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2.5D-SiC_f/SiC复合材料结构的拉伸行为和损伤模型
1
作者 陈超 代睿 +4 位作者 徐琳 范晓孟 赵东林 党潇琳 何江怡 《航空科学技术》 2025年第4期48-55,共8页
2.5D-SiC_f/SiC复合材料的经向与纬向力学性能存在明显差异,研究其微结构与拉伸行为关系对揭示2.5D-SiC_f/SiC复合材料各向异性损伤机理,提升应用性能具有重要意义。本文采用化学气相沉积法制备了2.5D-SiC_f/SiC复合材料,并对其微结构... 2.5D-SiC_f/SiC复合材料的经向与纬向力学性能存在明显差异,研究其微结构与拉伸行为关系对揭示2.5D-SiC_f/SiC复合材料各向异性损伤机理,提升应用性能具有重要意义。本文采用化学气相沉积法制备了2.5D-SiC_f/SiC复合材料,并对其微结构和拉伸性能进行表征。结果发现,材料内部存在典型的X形孔隙网络区域,在该区域经纱与轴向存在12°夹角。拉伸过程中,经纱除了承受拉应力外也同时承受剪切力的影响,导致经向纤维拉伸损伤容限下降,故断裂时经向拉伸断裂损伤程度(53%)低于纬向(63%)。以上结构特征导致经向纤维束体积分数是纬向纤维束的2.52倍,而经向拉伸强度(255.8MPa±5.5MPa)却只是纬向(156.1MPa±29.9MPa)的1.64倍。 展开更多
关键词 2.5D-SiCf/SiC 微结构 拉伸试验 损伤过程 损伤演化模型
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着舰载荷作用下发动机整机动态响应数值仿真研究
2
作者 刘璐璐 吴泽宇 +3 位作者 韩佳奇 罗刚 赵振华 陈伟 《航空科学技术》 2025年第2期46-60,共15页
着舰载荷作为航空发动机服役期间一种典型的载荷工况,国内外针对转子系统在此载荷下的振动问题开展了大量的理论和试验研究,得到具有较大参考价值的定性结论,但与真实航空发动机转子系统的模型参数相差较大,难以准确得到着舰载荷作用下... 着舰载荷作为航空发动机服役期间一种典型的载荷工况,国内外针对转子系统在此载荷下的振动问题开展了大量的理论和试验研究,得到具有较大参考价值的定性结论,但与真实航空发动机转子系统的模型参数相差较大,难以准确得到着舰载荷作用下航空发动机转子系统的振动响应。本文在某商业有限元软件中建立整机有限元模型,开展着舰载荷作用下整机动态响应仿真研究,结合试验结果与仿真结果验证该仿真分析方法的合理性,基于仿真结果研究着舰载荷在整机结构内的传递规律及着舰载荷作用下关键部件的动态响应,为涡扇发动机结构安全性设计提供了数值仿真研究方法。研究结果表明,着舰载荷从主安装节传递至整机结构,然后从辅助安装节传递出去;着舰载荷作用下关键部件的动态响应具有较明显的冲击响应特征。 展开更多
关键词 航空发动机 着舰载荷 转子系统振动响应 载荷传递规律
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电动飞机用永磁容错电机模块化绕组设计
3
作者 李杰 吉敬华 +1 位作者 孙玉华 赵文祥 《航空科学技术》 2025年第4期29-36,共8页
