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航空科学技术
中国航空研究院
航空科学技术

中国航空研究院

魏金钟

双月刊

1007-5453

ast@aviationnow.com.cn

010-64094034

100009

北京东城区交道口南大街67号主楼202室

航空科学技术/Journal Aeronautical Science and Technology
查看更多>>以国家发展航空事业的目标和航空工业发展计划为导向，宣传、贯彻党和国家发展航空科技的方针、政策，综合报道国内外航空关键技术、航空领域各学科发展动态、企业先进生产方法及经验、企业科技进步企业发展战略和重大科技成果等。
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    新型橄榄形零泊松比蜂窝结构设计及力学性能分析

    尹震梁珂程潜李叶璇...
    1-7页
    查看更多>>摘要：蜂窝夹芯常应用于大变形-高承载结构中,开展新型结构设计和参数分析对于提高其安全性和变形能力尤为重要.本文通过对正弦形零泊松比-蜂窝结构的等效力学性能进行研究,在传统的蜂窝构型基础上,设计了一种新型橄榄形零泊松比蜂窝,采用数值仿真方法对蜂窝结构开展参数分析并进行了物理试验验证.研究结果表明,新型橄榄形蜂窝结构可有效解决传统正弦形零泊松比蜂窝结构面内变形能力不足的问题,该研究成果在航空航天领域具有重要应用价值,尤其是在提高结构变形能力方面表现突出.

    零泊松比蜂窝结构等效弹性模量力学性能柔性蒙皮

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    变弯度机翼后缘滑槽耳片连接设计与验证

    董立君薛景锋李小飞宋坤苓...
    8-15页
    查看更多>>摘要：当前民用飞机的变弯度机翼主要通过机械式驱动实现机翼变形.在变弯度机翼后缘变形时,机翼蒙皮与驱动机构中驱动杆的相对位置关系会发生变化,往往导致驱动机构与蒙皮变形不协调问题.为满足变弯度机翼后缘变形设计要求,本文提出一种驱动机构与蒙皮的连接结构设计方案以实现变弯度机翼后缘变形协调.通过建立变弯度机翼后缘驱动机构运动模型,分析了变弯度机翼后缘在偏转过程中驱动机构与蒙皮连接点处机构点的运动特性,获得了机构点与蒙皮的相对位置关系.进而,通过研究蒙皮耳片开槽形式和开槽方法,对耳片及滑槽进行了设计.最后,通过对研制的变弯度机翼后缘试验样件开展变形和承载功能试验,验证了滑槽耳片设计方案可满足机翼变弯过程中的气动外形要求和承载能力要求.

    变弯度机翼后缘滑槽耳片设计与验证

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    航空发动机壁面液态金属-碳氢燃料双层冷却通道换热性能研究

    徐静党朝磊王毅琳王思博...
    16-27页
    查看更多>>摘要：高马赫数下超燃冲压发动机壁面冷却通道受高热流密度影响易损毁从而导致发动机失效,研究壁面冷却通道冷却性能有利于改善受热不均匀的现象.因此,本文提出液态金属-碳氢燃料双层冷却通道,搭建了液态金属流动换热试验系统,验证了仿真试验系统具有较好的精确度.仿真结果表明,裂解反应提高了燃料的总热沉,同时也加剧了通道内的热分层现象,这是双通道燃料裂解反应带来的双重效应,且在高热流密度工况下体现得更突出;与正癸烷单通道相比,双通道正癸烷侧可将温度不均匀系数RT最大值从55%左右降到18%左右,热沉不均匀系数RH最大值从1000%左右下降至不到100%;与液态金属单通道相比,双通道液态金属侧可将RH最大值从230%降低至80%左右,说明双通道结构有效改善了液态金属在通道内吸收热量的均匀性.本文研究结果为液态金属冷却系统获得合适的燃烧室壁面冷却通道参数提供理论指导.

