explosion and radio communication failure. The accumulation of static charges on aircraft is generated by the virtue of interaction between the outer surface of aircraft and the external environmental attributes encompasses air particles, ice, hail, dust, volcanic ash in addition to its triboelectric charging. In the recent years, advanced polymer-based composites or nanocomposites are preferred structural constituents for aircrafts due to their light weight and comparable mechanical properties, but such composite systems do not render low impedance path for charge flow and are subsequently vulnerable to effect of lightning strike and precipitation static. In this context, it is essential to develop conductive composite systems from non-conductive polymer matrix by nanofiller embodiments. The advent of carbon-based nanocomposite/nanomaterials have adequately addressed such issues related to the nonconductive polymer matrix and further turned into an avant-garde genre of materials. The current review envisioned to illustrate the detailed exploitation of various polymer nanocomposites in addition to especially mentioned epoxy composites based on carbon fillers like carbon black, carbon nanotube (single walled carbon nanotube and multi walled carbon nanotube) and graphene the development of antistatic application in aircraft in addition to the static charge phenomenon and condition for its prevalence in avionic systems.     

强磁场环境模拟系统线圈支架设计及力学仿真

强电磁冲击环境的核心执行机构是线圈,除保障强磁环境发生线圈的电磁特性外,还须确保线圈支架具有充足的机械特性。在完成对线圈磁电设计的基础上,根据线圈的三维结构图、材料配置、质量分布、各零部件之间连接方式以及线圈固定方式等,建立线圈支架结构整体系统有限元计算模型,对线圈支架系统进行静力、稳定性数值计算分析,并校核联接件强度,为线圈支架结构提供参考依据。对实用大型强磁冲击系统所用线圈整体的力学结构进行设计分析,应用背景较新,且仿真计算过程严格按照实际搭建尺寸进行,具有高度的一致性,为后续搭建强磁环境发生装置提供坚实基础。     

高超声速变形飞行器翼面变形模式分析

为提高高超声速翼身组合式飞行器的射程,研究了采用不同翼面变形模式时,飞行器在马赫数3~8内的气动特性和翼面效率。针对典型的轴对称翼身组合式外形,采用Navier-Stokes方程进行数值模拟,对伸缩、变后掠和二维折叠三种变形模式下的外形在超声速及高超声速来流条件下进行模拟,并对升阻比、翼面单位面积升阻比和操稳特性进行分析。结果表明:在超声速及高超声速范围内,变后掠变形模式在宽速域内升阻比提高明显,同时具备优良的翼面效率及操稳特性,其在马赫数3~8范围内具有最优的综合性能。研究成果能对高超声速翼身组合式变形飞行器布局设计提供参考,具有一定的指导意义。     

人体静电瞬态电位测试研究

本文在评述人体静电电位测试方法的基础上,指出目前人体电位测试仪器中存在的问题,提出了一种新型测试原理,并研制成 ZPD 型静电测试仪器,用此仪器在弹药防静电危害的现场试验中,测量到人体最高静电电位可达60kv 左右.