永磁电机作为电动飞机的核心驱动部件,当发生短路故障时,较高的短路电流会造成电机内部温度过高、绕组绝缘损坏以及永磁体的不可逆退磁,进而导致飞机失去控制,严重威胁驾驶员的生命安全。因此,为了减轻短路电流对电动飞机的危害,本文提... 永磁电机作为电动飞机的核心驱动部件,当发生短路故障时,较高的短路电流会造成电机内部温度过高、绕组绝缘损坏以及永磁体的不可逆退磁,进而导致飞机失去控制,严重威胁驾驶员的生命安全。因此,为了减轻短路电流对电动飞机的危害,本文提出了一种新型模块化绕组结构。首先,根据槽电势星形图的矢量分布特征建立模块化绕组结构。其次,根据绕组函数分析多相绕组结构的谐波消除规律。然后,通过理论推导,揭示短路电流与自感之间的关系。最后,通过有限元仿真,验证了模块化绕组结构有利于抑制短路电流和相间互感,提升电机容错能力,而且能够保持转矩性能。因此,本文所提出的模块化绕组结构,抑制了电机的短路电流,提升了电机的容错能力,对电动飞机的安全运行具有重要意义。 展开更多
关键词 永磁电机 电动飞机 模块化绕组 短路电流 容错能力
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热等静压对激光熔覆涂层组织与性能的影响
4
作者 徐伟 杜虎 +1 位作者 李勇 王秋林 《航空科学技术》 2025年第2期111-118,共8页
为提高钛合金的表面性能,满足高效稳定的设计要求,本文利用热等静压技术改善钛合金表面激光熔覆涂层的组织与性能。涂层在热等静压的高温和压力作用下实现重熔,风冷快速冷却至室温。分析了涂层的形貌、微观结构以及微区元素分布,并测试... 为提高钛合金的表面性能,满足高效稳定的设计要求,本文利用热等静压技术改善钛合金表面激光熔覆涂层的组织与性能。涂层在热等静压的高温和压力作用下实现重熔,风冷快速冷却至室温。分析了涂层的形貌、微观结构以及微区元素分布,并测试了涂层截面的显微硬度。同时,探究了热等静压作用对涂层的组织与性能的影响。结果显示,在激光功率为1200W、扫描速度为20mm/s条件下制备的激光熔覆层中出现多处裂纹,裂纹纵横复杂,经热等静压处理后的激光熔覆涂层虽厚度相差无几,但波浪式的熔池尺寸变大,涂层与基体结合变得相对平直,裂纹数量得到有效控制,未发现塌陷或孔洞等缺陷,涂层最外层的铝合金层不复存在,形成了TiAl或是新相Ti_(5)Al_(11),主要元素与未处理的熔覆涂层保持一致,但是高温和高压作用使得微区元素分布发生了一定的变化。涂层试样最大表面硬度为777.5HV_(0.2),相较无处理涂层的最大硬度至少提高6.8%,热等静压后处理改善了激光熔覆涂层组织和性能。 展开更多
关键词 钛合金 激光熔覆 涂层 热等静压 显微组织
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基于扩张状态观测器的永磁同步电机无位置传感器控制
5
作者 张帅 田兵 王涛 《航空科学技术》 2025年第3期31-39,共9页
永磁同步电机(PMSM)凭借高效率、动态性能好等优点而被广泛应用。为降低PMSM系统的成本,提高系统可靠性,无位置传感器控制应运而生。针对有转子位置传感器PMSM矢量控制系统可靠性降低和抗干扰能力下降等问题,本文提出一种改进的线性扩... 永磁同步电机(PMSM)凭借高效率、动态性能好等优点而被广泛应用。为降低PMSM系统的成本,提高系统可靠性,无位置传感器控制应运而生。针对有转子位置传感器PMSM矢量控制系统可靠性降低和抗干扰能力下降等问题,本文提出一种改进的线性扩张状态观测器(ILESO)无位置控制方法。通过在未知扰动观测回路中加入基于转速观测误差反馈的比例环节来计算快速变化的反电动势,可提高对系统外部扰动的估计精度,增强鲁棒性。此外,为了在斜坡型扰动下转子位置误差快速收敛为零,设计了一种增强型锁相环(EPLL)。最后,采用永磁电动机与发动机对拖的方式进行试验,验证了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 线性扩张状态观测器 增强型锁相环
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全尺寸飞机结构疲劳试验数字孪生技术思考与探索
