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北京航空航天大学学报
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高镇同

月刊

1001-5965

jbuaa@buaa.edu.cn

010-82317826/5426

100083

北京海淀区学院路37号

北京航空航天大学学报/Journal Journal of Beijing University of Aeronautics and AstronauticsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是以航空航天科学技术为特色的综合性自然科学学术期刊，以反映航空航天领域科技研究成果与动态、促进学术交流、培养创新人才和推动科技成果向生产力转化为办刊宗旨，主要刊载与航空航天科学技术有关的材料科学及工程，流体力学和动力工程，计算机及应用技术，可靠性与失放分析等领域的研究论文。
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    弹射救生过程飞行员胸腰椎高负荷损伤分析

    裴卉宁陈允峰白仲航孙佳俐...
    102-112页
    查看更多>>摘要：针对战斗机飞行员在弹射过程中高负荷引起的胸腰段损伤率较高,且根据临床CT数据建立的有限元模型存在无法反映细微几何特征和骨骼非匀质属性,造成高负荷力学分析不准确等问题.采用非线性有限元方法建立表达特定对象皮质骨、松质骨厚度与密度的胸腰段(T12～L2)有限元模型,对弹射过程中战斗机飞行员胸腰段进行生物力学分析.基于胸腰段CT数据,将皮质骨测量(CBM)得到的皮质骨厚度和密度值纳入基于CT的胸腰段有限元建模过程中,并根据Hounsfield单位(HU)值计算各元素的弹性模量实现材质非均匀赋值,完成特定对象有限元模型的构建.通过添加边界条件和载荷对模型进行有效性验证,并模拟计算直立、前屈、后仰 3种生理运动条件下弹射胸腰段脊柱的生物力学响应.结果表明:3种不同生理运动条件下弹射过程中椎骨对负荷的传递特性显著不同,直立生理运动条件下弹射,高负荷产生的椎骨直接急性损伤最小.

    生物力学有限元分析高负荷损伤胸腰段弹射

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    地基光度数据判定GEO自旋稳定目标功能方法

    王阳胡敏杜小平徐灿...
    113-119页
    查看更多>>摘要：地球静止轨道(GEO)自旋稳定目标的自旋周期和其地基光度数据周期及其自身的功能属性均具有较强关联性,以目标自旋周期为桥梁,可以基于地基光度数据实现GEO自旋稳定目标的功能判定.对截至 2022年 5月 1日全球仍在轨运行的GEO自旋稳定目标进行目标自旋周期和功能关联分析,在综合考虑目标光度数据不同特点的基础上提出光度数据反演目标自旋周期的方法.结合目标自旋周期和其功能的关联性,进一步提出光度数据判定目标功能的方法,该方法可以有效提高地基光度数据的应用效益,有望为太空目标能力评估等空间应用提供新思路.

    地球静止轨道目标自旋稳定目标光度数据自旋周期功能判定

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    基于简短可验证环签名的区块链版权存证协议

    王杰昌刘玉岭张平刘牧华...
    120-132页
    查看更多>>摘要：在现有区块链版权存证系统中,各种环签名占用过多存储空间,数据共识算法效率有待提高.针对此问题,使用动态累加器对环成员公钥进行累加,分别设计初始化、系统选取、密钥生成、签名生成、签名验证等算法,构造多私钥生成器(PKG)的身份基简短可验证环签名方案;为主节点选取设置信用阈值,降低允许参与共识的最大节点数,改进已有的联盟链共识算法;利用所构环签名方案及改进的共识算法,提出一种新的区块链版权存证协议.对所构签名方案的不可伪造性及匿名性进行形式化证明;对所构签名方案的计算效率及存储空间进行分析和仿真,对存证系统的共识算法和容错性进行实验评估.结果显示:所提协议节省了签名时间开销和存储空间,提高了共识效率和容错性.

    多私钥生成器身份基简短可验证环签名联盟链版权存证共识算法容错性

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    涡扇发动机等效持久试车谱适航符合性设计与验证

    汤鑫豪窦英睿
    133-140页
    查看更多>>摘要：为优化涡扇发动机的持久试车谱,减少试验过程中的三红线构型改装次数,对持久试车谱的等效设计与符合性验证方法进行研究.分析了持久原始试车谱及其不同阶段的损伤特征,以发动机零部件的等效损伤为原则,以减少三红线构型改装次数为目的,提出一种基于等效损伤原则的等效持久试车谱适航符合性设计与验证方法,并以某型发动机高压涡轮叶片为例提出模拟特征试验件设计方案.所提方法可作为整机持久适航取证试验试车谱优化工作的参考,所提方案可支撑模拟特征试验件的等效损伤试验.

    适航持久试验试车谱等效损伤三红线

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    挠性陀螺交叉耦合影响因素分析及控制

    蔡曜司玉辉王玉琢杜鑫...
    141-151页
    查看更多>>摘要：由于机械结构误差和电气干扰,实际生产的挠性陀螺存在交叉耦合.分析交叉耦合影响因素,确定其为差动式电感传感器铁芯柱垂直度和力矩器线圈周向偏移角度,由此建立传感器、力矩器的误差模型,定量分析了各影响因素对交叉耦合的影响程度.设计铁芯柱精密装配工装、线圈精密装配工装,并对力矩器进行可调设计,控制挠性陀螺交叉耦合.工程实践表明:各项控制方法均取得较好效果,交叉耦合稳定控制为不大于 1%;各项控制方法提高了挠性陀螺对角速度的测量精度,进而提高了惯导系统的导航精度.

