2021, 22(1):1-8.
摘要:军事活动等特殊事件对飞行的影响,极易触发大面积的空域拥堵、飞行冲突、航班延误等问题,诱发巨大的社会经济损失,反过来也严重影响军事训练的效益与质量。针对空域资源利用率亟待提高的现实需求,从改航路径规划影响因素、飞行受限区划设、改航路径规划模型和优化求解方法等四个方面出发,对缓解空域资源紧张的重要策略——改航路径规划进行了系统研究,探讨了改航路径规划的发展沿革、研究进展以及现有方法策略的优劣,并对集中统一协调和管理、非独立多航班改航路径规划、不确定条件下的改航路径动态规划、智能化改航路径规划等未来发展方向加以展望,为提高空域资源利用率提供系统化方法支撑。
2021, 22(1):9-15.
摘要:针对机场净空评定中的净空规定准确使用问题,依据规定分析了跑道纵坡构形对障碍物限制面组成的影响,提出了机场净空应用模型与理想模型的概念。为分析两种模型对机场净空评定的影响,认为机场净空区是由障碍物限制面平面和相应高度限制要求所围成的三维立体空间,提出了解算三维立体块的高度和平面限制范围的净空评价模型。参照此方法,先分析确定了应用模型升降带内坡面控制点以及升降带两侧过渡面与内水平面交点坐标,然后分别对升降带、端净空区与侧净空区构建了三维立体块净空评价模型,由此编写了机场净空评定程序,并应用到算例中。对比净空评定结果可以看到:理想模型是应用模型的特例,在使用时可以根据机场所处的寿命周期选用,在机场可行性研究阶段及以后,必须使用应用模型,而其中跑道两端高度不同引起的障碍物限制高度差异具有一定的规律性,应加以注意。
2021, 22(1):16-21.
摘要:航空金属套管结构凭借其套管管材可选择性组合的特点,有力提升了航空管道服役过程中的结构安全性与稳定性,因此广泛应用于航空、航天等领域的重要装备中。为进一步保障航空金属套管结构的服役安全,需采用有效的无损定量检测方法定期对其进行检测和损伤评估。围绕不锈钢碳钢双层航空金属套管的无损定量检测,着力探究脉冲远场涡流检测机制及检测探头优化。通过快速有限元仿真研究,明晰磁场及坡印廷矢量在套管内外空气域中的分布规律、远场区识别手段等,并基于此,深入探索电磁屏蔽结构及其在检测探头优化中的有效性。结合仿真研究,对航空金属套管腐蚀减薄缺陷检测进行了实验探究,通过实验进一步验证所提航空金属套管结构脉冲远场涡流检测的远场区识别方法以及基于电磁屏蔽的探头优化成效。
2021, 22(1):22-27.
摘要:为了研究干涉量对螺栓连接结构力学性能的影响,以航空工程中常用的飞机机翼螺栓干涉连接结构模型为研究对象,采用了基于试验验证的有限元分析方法,通过试验验证了所建立的螺栓连接结构三维弹塑性有限元分析模型的可靠性,在此基础上建立了6种不同干涉量下飞机机翼螺栓连接结构的参数分析模型,系统地分析不同干涉量对螺栓连接结构孔边应力分布、初始刚度以及承载能力的影响并进行对比分析,结果如下:对飞机机翼螺栓连接结构采取合适的干涉配合可以明显改善孔边结构的应力分布,减小应力集中情况;在所选取的干涉量范围内(0~2.5%),随着干涉量的增大,孔边结构的峰值应力距离孔边越远;当干涉量为1.5%时,孔边的峰值应力最小,同时当干涉量为1.5%时,结构的初始刚度和承载能力提高程度均为最大,分别提高了14.1%和9.33%。
2021, 22(1):28-32.
摘要:为改善无人机承载质量性能,提出并设计了一种新型连翼式双机身气动布局,建立了基础布局和改进布局模型,基于FLUENT详细研究了两种布局的气动特性。仿真结果表明,连翼式双机身布局有较好的气动性能,巡航状态升阻比可达16以上;经过翼身融合、机头修形及前后翼连接处理等改进后,升阻性能有较大提高,迎角2°时,改进布局升力系数、升阻比分别提高了1.8%、9.1%,阻力系数降低了6.7%,且具有更好的失速性能;与基础布局相比,改进布局有效降低了迎角2°时机头位置、翼身连接处的压力分布,迎角12°时改进布局后翼未发生明显分离;初步试飞试验说明两种布局均具有较为优秀的飞行性能,有望在军民运输、救援、侦察等领域得到应用。
2021, 22(1):33-38.