6
作者 张海英 陈先民 董登科 《航空科学技术》 2025年第1期46-55,共10页
全尺寸结构疲劳试验是飞机模型研制验证的重要手段,其较长的周期制约了模型的验证反馈和服役使用,而数字孪生技术的引入有望变革试验模式,助力试验提质增效。结合国内全尺寸结构疲劳试验特点和现状,本文提出了疲劳试验数字孪生的内涵和... 全尺寸结构疲劳试验是飞机模型研制验证的重要手段,其较长的周期制约了模型的验证反馈和服役使用,而数字孪生技术的引入有望变革试验模式,助力试验提质增效。结合国内全尺寸结构疲劳试验特点和现状,本文提出了疲劳试验数字孪生的内涵和总体框架,介绍了数字孪生在试验全周期的应用场景,识别并分析了全周期数据获取与管理、多环节结构分析、及时准确的试验测量与监测、多重不确定因素量化更新、沉浸感可视化与交互等关键技术,结合机身段疲劳试验实例介绍了初步的探索工作,为疲劳试验数字孪生技术的发展指明方向。 展开更多
关键词 数字孪生 疲劳试验 疲劳断裂 贝叶斯更新
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eVTOL飞行器适坠性研究进展与展望
7
作者 刘小川 惠旭龙 +3 位作者 白春玉 李肖成 张欣玥 韩鹤朝 《航空科学技术》 2025年第2期1-28,共28页
电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为低空经济领域的新兴装备,具有广阔的应用前景和市场需求,但其安全性尚未得到充分验证和评估,尤其是在紧急情况下的适坠性和乘员保护方面。适坠性是复杂的非线性冲击动力学问题,适航标准和咨询通告等法规... 电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为低空经济领域的新兴装备,具有广阔的应用前景和市场需求,但其安全性尚未得到充分验证和评估,尤其是在紧急情况下的适坠性和乘员保护方面。适坠性是复杂的非线性冲击动力学问题,适航标准和咨询通告等法规政策对飞机适坠性作出了明确规定,要求通过合理的设计确保乘客安全,具体涉及机体的坠撞变形与结构吸能、乘员座椅系统的复杂约束与保护措施、起落架系统的吸能设计与承载等多个方面,相关的设计需要通过试验方法或经验证的分析方法进行评估。本文针对eVTOL适坠性研究中的几个关键问题,如适航要求和验证方法、结构适坠性设计、乘员座椅系统坠撞试验与分析、电池系统坠撞试验与分析以及机体结构坠撞试验与分析等近年来的研究情况进行了分析,总结了主要研究进展,并分析了当前研究面临的主要挑战,期望为eVTOL适坠性设计与评估提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 eVTOL 适坠性 适航要求 坠撞试验 仿真分析 积木式验证
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氢内燃机飞机氢气罐储存舱的氢气泄漏扩散分析和优化设计
8
作者 康桂文 王闯闯 +2 位作者 项松 黄榕 杨凤田 《航空科学技术》 2025年第2期61-72,共12页
氢气在氢内燃机飞机封闭空间内发生泄漏可能会导致火灾和爆炸等危险事故,因此氢气泄漏扩散规律及通风策略的研究对防止氢气爆燃事故发生至关重要。通过探究氢气泄漏扩散规律,可设计出合适的通风方式将氢气罐储存舱内的氢气摩尔体积分数... 氢气在氢内燃机飞机封闭空间内发生泄漏可能会导致火灾和爆炸等危险事故,因此氢气泄漏扩散规律及通风策略的研究对防止氢气爆燃事故发生至关重要。通过探究氢气泄漏扩散规律,可设计出合适的通风方式将氢气罐储存舱内的氢气摩尔体积分数控制在安全范围内。