2019, 20(1):1-6.
摘要:与民用飞机相比,军用飞机的维修与保障始终是以恢复、保持和提高作战效能为根本目的,并在此基础上寻求最佳的经济性。从作战效能的定义出发,建立了作战效能的广义模型;而后,提出了基于作战效能的维修与保障的概念,阐述了基于作战效能的维修与保障内涵,给出了基于作战效能的维修与保障实施流程,并进行了举例说明;最后,针对基于作战效能的维修与保障的几个关键问题进行了探讨。通过实施基于作战效能的维修与保障,可以将作战效能与维修保障活动的关系通过数学模型进行量化,从而优化维修与保障活动,实现军用飞机作战效能的最大化。
2019, 20(1):7-12.
摘要:针对重装空投过程的飞机运动系统,考虑气动数据的测量和计算误差等不确定性,提出了带有自适应函数近似的反步滑模控制方法。首先将系统的复杂非线性不确定性分解为不确定参数向量和已知非线性矩阵,降低了控制器的设计难度,在此基础上,设计自适应算法近似不确定参数向量,并将自适应结果补偿到反步滑模控制器中,解决了滑模切换增益的选取依赖于系统不确定性边界的问题。理论分析表明,该方法能够保证飞机速度和俯仰角的跟踪误差收敛到平衡点任意小的一个邻域内。
2019, 20(1):13-19.
摘要:针对不同控制面偏转方式对弹性前掠翼静气弹特性的影响,基于计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)松耦合静气动弹性数值计算方法,计算和分析了不同迎角、动压及马赫数条件下前、后缘控制面联合偏转对前掠翼模型的气动特性和弹性变形特性的影响。计算结果表明:控制面偏转对前掠翼飞机静气动弹性特性影响较大;当迎角变化,同向偏转方式的气动特性和弹性变形特性较好,α=4°时,弹性机翼的升阻特性较好;当动压变化时,反向偏转方式的气动特性和弹性特性占优,最大升阻比较同向偏转提高约7%,反向偏转方式气动特性较好,最大升阻比较同向偏转提高约7%;当马赫数变化时,弹性机翼条件下3种模型分别在Ma=0.7时升力系数达到最大值。计算结果可以为前掠翼飞机的实际应用提供参考。
2019, 20(1):20-25.
摘要:偏流板将飞机发动机尾流导向,防止尾流烧蚀地面或损坏周围设备和建筑,但是偏流板会产生回流,不利于发动机正常工作。以简化发动机模型和偏流板为对象,研究了双发飞机起飞时偏流板侧转角对回流的影响。结果发现侧转角较大时,近地面回流到达发动机尾流下方时,由于主流引射作用会向发动机外侧发生第一次偏转,侧转角越大,偏转越明显;存在一个临界侧转角6°,小于6°时,回流第一次偏转后沿着发动机下侧向前流动,易被进气道吸入;大于6°后,近地面回流一次偏转后会向发动机的外侧进一步偏转,最后向后流动,不会被进气道吸入。同时,随着侧转角增大,更多的高温尾气回流向一侧偏转,有利于另一侧人员和设备的安全。
2019, 20(1):26-31.
摘要:针对大型复杂导弹武器装备协同操作在同一时空下的特殊情况,开展局域网这个特定虚拟操作环境下的多机(计算机)协同操作研究。通过Unity3D/network技术进行局域网环境的构建,在network模块内置封装好的组件算法之上,通过加入计数器和控制脚本调用实现算法的优化,进而减少多机协同过程中从服务器到客户端的网络延迟。结果证明:基于优化算法基础的多机协同网络延迟较network模块内置封装好的算法表现更好,完全可以满足特定虚拟操作环境下的多机协同操作。
2019, 20(1):32-37.
摘要:机型分类方法是尾流间隔计算的基础和依据,我国现行机型分类标准与ICAO相同,均依据飞机重量进行分类。在欧美国家提出的尾流标准重新分类(RECAT)中,依据最大起飞重量和翼展等参数对机型分类和尾流间隔标准进行了重新调整。首先介绍了现行机型分类方法、RECAT 1.5、RECATEU机型分类方法,然后依据飞机环量计算模型,对国内43种常用机型进近着陆阶段的环量进行计算分析,提出基于环量的RECATNEW机型分类方法。计算表明,RECATNEW机型分类方法中,各机型分类区间平均绝对偏差和标准差均小于RECAT 1.5和RECATEU中各分类区间的该值,可更好地满足RECAT研究需要,具有实际参考价值。
2019, 20(1):38-45.
