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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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    未知复杂环境下基于兴趣驱动的类脑自主导航技术

    王晨旭熊智杨闯
    1-13页
    查看更多>>摘要：随着无人系统的应用越发广泛,传统导航技术很难满足无人系统在面对复杂任务和未知环境时对自主智能导航性能的要求.哺乳动物能够在兴趣驱动下实现高效智能且自适应环境的导航行为,受此启发的基于兴趣驱动的类脑自主导航技术有潜力克服传统导航实时、准确和低功耗不能同时满足的缺点.本文首先阐述了哺乳动物大脑导航机理;其次,总结概括出基于兴趣驱动的类脑自主导航技术框架;再次,从自身感知、环境认知、记忆推理和兴趣决策4个方面梳理了类脑自主导航的关键技术和实现途径,指出了相关研究的缺陷;最后,分析了现阶段类脑自主导航技术的不足,并对未来一体化发展做出展望.

    类脑自主导航兴趣驱动连续吸引子神经网络类脑多源融合脉冲神经网络类脑芯片

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    计及进排气效应翼身融合布局机体—动力装置气动干扰研究

    朱海涛兰子奇李岩
    14-22页
    查看更多>>摘要：高气动效率是翼身融合布局获得竞争优势的关键因素.为有效抑制动力装置对该布局气动效率的不利干扰,需对适用于翼身融合布局的动力装置布置形式进行深入研究.本文采用计算流体力学(CFD)技术和可计及进排气影响的动力短舱模型,对某翼身融合—背撑发动机构型进行了精细内、外流耦合数值模拟,研究了巡航点附近动力装置和翼身融合机体之间的气动干扰特征.研究结果表明,相对于孤立翼身融合体构型,全机构型的翼身融合体部件升力系数大幅降低,阻力显著增大,短舱溢流在机身上形成的高压区是升力系数降低的主要原因;转速增大,发动机对机身边界层抽吸效应增强,翼身融合体部件升力系数降低量明显减小;在低转速状态,短舱无发动机喷流部件的唇口吸力效应较强,转速增大至接近全转速时,吸力效应被抵消,该部件产生阻力.

    翼身融合布局动力装置布置背撑发动机飞机—发动机匹配性设计TPS短舱内/外流耦合气动干扰

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    动力短舱多点气动优化设计

    顾文婷马坤韩杰
    23-30页
    查看更多>>摘要：跨声速发动机短舱的设计过程十分复杂,其设计往往需要在相互矛盾的设计要求中进行权衡.本文针对带动力短舱多点气动设计问题,采用类别形状函数变换法(CST)进行几何外形参数化,结合Kriging代理模型、Pareto遗传算法和松散式代理模型管理框架,构建了动力短舱多点优化设计平台.在巡航状态,优化目标是降低短舱外表面最大马赫数使短舱阻力减小,提高外流性能;在最大推力状态,优化目标是降低进气道最大马赫数使进气品质提升,提高内流性能.与初始短舱相比,优化设计结果在两个设计点性能上均有所提高,最大马赫数在巡航状态最多降低5%,而在最大推力状态最多降低10%.参数影响规律表明,短舱头部参数对外流和内流性能影响较大,且影响规律不同,应作为短舱综合优化设计的主要参数,并采用不同的优化设计策略.Pareto前沿阵面可以给出满足不同工程设计要求的最优方案.研究结果表明,本文建立的优化设计平台为动力短舱设计提供了有效工具,优化设计结果具有工程参考价值.

    动力短舱类别形状函数变换法Pareto遗传算法Kriging代理模型多点优化

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    基于LSTM神经网络的机载光纤陀螺温度冲击误差补偿技术

    何昆鹏赵瑾玥周琪蒋昱飞...
    31-38页
    查看更多>>摘要：环境温度冲击会降低机载光纤陀螺的性能,从而影响飞行器导航和姿态控制精度.在光纤陀螺误差机理研究基础上,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的光纤陀螺温度误差补偿模型.该模型通过LSTM网络对光纤陀螺的零偏和标度因数进行实时预测和校正,提高光纤陀螺的测量精度.试验结果表明,在温度冲击下,LSTM预测模型补偿后的标度因数误差小于30ppm,零偏稳定性比常规的线性拟合补偿模型提高0.0034(°)/h.这意味着输出更准确地反映实际角速度值,陀螺仪的零偏漂移更小,输出更接近于零值.动态试验中转台输入为20(°)/s时,LSTM补偿后陀螺输出稳定在19.999～20.001(°)/s区间内,相较于陀螺原始输出误差降低0.008(°)/s.通过LSTM预测模型补偿,能够在环境变化、外部扰动或传感器故障时,通过陀螺仪提供更可靠的数据支持,维持飞行器的稳定性和安全性.

    光纤陀螺仪温度冲击零偏标度因数LSTM神经网络

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    基于Swin Transformer和注意力机制的红外无人机检测算法

    王思宇卢瑞涛黄攀杨小冈...
    39-46页
    查看更多>>摘要：红外无人机目标检测在军民领域的应用前景广阔.由于无人机目标尺度较小,空中环境复杂多变,目前普遍存在检测率低和误报率高的现象.针对复杂场景下红外无人机目标检测不良等问题,本文提出ST-YOLOA目标检测模型.首先,使用Swin Transformer网络架构和协调注意力(CA)机制搭建STCNet骨干特征提取网络;其次,特征融合部分采用带残差结构的PANet路径聚合网络构建特征金字塔提升整体特征提取能力,同时改进了上下采样方式以增强检测能力;最后,使用解耦检测头预测无人机目标的位置.试验结果表明,本文提出的模型检测精度为92.8%,检测速度达到了22帧/s,这表明该模型与其他模型相比具有较好的检测效果,且基本满足实时性检测要求,对于多无人机目标场景下的检测具有现实意义.

