对舰载作战系统的新计算技术进行研究

在冷战的结束大大降低公海海军作战的威胁的同时,新的滨海作战使命和威胁,如战术弹道导弹已经出现。这些威胁和使命向海军目前所采用的传统军用标准计算资源提出了挑战——一个日益难于以成本有效方式应付的挑战。而且,由于承认军用标准的成本高,国防部长威廉·佩里已经指示在一切可能的地方采用商用标准。因为这一变化的环境,“宙斯盾”造舰计划开始努力以高性能商用设备和新系统结构,比如分布式计算,替代目前的军用标准计算设备。作为该过程的一部分,“宙斯盾”计划办公室已与高级研究计划署(ARPA)合作,联合对把ARPA开发的分布式计算技术引入“宙斯盾”作战系统的可行性进行实验。高性能分布式计算方案(Hiper-D)就是根据这一联合倡议而产生的。Hiper-D的总目标是鉴定用于海军舰载作战系统的分布式计算。本文提供用于“宙斯盾”作战系统的商用计算技术的首次Hiper-D演示结果。     

复杂形状薄壁零件加工的综合质量控制

首先分析了加工时零件表面热量场和加工参数、余量场之间的关系;利用数字扫描及滤波的方法建立起复杂形面零件的数学模型;以此为基础,在加工过程中,对零件的几何质量和表面层质量进行了综合控制。研究表明,该方法是提高飞行器发动机中高负载复杂形状薄壁零件可靠性和寿命的有效新途径。     

舰船设计中虚拟环境的应用

花费大量时间和经费从事设计、制造和试验新系统的主要研究者需要建造和测试硬件原型,以便确定它们的效能是否满足操作要求。目前计算机仿真技术的惊人发展有使设计和采办策略革命化的希望,可以提供一种手段在硬件构成之前验证最终用户的要求。通过设计和操作来测试虚拟环境的虚拟原型,这些技术将在基于计算机的控制空间中很快向造船技师提供造船和使船下水的能力,代替进船厂的习惯方法。本文作者提供了开发这种技术的背景,研究了这些技术对现行船舶建造过程和系统设计的重要性和细节,概述了会遇到的难题,介绍了他们的观点,并为未来的发展提出了建议。     

舰船综合平台管理系统

本文由两部分组成,提供了有关综合平台管理系统和指挥控制系统的补充信息。这两个系统是为加拿大巡逻护卫舰开发的。《海军力量》杂志1993年第六期在圣约翰造船专辑里对两系统作过简要报道。鉴于两系统的重要性,它们的革新内涵以及它们所引起的国际性兴趣,我们感到有必要知道更详细的情况。     

纳米级定位的简单化设计——采用滚珠球轴承的扭轮摩擦传动

作者在前面的文章中报导了扭轮摩擦传动能实现亚纳米级的定位分辨率。然而,这套装置在结构上的复杂之处就是在于采用了静压轴承支撑扭轮。本文指出了扭轮摩擦传动在结构上如何可以简化为采用球轴承支撑扭轮。在简化之后,实验表明定位分辨率小于1纳米。本文得出结论,采用球轴承的扭轮摩擦传动对于在洁净环境下要求实现纳米级定位的制造过程变得更为方便,而且可以取代滚珠丝杠以及常规摩擦传动方式。     

无摩擦的空气轴承技术对超精密加工机床进给驱动系统的控制需求的影响

加工过程中随着对精密度和加工环境的要求的不断提高,越来越需要在机床的结构和控制器原理这两者之间进行特殊的组合。近年来,为了补偿进给驱动系统的直线导轨的摩擦造成的影响,人们发明了大量的控制决策,例如[1]—[3]。他们虽然提供了各式各样的功能强大的非线性的机构,但通常又使用相当复杂的计算机算法来耗费系统资源。借助于先进的空气静压轴承技术(FVM—空气—轴承)摩擦可以被彻底消除,因而直线导轨也就不存在爬行现象,而阻尼比和垂直于进给方向的刚度却非常大,这种结构对所使用的控制决策提出了特殊的要求,本文就针对这些要求对各种方法进行了研究。     

超精密铣削的三维微加工工艺

本研究旨在对用于获取有雕刻表面金属工件的超精密微加工工艺进行探讨。研究中使用的是车床型的超精密铣床,由分辨率为1nm的X和Z向运动工作台及分辨率为0.0001度的可定位的C轴组成。作为一种铣削工具,一种改进型的由一颗水晶钻构成的“仿球尖铣刀”被放置在X轴的高速气浮轴承之上。这样一来,X轴和C轴的协调运动就可产生三维铣削的效果。为提高表面粗糙度,通过模拟我们研究的刀具边沿和工件表面的接触情况,结果发现,刀具低速进给时切削比较有效。作为三维微加工工艺的一个例子,运用数字仪提供的扫描数据在一个直径为3mm的铜表面上制作一个传统的NOH面罩。经证明,超精密铣床有潜力加工出表面粗糙度为69nm(P—V值)的工件。     

塑性状态下光学及电子镜面的亚纳米级精密磨削

本文讲述了由PC机控制的多用途超精机床(MPUMT)的设计及光学镜平滑表面的加工。已研制出的机床可用于磨削、切削、研磨或抛光塑性状态下的硬脆材料。作为建立新的加工系统的关键部分,采用了大型磁致伸缩调节器(GMA),在没有放大器元件的情况下,它具有大功率的输出和大于压电陶瓷调节器几倍的纳米级的位移。切削DOC的深度和控制塑性状态过程的微塑性区域能够被调节器设置为具有高于1nm的精度,并能用金刚石磨削砂轮研磨。在当前研究中所用到的镜为多晶体、非晶体,也有加固玻璃。磨削实验的结果表明,已研制出来的超精机床能够实现对塑性状态下的玻璃和陶瓷材料的加工。材料特性参数和微裂纹之间的关系已被检测到,适用于大多数被研究玻璃的脆性到塑性磨削方式的转换已经确定。运用AFM、SEM和ZYGO对磨削表面进行了分析,例如BK7和TRC5(新材料;加固玻璃)的磨削表面分别具Ra=0.15nm和Ra=0.32nm的表面粗糙度。     

异步转移方式(ATM)技术应用到指挥、控制和通信(C~3)系统的框架(续)

A、导言 1.信息技术决策 一般来说,任何用来完成建网或远程通信的技术被统称为“信息技术”。在某种程度上,信息技术这个术语包含固定设备的传输系统和支持比作战功能(军用传感器信息或数据的处理和传输)更多的管理功能(例如,数据库管理和字处理)。由于计算机应用渗透到商业和军事部门的各个方面,这项技术应用于从技术管理支持到军事情报传递的广泛的     

在战术导弹设计中空气动力学者所起的作用在改变中(摘译)

本文讨论了在战术导弹设计中空气动力学这门专业的进展。由于其它技术领域的突飞猛进,战术要求及目标的变化以及需要降低费用等原因使空气动力学工作者一再受到多方面的挑战。电子技术的革命给予气动工作者在初步设计阶级就有能力进行较准确的计算和试验,同时也要求他们按前所未有的飞行状态进行设计。本文着重说明其它领域内已取得的和将要取得的进展对导弹空气动力学工作者的任务带来的具体影响。