    液态金属碳氢燃料壁面冷却通道裂解反应热分层

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    单脉冲等离子体合成射流对飞行器控制特性研究

    王春岩黄护林徐晗陈田田...
    28-39页
    查看更多>>摘要：等离子体合成射流(PSJ)激励器通过电弧放电产生的高速射流可以有效提升飞行器的控制效率和精度,克服传统飞行控制技术存在的响应时间长、脱靶量大和效率低等问题.本文基于唯象模型,对PSJ激励器的单脉冲射流性能进行研究.研究发现,增大沉积能量可以有效提升射流的流动性能,使射流的峰值速度、持续时间和冲量明显提升.飞行高度的升高会对射流的流动性能产生消极影响,当飞行高度由0提升至20km时,射流的峰值速度减小约20%,但是射流持续时间基本不变.飞行速度的增大会降低射流的峰值速度,但延长了射流的持续时间,使单脉冲射流产生的冲量显著提高.PSJ控制下的飞行器偏转速率均高于传统气动表面,虽然飞行高度的升高导致其在20km处所达到的偏转速率仅为0处的4%,但是对应的有效性参数高达12.66.本文的研究成果对实现飞行器的高效姿态控制有一定的参考意义.

    飞行器姿态控制等离子体合成射流飞行高度偏转速率

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    机载激光雷达景像匹配辅助导航方法

    王晓龙赵龙
    40-46页
    查看更多>>摘要：以可见光视觉传感器方案为代表的景像匹配导航方法容易受光照、天气等外部环境变化影响,无法完成图像信息的有效采集,导致导航系统误差发散.为解决该问题,本文提出了一种机载激光雷达景像匹配辅助导航方法.首先,对激光点云数据进行预处理,拼接激光点云数据并提取点云强度信息构建激光点云强度图像;其次,基于异源图像特征匹配方法提取激光点云强度图像与先验基准地图中的特征信息进行特征匹配;最后,从特征匹配结果中提取匹配定位信息,将其引入惯性/景像匹配融合导航框架,进而校正惯性导航系统发散误差.经真实飞行数据测试验证,本文方法能有效抑制惯性导航系统的误差发散,其导航精度≤2m,并且可实现全天时条件下应用.

    激光雷达图像匹配景像匹配导航惯性导航融合导航

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    含包覆层型局域共振声子晶体的带隙特性研究

    孙向洋延浩燕群
    47-53页
    查看更多>>摘要：民用飞机低频减振降噪是目前亟待解决的实际问题,含包覆层型局域共振声子晶体具有出色的低频降噪性能,掌握其带隙特性就成为解决问题的关键步骤.本文在单包覆层声子晶体基本模型的基础上,对比分析了相同工况下双包覆层声子晶体的能带结构,对带隙的上下边界处进行了模态分析,阐述了双包覆层声子晶体产生低频带隙的原因,进一步研究了结构参数对于含包覆层型声子晶体带隙的影响情况,发现对于单包覆层声子晶体,随着包覆层厚度的增加,带隙整体向低频移动,带隙数量增多,带宽变化不大;对于双包覆层声子晶体,随着外包覆层厚度与内包覆层厚度比值的增大,双包覆层声子晶体的带隙整体向低频移动,第一带隙的起始频率逐渐降低,带宽逐渐减小,第二带隙逐渐打开,并且随着厚度比的增大而增大.本文的结果将对局域共振声子晶体的结构设计及仿真分析提供一定的理论指导,进一步推动声子晶体结构的工程化应用.

    含包覆层型声子晶体能带结构模态分析

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    基于改进粒子群优化算法的机身室内指纹定位研究

    毕杨张杨梅刘坤李军芳...
    54-59页
    查看更多>>摘要：飞机结构强度测试地面试验是飞机研制中不可或缺的环节,对保障人员安全、提升性能、降低成本具有重要意义.为在室内测试环境中提高测试效率并获取较高的机身定位精度性能,本文将双变异粒子群优化(DMPSO)算法融入室内无线定位技术,提出一种基于改进粒子群优化算法的飞机机身室内指纹定位方法,并通过试验验证其有效性.结果表明,相比传统的粒子群优化(PSO)算法和极大似然估计(MLE)算法,本文所提出的DMPSO定位方案在平均定位误差方面表现出色,平均定位误差为0.4341m,显著优于PSO的0.7263m和MLE的0.8089m.因此,DMPSO方法具有更高的定位精度和稳定性.本文的研究成果不仅为飞机结构强度测试地面试验提供了一种新的思路,同时也为室内无线定位技术提供了一种有效的定位精度提升方案.