    红外无人机目标检测SwinTransformer协调注意力机制STCNet

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    面向低碳排放的航空零件柔性作业车间调度优化

    刘慧徐志涛陈文飞胡泽儒...
    47-57页
    查看更多>>摘要：降低航空零部件制造过程中的碳排放是实现航空工业绿色低碳发展的重要途径之一.本文针对航空零件加工多品种、小批量的特点,以及智能制造环境下人机协作的复杂性,以航空零件柔性作业车间为背景,构建了机器在不同工作状态下的能耗计算模型,建立了以最小化最大完工时间、机器总负载和机器能耗为目标的航空零件柔性作业车间多目标调度优化模型.首先,本文设计了4层编码方式以实现对机器和人员的合理分配;其次,为解决算法"早熟"问题并提高帕累托解的质量,设计了基于组合邻域搜索的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解;最后,通过具体案例验证了模型和算法的有效性.案例分析表明,通过本文提出的方法,可以在兼顾生产效率和加工成本的同时,实现航空零件加工过程的低碳排放.

    航空零件制造柔性作业车间调度人机协作多目标优化NSGA-Ⅱ算法

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    基于Messinger扩展模型蒸发对结冰溢流特性的影响研究

    宁义君谢文龙朱东宇张付昆...
    58-67页
    查看更多>>摘要：传统Messinger扩展模型将蒸发简化为壁面温度的线性函数,以便推导冰层和水膜温度微分方程的原函数.但结冰过程中蒸发与壁面温度并非线性关系,若引入蒸发非线性计算式,冰层和水膜温度微分方程将无法推导出原函数.而且有研究者在应用Messinger扩展模型时忽略了蒸发对结冰的影响,在某些状态下可能造成较大误差.针对以上问题,本文对Messinger扩展模型做出改进.将冰层和水膜温度假设为带未知系数的线性方程,建立未知系数的隐示表达式,采用牛顿迭代对未知系数进行求解,以数值迭代代替方程推导.基于NACA0012翼型,对忽略蒸发以及采用不同蒸发计算式对结冰外形的影响进行了分析.通过计算不同环境温度下的结冰外形,并与FENSAP-ICE软件和试验冰形进行对比,验证了该改进方法的有效性.

    Messinger模型Messinger扩展模型飞机结冰结冰计算结冰软件

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    共轴高速直升机/发动机交联控制方法研究

    谌昱宋劼张海波杨波...
    68-74页
    查看更多>>摘要：针对常规的旋翼总距前馈方法难以有效实现共轴高速直升机/发动机快速交联控制的问题,本文提出并设计了适用于共轴高速直升机/发动机的新型交联控制方法.首先,基于共轴高速直升机/发动机综合仿真平台,揭示不同运行工况下,共轴双旋翼、推力桨操纵输入、发动机燃油输入变化规律;其次,在此基础上,提出了综合考虑共轴双旋翼、推力桨桨距的增益自调节交联控制方法,并针对不同的运行工况,开展了数值仿真验证.结果表明,在中等、高速度飞行时,相比于常规的旋翼总距前馈,新型交联控制方法可使动力涡轮转速的超调与下垂量减小36%与70%,可使直升机/发动机快速交联控制品质更优,进一步提升直升机/发动机综合系统的控制品质.

    共轴高速直升机涡轴发动机交联控制双旋翼推力桨

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    激光加热辅助车削高温合金薄壁件变形仿真及试验研究

    孔宪俊刘世文侯宁郑耀辉...
    75-80页
    查看更多>>摘要：机匣件作为航空发动机的重要零部件,是一种典型的薄壁件,其尺寸大、壁薄以及刚性低等特点使得在加工过程中容易发生工件变形、刀具震颤,造成加工精度不达标,以及加工表面质量差等问题.本文建立高温合金常规车削与激光加热辅助车削模型,并通过试验验证了模型的准确性.模型最大误差为10.1%,最小误差为5.5%,平均误差为7.8%,处于可接受范围.然后建立常规车削与激光加热辅助车削薄壁件模型,研究激光加热辅助车削对薄壁件变形的影响.研究结果表明,与常规车削相比,当激光照射温度达到650℃以上时,激光加热辅助车削切削力分别下降了20.2%、19.8%和15.2%.激光加热辅助车削能够降低车削薄壁件过程中的加工变形.与常规车削相比,激光加热辅助车削薄壁件时,加工变形量分别降低了15.6%、12.7%和13.3%.

    激光加热辅助车削高温合金薄壁件

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    基于流—固—热耦合的高温伺服阀蛇形流道散热罩散热效率研究

    徐铭谦张健李佳洋
    81-91页
    查看更多>>摘要：电液伺服系统具有液控负载大、响应快的特点,因此其被广泛应用于航空领域.由于飞行器处于高温工况时,电液伺服系统会受极大影响,不利于飞行器的正常工作.针对这一问题,本文采用流—固—热多场耦合的方法对高温伺服阀散热罩蛇形流道进行了优化研究.首先,介绍了流—固—热三场耦合的理论基础,设计了7种散热罩的结构参数模型,分别建立了散热罩物理模型及流体模型.其次,在此基础上分析了7种模型的散热效果.研究结果表明,增加流道条数并不能提升散热效率,而增加散热罩沟槽宽度和沟槽深度可以提高散热效率,但散热效果并不明显.如要达到散热要求,可以通过增大散热流体流量、降低散热流体温度来实现.

    电液伺服阀高温工况散热罩流—固—热三场耦合散热效率

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