以某型号四座氢燃料内燃机飞机验证机为研究对象,采用计算流体力学(CFD)模拟对氢气罐储存舱(机舱)内氢气的摩尔体积分数以及扩散速率进行了研究,分析了在氢气泄漏情况下氢燃料内燃机飞机机舱内氢气泄漏扩散的规律。仿真结果表明,氢气在机舱上表面的前半部分以及机舱侧面的前半部分最容易聚集,且扩散速率较快。在不影响气动外形的情况下,通过在机舱上表面及侧面添加不同位置的通风口进行氢气排放仿真分析,得出最优通风口布局,同时发现仅添加通风口对氢气排放效果不明显。在保留通风口的情况下,于机舱底部添加一个强制进风口对机舱内部进行扫气,仿真结果表明其效果显著,可有效地将机舱内部的氢气摩尔体积分数整体控制在4%以下(除泄漏口附近区域),处于安全范围。研究结果可为氢燃料飞机的氢气罐储存舱的通风设计提供参考和借鉴,能够有效地防止因氢气泄漏而导致的潜在风险。 展开更多
关键词 氢气泄漏 氢内燃机 氢气摩尔体积分数 供氢系统 数值模拟
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基于穿戴式触觉反馈的人-多无人系统班组协同运动控制研究
9
作者 曾洪 张竞天 +1 位作者 文鹏程 孙燈峰 《航空科学技术》 2025年第4期74-82,共9页
针对一类典型的有人/无人系统协同应用,即搭载物资的多无人系统跟随有人系统穿过复杂区域到达目的地,在人机异构班组鲁棒维持编队并高效通过的需求牵引下,亟待发展向人员直观、灵敏、丰富地反馈态势信息的手段。为此,本文设计了基于触... 针对一类典型的有人/无人系统协同应用,即搭载物资的多无人系统跟随有人系统穿过复杂区域到达目的地,在人机异构班组鲁棒维持编队并高效通过的需求牵引下,亟待发展向人员直观、灵敏、丰富地反馈态势信息的手段。为此,本文设计了基于触觉反馈的人机班组协同运动控制框架,研制了穿戴于双侧上臂的双模态触觉反馈装置,提出了分别通过振动和挤压触觉反馈向人员直观灵敏地提示路径导航和班组连通状态信息的方法。搭建了人-多无人系统班组协同运动控制仿真试验平台。试验结果表明,与视觉反馈相比,触觉反馈的态势信息使得班组任务完成时间平均缩短17.9%,班组连通度平均提升6%,验证了触觉反馈对人-多无人系统班组协同运动控制的有效性。 展开更多
关键词 触觉反馈 有人/无人系统协同 多无人系统 编队控制 路径规划
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基于深度神经网络的航炮炮振载荷识别
10
作者 黄虎 刘翛然 +2 位作者 王用岩 杨建 杨智春 《航空科学技术》 2025年第1期1-10,共10页
飞机在进行结构设计时,需要考虑飞机结构抗炮振设计问题,因此,确定航炮发射时的动载荷大小及时间历程尤为重要。相对于传统的动载荷识别方法,以深度学习技术为支撑的深度神经网络具有强大的拟合能力,对于动载荷的识别具有广阔的应用前... 飞机在进行结构设计时,需要考虑飞机结构抗炮振设计问题,因此,确定航炮发射时的动载荷大小及时间历程尤为重要。相对于传统的动载荷识别方法,以深度学习技术为支撑的深度神经网络具有强大的拟合能力,对于动载荷的识别具有广阔的应用前景。本文从深度神经网络应用的角度出发,建立航炮炮振载荷识别方法,以与某型炮舱结构动力学相似的简化炮舱模型为研究对象,对复杂波形冲击载荷的动载荷环境进行模拟并对简化炮舱试验模型进行激励;从信号处理的角度将有阻尼动力学系统与有限长脉冲响应系统等效,提取对应的特征信号,应用长短期记忆(LSTM)神经网络对简化炮舱模型试验的冲击动载荷进行识别,并从鲁棒性角度对方法的应用性能进行测试。最终,利用本文所建立的方法对实际的某型炮舱在真实炮振载荷环境下受到的冲击波脉动压力载荷进行了识别,验证了该方法在实际应用场景中的适用性,为炮振动载荷这类复杂冲击载荷的识别提供了新的思路和技术途径。 展开更多