摘要:提出一种基于热固振耦合的某附件壳体蠕变热疲劳寿命预测方法,主要是基于ANSYSFluent模块进行流固热耦合,仿真结果得到的附件壳体温度场分布并通过实测数据进行结果验证,再通过温度场数据传递途径结合ANSYSWorkbench模块进行附件壳体热固振耦合仿真得到壳体应力应变场,然后基于线性累计损伤理论耦合附件壳体蠕变持久寿命和热疲劳寿命,最终得到其蠕变热疲劳寿命预测结果。针对附件壳体,一方面对比分析了单纯热疲劳寿命(41 063个循环寿命)与蠕变热疲劳(39 054个循环寿命),通过结果得知航空发动机附件系统高热环境下蠕变作用对附件壳体热疲劳寿命是存在显著影响的;另一方面对比分析了基于稳态温度场的蠕变热疲劳(23 334个循环寿命)与基于瞬态温度场(考虑温变速率)的蠕变热疲劳(24 545个循环寿命),结果表明温变速率在一定程度上影响航空发动机附件系统结构的蠕变热疲劳寿命。
2019, 20(1):46-54.
摘要:针对新一代电子产品密集型的飞机,其系统结构和失效机理复杂、失效模式多样,传统的方法难以对其进行有效健康管理的现状,因此提出了基于海量数据挖掘的飞机PHM研究。首先从系统结构、服役环境、数据来源与存储方式等角度分析了新一代飞机对海量数据挖掘的应用需求;其次论述了基于海量数据挖掘的关键技术,包括数据的预处理、集成管理、聚类、分类、关联、预测等;最后提出了一种基于私有云的飞机PHM海量数据挖掘平台,详细阐述了该平台的总体框架和软硬件结构,该平台为飞机PHM提供了验证平台,对促进飞机PHM的集成与工程化实现具有重大的军事应用意义。
2019, 20(1):55-59.
摘要:Reeds-Shepp路径的计算受末姿态的影响,无法直接在无末姿态要求的导航场景中应用。文章对Reeds-Shepp路径的规划应用进行研究,提出在无姿态要求下Reeds-Shepp车的最优路径导航方法,以及对应控制方案的生成规则。仿真数据证明了其在各种情形下的最优特性。利用该路径对导航方案进行设计能够有效降低自动驾驶车辆的行驶时间与运行成本,可广泛应用于军事工业以及民用的无人车、无人机、无人船等自动驾驶交通工具的导航系统,以实现控制其按最优路径行驶的目的。
2019, 20(1):60-66.
摘要:临空高超声速飞行器(Near Space Hypersonic Vehicle,NSHV)具备复杂的运动模式和高动态特点,传统的威胁评估方法运用于NSHV时在评估要素选取和评估动态性等方面存在不足。从NSHV的飞行路径入手,将其划分为3个主要的飞行阶段,通过分析其各阶段运动特点和预警探测、拦截能力等因素,基于贝叶斯推理、决策理论建立起NSHV多阶段威胁评估模型,并通过先验概率将各阶段进行关联,保证了评估的继承性,最终建立典型场景进行仿真验证,仿真结果反映的威胁变化符合NSHV的作战特点和所给观测数据,证明该方法更适应NSHV的动态特性,能够为指挥员进行防御作战辅助决策提供支持。
叶泽浩 , 毕红葵 , 段敏 , 曲智国 , 李凡 , 董宇辉
2019, 20(1):67-72.
摘要:针对临近空间有动力高超声速飞行器(NSPHV)周期跳跃巡航轨迹的设计规划问题,提出了一种基于飞行动力模型与多约束条件下的轨迹简单规划方法。首先,建立NSPHV动力学模型;其次,根据NSPHV周期性跳跃巡航飞行特点设计了以高度为节点约束、攻角为控制量的制导飞行方案,把攻角设成关于高度的简单分段周期函数,段与段之间以一定的攻角变化率连接,并利用直接法对攻角进行求解。最后仿真得到速度、航迹倾角、高度均具有一定周期性的NSPHV跳跃巡航飞行轨迹,同时分析了初始高度、初始速度以及初始航迹倾角对飞行轨迹的影响。结果表明:该方法是一种简单有效的周期巡航轨迹规划方法,而且生成的轨迹具有一定的稳定性,不易受初值影响。
2019, 20(1):73-78.
摘要:相比脉冲体制雷达,调频连续波雷达具有功耗低、成本低、重量轻等优点,发展前景广阔,同时雷达三维成像技术可为目标的分类识别提供重要的特征信息。但是自旋目标在调频连续波信号条件下会产生一维距离走动以及回波相位的改变,这对干涉三维成像产生了影响。针对自旋目标在线性调频连续波雷达中的干涉三维成像技术进行了研究,分析了自旋产生的回波调制效应与相位变化,结合分析所得的调制前后目标在距离慢时间像上微动特征的变化关系与扩展Hough变换提取的微动参数,解决了干涉三维成像中由于回波调制效应导致的目标坐标畸变问题,提出了基于调频连续波雷达的自旋目标干涉三维成像的具体处理方法。仿真实验证明,所提方法有效提高了自旋目标的干涉三维成像质量。
2019, 20(1):79-83.