摘要:针对直升机旋翼桨叶结冰问题,研究了结冰前后三维旋翼桨叶气动特性。基于多参考系模型建立了旋翼桨叶三维结冰数值模拟方法,对其中空气流场计算、水滴撞击特性计算、结冰生成计算和几何模型重构等步骤进行了介绍。以CT旋翼为模型,计算分析了结冰对旋翼桨叶气动特性的影响。计算结果表明,结冰后旋翼桨叶升力降低、阻力增加,悬停性能下降明显。结冰破坏了桨叶各个截面原有的气动外形,导致涡的产生,使得截面气动特性恶化。
2021, 22(1):39-44.
摘要:介绍了某型运输机在飞行中遭遇阵风,引起飞机发生严重颠簸的情况。分析了颠簸时自动驾驶仪参数、发动机参数和飞机纵向参数变化。结果显示,高度、指示空速、迎角、俯仰角、法向过载等飞参在飞机遭遇阵风时的响应迟滞不同。同时计算得到飞机的相对升力(与颠簸前飞机稳定平飞时升力的比值)和垂直风速,其极值分别为0.25 m/s和-11.58 m/s,出现在飞机发生严重颠簸(最大法向过载增量为-0.52)时。
2021, 22(1):45-49.
摘要:对于机翼油箱载油量较多的飞机,左右机翼输油不平衡故障将会影响飞机操纵甚至飞行安全。针对地勤人员在飞机维护时普遍缺乏机翼输油不平衡故障诊断手段的问题,研究了一种基于油量区间估计的故障诊断方法。利用已有飞行数据得到左右机翼油量间的回归方程,求得机翼油量个别值的估计区间,修正后作为机翼油量的正常分布区间和故障检测方法,通过设置合理的故障判断条件,实现左右机翼油箱输油不平衡故障的有效诊断。实例验证结果表明:该方法可以准确检测出飞机机翼输油不平衡故障,降低再次飞行时故障发生率;同时该方法易实现,无需增加软硬件,可在地勤人员间快速推广使用,具有一定的应用前景。
2021, 22(1):50-54.
摘要:将飞机油箱专用抗静电涂层与不同质量分数二乙二醇甲醚溶液进行浸泡,分析检验涂层在浸泡后的颜色、铅笔硬度、附着力、冲击强度、柔韧性和表面电阻等关键指标的变化情况,用红外光谱、扫描电镜和能谱仪分别检测涂层分子结构、表面形态和元素组成的变化。实验表明:随着二乙二醇甲醚质量分数的不断增加,涂层的力学性能和导静电性能都有不同程度下降:当水相中二乙二醇甲醚的质量分数达到20%,漆膜的导电性能失效,超过60%,漆膜的力学性能失效;当油相中二乙二醇甲醚的质量分数达到0.4%,漆膜的导电性能失效,达到0.6%,漆膜的力学性能失效。结论是二乙二醇甲醚防冰剂在一定条件下会对飞机油箱内壁防静电涂层力学和导静电性能造成不良影响,特殊情况下会造成涂层的脱落。
2021, 22(1):55-61.
摘要:近年来,原子范数最小化算法成为DOA估计领域的重要工具。针对二维DOA估计中解耦原子范数最小化DANM算法只适用于单快拍的场景,提出一种适用于多快拍场景的改进DANM算法。首先,通过改变DANM算法中的优化模型结构,进一步将基于矢量化的传统2D ANM求解模型解耦为2个一维ANM求解模型,使其适用于多快拍的场景;其次,为了避免大快拍所带来的高维度计算,将接收数据及其转置的协方差矩阵分别作为2个维度ANM求解模型的计算数据用于模型求解,使该维度的ANM求解模型维数限定于有限的传感器数目;最后,通过MUSIC算法求出每个维度的DOA,并利用简单的2D配对方法进行配对得到2D DOA估计。数值仿真结果证明该算法保持了ANM类算法的估计性能优势,与DANM算法相比提高了估计精度和稀疏恢复能力,与基于对偶的2D ANM算法相比显著缩短了计算时间。
2021, 22(1):62-69.
摘要:空时自适应处理技术(STAP)在机载预警雷达中应用广泛,对其干扰的研究具有重要意义。针对传统相干干扰方法采用主瓣对主瓣的方式截获雷达信号易被发现的问题,提出一种基于杂波扩展的干扰方法。干扰机位于雷达副瓣,截获雷达杂波信号而非直达波信号作为相干干扰信号的来源,采取投散射的方式实施干扰,实现对雷达的主瓣干扰。推导了干扰机接收到的雷达直达波和雷达杂波功率的计算公式,建立了杂波信号模型和干扰信号模型,通过仿真比较了干扰机接收到的雷达直达波和雷达杂波的功率,验证了截获杂波信号的可行性,与伪杂波干扰进行了仿真对比。仿真结果表明:相比于伪杂波干扰,该干扰方法对目标先验信息准确性要求较低,干扰后在方位和多普勒频率上均形成假目标,故该方法可行有效。
2021, 22(1):70-76.