关键词 深度学习 载荷识别 振动分析 特征提取 鲁棒性
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高空舱进气压力环境模拟系统的复合分层抗干扰控制
11
作者 李鑫 齐熙溥 +2 位作者 王信 翟超 张和洪 《航空科学技术》 2025年第3期95-104,共10页
航空发动机性能测试的准确性直接影响其研发和优化效果,对国防科技和航空工业发展至关重要。本文提出了一种结合干扰观测器和非奇异终端滑模(NTSM)的复合分层抗干扰控制(CHADC)方法。将干扰分为内部扰动(包括未建模动态、参数和结构的... 航空发动机性能测试的准确性直接影响其研发和优化效果,对国防科技和航空工业发展至关重要。本文提出了一种结合干扰观测器和非奇异终端滑模(NTSM)的复合分层抗干扰控制(CHADC)方法。将干扰分为内部扰动(包括未建模动态、参数和结构的不确定性)和外部扰动。采用干扰观测器对内部扰动进行估计并通过前馈加以抵消,使用非奇异终端滑模控制方法抑制外部扰动,同时设计了一种新型趋近律,解决了控制量抖动过大的问题。仿真结果表明,通过采用干扰观测器与非奇异终端滑模结合的复合分层抗干扰控制方法,能将被控压力的压力最大瞬时波动量降到0.5%以内,动态调节时间减少2s以上,大幅提高了发动机过渡态试验中的动态响应速度、控制精度和抗扰动能力。这一研究成果能够为航空发动机的研发和测试提供更加精确的环境模拟,从而加速航空发动机的性能优化。 展开更多
关键词 高空舱 复合分层抗干扰 非奇异终端滑模 干扰观测器 趋近律
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MEMS加速度计硅摆微区感应加热键合技术研究 被引量：1
12
作者 刘鑫 张依依 +4 位作者 陈卓 陈亮 叶坤 王凌云 吴德志 《航空科学技术》 2025年第1期95-102,共8页
以微机械陀螺、光电加速度计为典型代表的高精度微机电系统(MEMS)导航器件因其微型化、智能化、高集成度以及可规模化制造等优点在航空航天等领域起着非常重要的作用。而光电加速度计的摆性对系统特性(如静态偏值和标度因素),甚至系统... 以微机械陀螺、光电加速度计为典型代表的高精度微机电系统(MEMS)导航器件因其微型化、智能化、高集成度以及可规模化制造等优点在航空航天等领域起着非常重要的作用。而光电加速度计的摆性对系统特性(如静态偏值和标度因素),甚至系统整体动态性能影响巨大。针对光电加速度计中硅摆由于胶黏结形变、材料匹配失衡所导致的静态偏值和温度滞环等问题,本文提出采用低温金属焊料的微区感应加热键合技术替代传统胶黏结,实现硅摆与基底的低温、高强度键合,克服胶黏结引入的蠕变迟滞和连接不稳定性缺陷。同时,研究了微区感应加热技术的尺度效应行为,明确了键合层的结构设计以及制造工艺,考察了键合工艺参数对焊料回流温度的影响。键合试验结果表明,硅摆与基底键合强度大于12MPa,大幅提升了硅摆连接稳定性,为加速度计硅摆高可靠稳定工作奠定了基础,提高了航空航天惯性导航及惯性制导系统的精度和工作寿命。 展开更多
关键词 微区感应加热键合 加速度计 连接稳定性 键合工艺
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基于内聚力的薄膜热偶传感器脱层失效模型研究 被引量：1
13
作者 胡听春 孙宇锋 《航空科学技术》 2025年第4期64-73,共10页