摘要:针对当前装备保障信息网络身份认证方案无法抵抗正在崛起的量子计算机攻击及认证效率较低的问题,基于新的格密码理论,提出了装备保障信息网络在量子计算环境下安全且快速的身份认证方案。该方案采用理想格结构生成方案的主密钥,将装备身份信息输入到原像抽样函数中得出装备身份信息对应的认证密钥,利用无陷门的采样技术产生出装备的认证信息。结果表明:该方案在理想小整数解问题困难性假设的条件下,达到了适应性选择身份和选择消息攻击下的不可伪造性安全;在保证安全的前提下,该方案在达到相同的安全等级水平时在认证速率和验证速率方面均高于传统基于RSA和ECC的认证方案。
2019, 20(1):84-89.
摘要:设计了一种低频波段使用的新型阻抗变换器,该阻抗变换器在0.1~3 GHz频率范围内实现由输入150 Ω到输出50 Ω的阻抗匹配。矩形开口环结构具有良好的谐振特性,通过在阻抗变换器底部开矩形开口环的方法实现单一频点的陷波特性。新型阻抗变换器其原理是基于巴伦阻抗变换器的阻抗转换特性和矩形开口环结构的谐振特性,仿真结果显示新型阻抗变换器在1.1 GHz频点与2.2 GHz频点的S12参数均在-15 dBi以下,S11参数均在-0.5 dBi以上。经过仿真验证,随着矩形开口环结构长度与位置的变化,可以实现陷波频点在0.1~3 GHz频率范围内自主调控。文中采用HFSS软件进行仿真优化,绘出S参数图,实物测试结果验证了设计结构的有效性。陷波阻抗变换器作为天线匹配终端,在射频信号采集、超宽带天线及阵列阻抗匹配等领域有很好的军事应用前景。
2019, 20(1):90-95.
摘要:量子雷达基于量子态特性对目标探测识别,可有效克服复杂电磁环境和目标隐身特性影响。针对光量子在大气中传播时易受介质吸收和散射影响的问题,提出利用分光链路模拟大气介质的方法,对目标量子雷达散射截面进行了研究。通过引入单光子波动方程,采用分光链路模拟大气介质,得到衰减条件下光子波函数,推导衰减条件下量子雷达散射截面公式,并对衰减条件下单曲面量子雷达散射截面进行仿真。仿真证明,在不同入射角条件下,量子雷达散射截面主瓣峰值随衰减系数增加而减小,入射角对量子雷达散射截面无影响;在0 ℃、能见度30 m条件下,目标量子雷达散射截面主瓣峰值随波长增加。
2019, 20(1):96-102.
摘要:针对某型无线通信系统的功能需求以及无线通信的特点,设计了一种基于STM32微控制器的控制端机。端机采用模块化的设计方法,利用STM32丰富的外设功能和强大的数据处理能力对通信系统的人机接口进行了优化设计,使其具有友好的人机交互方式,并为通信系统提供充足的数据外设端口,实现各个模块之间的逻辑协调。通过实验测试了端机的人机交互、状态监控以及短报文收发功能,测试结果表明:系统的操作界面简洁高效,实现了对无线通信系统的工作状态监控、通信参数设置、射频数据读取以及控制操作的管理,可以实时检测到系统的运行状态;短报文数据收发正常,操作界面上可以同时显示6条通信记录,相较于同类设计有了一定的改进和提高,具有较大的军事实用价值。
2019, 20(1):103-110. DOI: 10.3969/j.issn.1009-3516.2019.02.007
摘要:针对无人作战平台在室内等复杂环境下的高精度定位与地图构建问题,提出了一种利用信标锚节点辅助的单目视觉同步定位与地图构建方法,该方法通过WLAN锚节点估计出单目视觉尺度因子并结合视觉传感参数,获取真实尺度空间下的定位位置,并利用因子图模型对WLAN定位和单目视觉定位结果进行最大后验概率准则下数据融合,从而获得精确的位置和构图信息。实验表明:文中所提出的方法较好地解决了传统单目视觉定位中的尺度不确定问题,定位精度达到分米级,扩展了单目视觉SLAM在真实尺度空间中的应用,在复杂环境下的无人侦察、搜救和打击等应用领域具有重要的工程和实践意义。
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