    机身结构强度测试室内定位改进粒子群优化算法DMPSO定位误差

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    预热温度对火焰筒激光沉积质量影响的数值模拟研究

    张莹梁帅罗睿敏
    60-66页
    查看更多>>摘要：航空发动机火焰筒极易出现各类损伤,因此研究其修复技术具有重要意义.为研究预热温度对激光沉积修复火焰筒内壁质量的影响,使用某有限元分析软件对火焰筒模型进行了顺序热力耦合数值模拟.结果表明,预热基体可以有效减小残余应力的分布范围,并消除局部应力集中现象;预热后基体表面的残余应力峰值升高,分布范围增大,但局部应力集中现象减少;沉积层周围沿径向方向的残余应力峰值降低,沿径向方向残余应力随距离减小.通过研究不同预热温度下火焰筒模型激光沉积后的残余应力,得到火焰筒激光沉积修复的最佳预热温度为300℃,为实际修复过程提供了预热温度参考.

    火焰筒激光沉积数值模拟预热残余应力场

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    带BSAS体系EBC的SiC/SiC复合材料在1300℃水氧耦合气氛中的损伤行为

    曹鑫鑫栾新刚王钰磊张紫琦...
    67-77页
    查看更多>>摘要：为满足具有更高涡轮进口温度的新一代高性能航空发动机的长时稳定服役需求,带有环境屏障涂层(EBC)的连续SiC纤维增强增韧SiC陶瓷基(SiC/SiC)复合材料逐渐在其热端部件上得到应用.针对带有EBC的SiC/SiC复合材料在模拟燃气环境中的服役行为,本文开展了带钡锶铝硅酸盐(BSAS)体系EBC的SiC/SiC复合材料在1300℃水氧耦合环境下氧化腐蚀试验,研究其微观组织结构演变、内部缺陷特征、重量变化率及力学性能演变规律,揭示其损伤机制.EBC中的裂纹为湿氧气氛扩散提供通道,到达硅黏结层后促使其上表面出现氧化腐蚀孔洞,从而削减了EBC的屏障防护寿命.研究发现,带BSAS体系EBC的SiC/SiC复合材料在1300℃水氧耦合环境下的氧化腐蚀服从扩散控制,EBC提供了有效的屏障防护效果,保护SiC/SiC复合材料免遭严重的氧化腐蚀损伤.微观力学分析结果表明,一定时间的考核服役后,基材近表面处和中心处纤维的承载能力均有所提高,经300h氧化腐蚀考核后,EBC保护下SiC/SiC基材的力学性能表现为提高.

    SiC/SiC复合材料环境屏障涂层水氧耦合环境氧化腐蚀损伤力学性能

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    飞发一体化架构下航空发动机控制裕度定义及评估准则研究

    陈佳杰王继强张海波陈新民...
    78-86页
    查看更多>>摘要：针对传统的裕度评估标准难以直观地体现飞机端干扰量对发动机的控制耦合性问题,在飞发一体化架构下开展了航空发动机控制裕度及相应的评估准则研究.基于一种可以在有限频域内采用几何图解法进行控制性能改进的控制理论"几何设计法",本文提出一种新的发动机控制裕度定义方法及评估准则,包括构造满足需求控制裕度的控制器求解方法、评估对比不同控制器的控制裕度和评估固定结构控制器的控制裕度.以某型宽速域组合动力(TBCC)航空发动机作为研究对象,在亚声速巡航典型工况下,基于几何设计理论所设计的控制器,控制性能可以达到控制裕度理论极限的99.61%.部件级模型仿真结果表明,相比于传统比例积分(PI)控制器,基于几何设计理论所设计的控制器的推力控制裕度和综合控制裕度分别提升了7.3%和5.9%,验证了所定义的控制裕度及其评估准则在解决飞发一体控制耦合性问题的有效性.

    飞发一体化涡轮基组合动力控制裕度几何设计法评估准则

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