发动机涡轮叶片工作在高温、高离心、高振动以及气流冲刷的恶劣工作环境中,实时测量其表面温度至关重要。但在叶片工况下,薄膜热偶传感器存在严重的脱层失效的问题。针对应用于航空发动机涡轮叶片表面测温的微纳米级薄膜热偶传感器在高... 发动机涡轮叶片工作在高温、高离心、高振动以及气流冲刷的恶劣工作环境中,实时测量其表面温度至关重要。但在叶片工况下,薄膜热偶传感器存在严重的脱层失效的问题。针对应用于航空发动机涡轮叶片表面测温的微纳米级薄膜热偶传感器在高温下的失效问题,结合高温试验与有限元分析,研究其在航空发动机工况下的脱层失效模型。在金属基底上制备多层薄膜热电偶样件并施加不同高温载荷,对膜层断裂脱落现象进行观测与分析。以涡轮叶片工况载荷为输入,利用有限元仿真软件对叶片表面应变场及薄膜应力应变场进行仿真分析。采用内聚力理论建立薄膜脱层失效模型,分别建立界面剪切失效与剥离失效函数,以及界面的竞争型与耦合型失效函数,并利用有限元仿真软件进行模拟与验证。研究提出了以薄膜穿透型裂纹将伴随脱层的耦合失效模型机理,支撑传感器设计优化。 展开更多
关键词 薄膜热电偶 涡轮叶片 脱层失效 内聚力 有限元 高温热冲击
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基于虚拟样本生成的脱靶量预测方法研究
14
作者 赵保琛 何山 +2 位作者 吴盘龙 王轲 陈伟 《航空科学技术》 2025年第1期39-45,共7页
对脱靶量进行准确预测,能够增强武器系统打击精度,提高系统的可靠性。由于传统的脱靶量预测方法依赖于递推模型的精准度,本文提出了一种基于虚拟样本生成的长短期记忆(LSTM)网络脱靶量预测方法。在分析脱靶量时间序列的特征基础上,利用... 对脱靶量进行准确预测,能够增强武器系统打击精度,提高系统的可靠性。由于传统的脱靶量预测方法依赖于递推模型的精准度,本文提出了一种基于虚拟样本生成的长短期记忆(LSTM)网络脱靶量预测方法。在分析脱靶量时间序列的特征基础上,利用其误差源特性建立误差源模型,结合其特性叠加形成虚拟样本。随后利用LSTM网络对脱靶量的非线性映射关系进行学习,形成基于虚拟样本的LSTM脱靶量预测模型,最后,利用实测数据验证脱靶量预测模型并与基于新息卡尔曼滤波算法和最小二乘法的预测结果进行对比分析。试验结果表明,基于虚拟样本生成的LSTM脱靶量预测方法能够在数据不足的情况下,通过虚拟样本的补充,提高预测准确性,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 脱靶量预测 虚拟样本生成 长短期记忆神经网络 脱靶量误差模型 时间序列
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面向航空电源辐射发射的混响室测试方法及其测量不确定度分析
15
作者 薛威 孙静 +2 位作者 高永明 付朝阳 高田 《航空科学技术》 2025年第4期9-16,共8页
混响室(RC)凭借其建造成本低和测试空间大等优势,广泛应用于航空电源等设备的电磁兼容(EMC)测试,但现有标准忽略了混响室测试的统计特性对电磁兼容特性评估的影响。针对这一问题,本文建立了辐射功率测量值的统计理论模型,并在不同场景... 混响室(RC)凭借其建造成本低和测试空间大等优势,广泛应用于航空电源等设备的电磁兼容(EMC)测试,但现有标准忽略了混响室测试的统计特性对电磁兼容特性评估的影响。针对这一问题,本文建立了辐射功率测量值的统计理论模型,并在不同场景下开展了大量混响室测试。结果表明,所建立的理论模型能够准确地估计测量不确定度。在此基础上,讨论分析了不同因素对测量不确定度的影响,并提出了一种基于置信区间的电源辐射发射风险评估方法。 展开更多
关键词 航空电源 电磁兼容 混响室 辐射发射 测量不确定度
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长机身埋入式进气道流场控制仿真研究
16