摘要:针对平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)在机动目标跟踪中面临测量异常和模型失准时估计精度下降的问题,提出了一种基于反馈判决的鲁棒自适应算法。利用Huber函数对观测残差序列处理获得权重向量以修正测量协方差,增强算法的抗差能力以克服测量异常问题;同时,引入多重渐消因子调整预测误差协方差,从而改变滤波增益,增强算法的自适应性以解决模型失准问题。最后,根据马氏距离构建异常误差判别因子,采用反馈判决实现2种处理方式的合理切换。仿真实验表明:与现有算法相比,该算法能够有效处理测量异常和模型失准带来的误差,具备良好的抗差能力和自适应性。
2021, 22(1):77-84.
摘要:针对视觉跟踪中由于尺度变化、遮挡等复杂场景造成的跟踪失败问题,提出一种尺度长宽比自适应变化的目标尺度估计算法。该算法采用35×35个尺度因子来实现对目标的长宽比估计,为了降低运算量,通过分层尺度估计对二维尺度采样因子进行选择,既确定了目标的最佳尺度,又提高了算法的运行速度;为了进一步提高跟踪算法的鲁棒性,使用相邻两帧之间响应向量的欧式距离作为评判模板是否更新的标准。将尺度估计和模板更新模块引入到目前3种性能出色的相关滤波算法DSST、HCF和OSA中,进行仿真验证。实验结果表明,与原始算法相比,引入模块的新算法在跟踪成功率和精度上均有显著提高,在OTB100数据集上,成功率与3种原始算法相比,分别提高了1.3%、1.4%和1.4%,精度分别提高了1.2%、1.3%和1.0%,尤其在尺度变化、目标遮挡等复杂场景下具有明显的优势。
2021, 22(1):85-91.
摘要:针对贝叶斯网络结构学习中寻优效率低下、易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于混合改进鸟群算法的贝叶斯网络结构学习算法。首先,通过互信息约束算法迭代初始网络;其次,改进鸟群算法,在经典鸟群算法中加入自适应惯性权重,随着迭代次数的增加动态调整搜索空间、改变收敛速度;最后,将改进的鸟群算法作为搜索策略,进行贝叶斯网络结构寻优。实验结果表明:改进的算法在寻优过程中不仅有较好的准确率和较快的收敛速度,而且具有良好的全局寻优能力。
2021, 22(1):92-98.
摘要:为满足协同打击数据链严苛的低时延、高速率、高可靠性等战术信息传输性能要求,TTNT数据链的SPMA协议基于随机竞争思想,综合使用时分和频分接入策略,降低不同用户信息发送的信道碰撞概率,但高负载情况下的冲突解决效果仍不理想,网络性能无法满足协同攻击要求。借鉴NOMA技术利用功率的差异同时多路传输信号的思想,在SPMA协议时、频域基础上引入功率域,提出一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略,达到扩展数据链网络的信道资源、进一步减小信息碰撞概率的目的。建模分析及仿真结果表明,采用该改进策略可以使数据链网络承载更大的业务流量,有效了提高网络吞吐量,降低网络时延。
2021, 22(1):99-104.
摘要:针对红外抗干扰评估指标体系存在的冗余现象和缺乏合理性的特点,从红外导引头的固有属性、抗干扰性能指标以及导弹战技性能指标3个角度构建红外抗干扰综合评估指标,通过红外抗干扰实验仿真平台,设置相应干扰量,获取海量数据并对其进行预处理;再利用数据挖掘中的FP增长关联规则算法,对数据进行挖掘分析,得出干扰量与指标之间的关联规则;然后通过这些关联规则的强弱对指标进行简约,去除了冗余项仅保留了核心指标;最后采用BP神经网络对简约后的指标进行了有效性检验,结果验证方法下获取的抗干扰指标更为简洁、高效。
2021, 22(1):105-111.
摘要:由于战场环境的高复杂性,侦察方难于获取目标辐射源的完备信息。为解决传统辐射源威胁评估算法不适用于数据缺失情况的问题,引入诱导有序加权平均算子空值估计算法,与逼近理想解排序法相结合,采用CV-G1法赋权,构建数据缺失下基于IOWATOPSIS的辐射源威胁评估模型。首先,利用IOWA算子估算空值,解决数据缺失问题;然后,利用基于变异系数法改进的G1法实现对各属性的组合赋权;最后,通过TOPSIS算法对辐射源威胁度进行排序。仿真验证了算法的有效性,该方法拓展了TOPSIS算法使用范围,实现数据缺失情况下的辐射源威胁评估。
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