    挠性陀螺交叉耦合影响因素差动式电感传感器力矩器可调设计

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    传感器结冰特性及其影响规律试验研究

    丁亮胡站伟郭向东石雅楠...
    152-160页
    查看更多>>摘要：结冰探测是飞机结冰防护系统运行的前提和依据,是结冰防护面临的首要问题.目前,针对探针结冰过程的研究缺乏实测数据,相关规律尚待验证.为更准确地模拟飞机遭遇的真实结冰环境,利用大型结冰风洞开展传感器结冰特性试验研究.采用探针阵列分布和冰形可重复性验证相结合的试验方法,通过在线实拍图像、实测结冰外形与结冰质量等数据,直观、定量地揭示探针表面水滴撞击的细节特征及变化规律.结果表明:探针圆柱表面的水收集系数沿轴向先增大后减小,存在极值点,且该点高度会随壁面边界层的发展逐步上升,变化量级处于 2～30 mm之间;此外,各探针位置面对来流参数变化的敏感程度不同,结冰质量较大且对迎角变化敏感度较低的点,将具备更好的探测效果.实测数据与分析结果可为传感器探针的精确设计提供依据.

    结冰探测液滴撞击结冰特性冰风洞边界层

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    基于分段自适应的机械臂力/位混合控制

    殷文喆练达芃李凯悦赵国伟...
    161-166页
    查看更多>>摘要：空间操作任务对空间机械臂的柔顺控制品质要求不断提高,采用单一控制方法易造成较大的末端接触力超调或动态偏差.结合自适应阻抗与自适应导纳控制方法的优点,提出一种基于分段自适应的力/位混合控制方法.所提方法按空间实现力、位分控,并基于子空间期望末端加速度叠加的方式,求取关节控制力矩.力空间控制中,采用自适应导纳控制实现初始位置到目标位置的快速过渡,在接近目标位置时,采用自适应阻抗控制实现末端的高精度稳定控制;由于位置空间控制中期望力和接触力均为 0,直接采用PD控制即可获得与自适应控制方法相同的效果.仿真结果表明:相较于自适应阻抗或自适应导纳单一控制,采用所提方法时接触力超调量和动态偏差更小,全程控制品质更优.

    机械臂柔顺控制力控制分阶段自适应算法

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    高速电磁阀相移PWM电压驱动策略

    陈晓明朱玉川李林飞王玉文...
    167-174页
    查看更多>>摘要：高速电磁阀作为数字流量技术的核心控制元件,其动态响应及有效可控占空比区间严重影响系统流量控制精度.为进一步扩展有效可控占空比区间,提出一种包含基准脉冲宽度调制(PWM)、预激励PWM、激励PWM、高频PWM、预卸荷PWM、卸荷PWM在内的相移PWM电压驱动策略,给出相移PWM电压驱动策略的工作原理,并建立高速电磁阀动态特性理论模型,开展预激励PWM、预卸荷PWM可控占空比仿真分析与实验验证研究.结果表明:所提策略与复合PWM电压驱动策略相比,阀芯开启、关闭压力响应时间分别缩小了 87%、37.9%,工作频率为100 Hz,阀芯正常启闭可控占空比为0.285～0.77,自扩展至0.085～0.81.

    高速电磁阀预激励预卸荷相移PWM电压驱动策略可控占空比

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    低空时变风扰下无人机避障路径跟随方法

    陶江曹云峰
    175-182页
    查看更多>>摘要：针对低空无人机避障路径跟随问题,设计了一种未知时变风扰下的无人机路径跟随方法.给出二维平面内的无人机运动学模型,完成避障路径跟随的数学建模;在未知时变风扰条件下采用矢量场方法设计了贝塞尔曲线期望路径的跟踪控制律,针对未知时变风扰下无人机地速无法测量的难点设计了地速估计器,分析了路径跟随的李雅普诺夫稳定性;在未知时变风扰条件下对贝塞尔曲线期望路径的跟踪进行了仿真验证.仿真实验证明:所设计的无人机路径跟随方法能够实现未知时变风扰条件下的路径稳定跟踪问题.

    低空无人机风切变时变风扰避障路径跟踪控制律

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    高超声速飞行器再入滑翔段在线制导

    魏昊蔡光斌凡永华徐慧...
    183-192页
    查看更多>>摘要：针对高超声速飞行器再入滑翔段制导问题,提出一种基于粒子群优化-鲸鱼算法的在线制导策略.考虑其约束模型与交班条件,建立了过程约束与终端约束模型.为缩短轨迹生成时间,减少算法计算量,设计了一种能自动满足终端高度、路径角、航程约束的高度-剩余航程飞行剖面.基于阻力系数为常值的前提下,推导了满足航程约束的速度数值解.利用上述模型,设计了一种三参数寻优模型,实现对终端条件的控制.为优化过程约束,提出结合鲸鱼算法和粒子群优化算法的改进鲸鱼算法,克服了粒子群算法易早熟收敛的缺点,提高了求解效率,满足了飞行过程中热流率最小的目标.而后通过将航迹分段的方法,提出一种基于中间点的在线制导方法,对纵向剖面进行在线更新,从而满足终端约束.仿真结果表明,所提方法能高效率的求解最优飞行轨迹.

    高超声速飞行器再入滑翔段在线制导改进的鲸鱼算法轨迹优化

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