作者 王利平 马高建 +1 位作者 孙振华 李艳福 《航空科学技术》 2025年第3期78-85,共8页
为了提高隐身能力,大量无人机采用埋入式进气道,当前机身长度较大时,会大幅削弱进气道的性能。为了解决长机身低能量气流进入进气道,导致其性能降低问题,本文在一种长机身、尾部埋入式进气道模型的基础上,提出了在进口前机身表面增加涡... 为了提高隐身能力,大量无人机采用埋入式进气道,当前机身长度较大时,会大幅削弱进气道的性能。为了解决长机身低能量气流进入进气道,导致其性能降低问题,本文在一种长机身、尾部埋入式进气道模型的基础上,提出了在进口前机身表面增加涡流发生器的流场控制方案,并采用数值仿真的方法,分析了涡流发生器各设计参数对进气道性能的影响,并优选出一组设计参数。仿真结果表明,涡流发生器间距S_(1)、弦长S_(2)、高度H、偏转角度δ以及距离进气道进口的长度L等都对埋入式进气道性能有影响;通过优选对比,形成涡流发生器设计方案,性能较原型进气道总压恢复系数提高约1.1%,畸变指数|DC_(60)|减小约22.7%,可有效改善进入发动机的流场品质。 展开更多
关键词 埋入式进气道 涡流发生器 总压恢复系数 畸变指数
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一种基于Al/Cu多层金属和应力波界面传递理论的高过载MEMS陀螺仪封装方法
17
作者 郝博宇 曹慧亮 王宇 《航空科学技术》 2025年第4期91-99,共9页
高过载陀螺作为惯性制导中必不可少的一环,在航空、航天、武器领域具有广阔的应用场景。本文提出并设计了一种基于Al/Cu多层金属和应力波界面传递理论的高过载陀螺仪封装方法,对解决目前精确制导武器发射过程中惯性测量装置在高过载环... 高过载陀螺作为惯性制导中必不可少的一环,在航空、航天、武器领域具有广阔的应用场景。本文提出并设计了一种基于Al/Cu多层金属和应力波界面传递理论的高过载陀螺仪封装方法,对解决目前精确制导武器发射过程中惯性测量装置在高过载环境下失效从而无法实现精准打击的问题具有重要意义。该封装从外到内主要由陶瓷、多层金属、玻璃基底、敏感结构组成。运用解析法与有限元数值仿真相结合的方法,分析了材料属性对应力波透射幅值的影响,得到应力波透射效率最低的微机电系统(MEMS)陀螺芯片封装形式。分析得到所设计封装对应力波的衰减作用达到80.5%。此外,还对陀螺芯片和加上Al/Cu多层金属防护的陀螺芯片进行30000g@10ms的过载仿真,得到防护前后过载过程中陀螺结构的最大应力分别为271.15MPa和56.40MPa,相比减少了78.9%。最后,通过霍普金森杆(Hopkinson)和马歇特锤(Machete)冲击防护试验得到吸能装置的衰减作用为73.3%,陀螺抗冲击能力提升两倍以上,与仿真、计算得到的应力波衰减作用相吻合,证明所设计防护封装对陀螺结构具有一定的保护作用,可以在经历高过载后保证陀螺正常工作,对高动能武器发射过载下的惯性器件防护具有参考意义。 展开更多
关键词 高过载 MEMS 陀螺仪 应力波 封装 防护
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膜盘联轴器轴向刚度特性分析
18
作者 杜宇彤 马辉 慕琴琴 《航空科学技术》 2025年第1期56-63,共8页
膜盘联轴器轴向刚度特性分析对于确保机械系统传动精度、稳定性和使用寿命至关重要。通过增广拉格朗日乘子法考虑界面接触行为,采用Solid 185单元建立了螺栓连接膜盘联轴器的有限元模型,分析了螺栓预紧力、转速、螺栓个数以及摩擦因数... 膜盘联轴器轴向刚度特性分析对于确保机械系统传动精度、稳定性和使用寿命至关重要。通过增广拉格朗日乘子法考虑界面接触行为,采用Solid 185单元建立了螺栓连接膜盘联轴器的有限元模型,分析了螺栓预紧力、转速、螺栓个数以及摩擦因数等参数对联轴器界面接触特性及轴向刚度特性的影响。研究结果表明,相关参数的变化将影响接触面的黏滞区域,进而影响结构的柔性变形,最终影响联轴器的轴向刚度,且轴向刚度与接触面黏滞区域呈正相关。此外,螺栓数是影响轴向拉伸、压缩刚度的主要原因,预紧力、摩擦因数影响次之,转速对轴向刚度影响最小。同时,摩擦因数的增大会引发接触状态以及接触面应力的变化,从而提高轴向拉伸刚度而降低轴向压缩刚度。本文研究旨在为膜盘联轴器的设计提供明确的指导。 展开更多
关键词 螺栓连接 膜盘联轴器 接触特性 轴向刚度特性 有限元法
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火箭整流罩近壁噪声模化及声振响应分析
19
作者 赵天泽 周国成 +2 位作者 宁荣辉 董宾 赵小见 《航空科学技术》 2025年第1期64-74,共11页
高速气流在运载火箭表面产生的声载荷和结构振动是危害运载火箭结构安全、降低蒙皮结构的可重复使用寿命的关键因素之一。本文以类长征五号B型运载火箭整流罩模型为研究对象,以有限元方法为技术手段,通过波数-频谱模型模拟声载荷的幅值... 高速气流在运载火箭表面产生的声载荷和结构振动是危害运载火箭结构安全、降低蒙皮结构的可重复使用寿命的关键因素之一。本文以类长征五号B型运载火箭整流罩模型为研究对象,以有限元方法为技术手段,通过波数-频谱模型模拟声载荷的幅值及空间分布特征,研究典型状态下火箭整流罩结构的声振响应特性。研究结果表明,声载荷空间相位变化会影响声振响应幅值,考虑声载荷空间相关性的建模方法明显提高声振响应预测精度。声振响应大小不仅受到声载荷幅值大小的影响,还与声载荷分布宽度有关。基于对空间波数影响结构声振响应的规律的认识,探寻空间波数值与结构模态匹配最优即可通过结构设计实现火箭整流罩的减振降载。考虑声载荷空间相关的声振响应建模分析方法为我国新一代大型运载火箭的结构安全设计和可重复使用设计提供了一种新的研究思路。 展开更多
关键词 运载火箭 声振响应 脉动压力 空间相关 振动控制
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民用飞机天线组件压载计算仿真分析
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作者 郭文涛 施海 +2 位作者 徐建新 徐冰贤 马超 《航空科学技术》 2025年第4期100-110,共11页
民用飞机天线组件结构安全是保证飞行安全的重要内容之一。为了探究民用飞机天线组件在飞行中产生的内外压差载荷对其结构安全的影响,以及评估天线组件泄压孔尺寸设计的合理性,本文基于计算流体力学(CFD)方法对典型的飞机天线组件在正... 民用飞机天线组件结构安全是保证飞行安全的重要内容之一。为了探究民用飞机天线组件在飞行中产生的内外压差载荷对其结构安全的影响,以及评估天线组件泄压孔尺寸设计的合理性,本文基于计算流体力学(CFD)方法对典型的飞机天线组件在正常飞行状态和气密失效状态下的内外压差载荷分布以及压载变化过程进行了仿真模拟。计算结果表明,在正常飞行状态下,天线组件的压差载荷较小且分布相对均匀,天线组件内部压力会随大气压力的减小而减小,并略小于大气压力。在气密失效状态下,天线组件特定区域的压差载荷会显著增大,天线组件内部压力会在发生气密失效时迅速升高,直至达到稳定值。本文的研究为天线组件的设计提供了一定的参考和输入。 展开更多
关键词 天线组件 气密失效 泄压 计算流体力学 压差
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