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基于MPC的飞机牵引车轨迹跟踪
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作者 张军 黄明辉 +3 位作者 王玥琳 阳星 叶敏 贾永乐 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第9期2916-2926,共11页
为能满足物流机场短时间、高频次的快捷飞机牵引需求,提出了基于无人驾驶技术的快速牵引方法。采用“理论建模-算法设计-算例测试和仿真优化-样机实验”的技术路线和方法,以10t飞机牵引车为对象,构建牵引车的运动学模型,确定牵引车的约... 为能满足物流机场短时间、高频次的快捷飞机牵引需求,提出了基于无人驾驶技术的快速牵引方法。采用“理论建模-算法设计-算例测试和仿真优化-样机实验”的技术路线和方法,以10t飞机牵引车为对象,构建牵引车的运动学模型,确定牵引车的约束条件和控制量,通过增加防碰撞处理、最小转弯半径和路径平滑的方式改进A*算法,生成牵引车运动轨迹;设计模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪控制器,构建MATLAB/Simulink和ADAMS联合仿真模型,通过轨迹跟踪仿真实验优化MPC的控制参数,并在改造的电传动飞机牵引车样机上开展轨迹跟踪实验。结果表明:改进的A*算法满足飞机牵引车工作路径规划和最小转弯半径要求,联合仿真方法优化了MPC控制器,在样机上实现了较好的跟踪精度,弯道和直线跟踪误差的标准差分别为0.362m和0.128m,实现了飞机牵引车的无人驾驶功能,为智慧物流机场的无人牵引飞机奠定技术基础。 展开更多
关键词 电传动飞机牵引车 无人驾驶技术 路径规划 改进A*算法 轨迹跟踪 模型预测控制
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无人机多机协同侦察系统关键技术 被引量:22
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作者 刘慧霞 马丽娜 +2 位作者 李大健 田雪涛 席庆彪 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2017年第12期1-4,共4页
无人机作为信息战中的核心平台之一已经广泛应用于情报侦察、战场监视以及地形测绘等领域,同时随着未来战争向信息化、网络化、体系化对抗的发展,单架无人机已无法满足情报侦察和战场监视任务中对复杂环境下信息、空间、时间的宽覆盖以... 无人机作为信息战中的核心平台之一已经广泛应用于情报侦察、战场监视以及地形测绘等领域,同时随着未来战争向信息化、网络化、体系化对抗的发展,单架无人机已无法满足情报侦察和战场监视任务中对复杂环境下信息、空间、时间的宽覆盖以及高分辨率需求,因此,无人机多协同或无人机与其他平台协同侦察将是未来战场上重要的军事侦察行动方式之一。回顾了无人机多机协同侦察的发展现状,讨论了多机协同侦察发展需要突破的关键技术。 展开更多
关键词 无人机 多机 侦察协同 态势感知 信息融合
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无人机视角多源目标检测数据集UAV-RGBT及算法基准
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作者 汪进中 戴顺 +5 位作者 张秀伟 田雪涛 邢颖慧 汪芳 尹翰林 张艳宁 《电子学报》 北大核心 2025年第3期686-704,共19页
基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)平台的可见光(Red Green Blue,RGB)和热红外(Thermal infrared,T)多源目标检测,可实现全天时、全天候的目标侦察,在军用和民用领域有着重要的应用价值.受限于数据拍摄获取和处理的复杂性,当前... 基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)平台的可见光(Red Green Blue,RGB)和热红外(Thermal infrared,T)多源目标检测,可实现全天时、全天候的目标侦察,在军用和民用领域有着重要的应用价值.受限于数据拍摄获取和处理的复杂性,当前少有公开的UAV视角RGB-T多源目标检测数据集,一定程度上限制了UAV视角RGB-T多源目标检测算法的研究和应用.与此同时,UAV应用场景复杂多变,其飞行高度、速度、焦距和背景等快速变化,所拍摄目标在图像上呈现出尺度多样、稠密/稀疏分布不均衡、类别不平衡等特点,具有一定的挑战性.此外,在诸如目标侦察、交通监控等高时效性应用场景中,算法需在保证高精度的同时实现实时目标检测,因此,算法的设计必须充分考虑精度与速度之间的平衡.针对上述问题,本文构建了一个跨季节、跨昼夜、多类别、多尺度的大规模UAV视角RGB-T多源图像数据集UAV-RGBT,包含20个类别、5117对RGB-T图像和超11万个标注,有助于推进UAV视角多源目标检测算法的研究.同时,基于YOLOv8n模型,本文提出了一种UAV视角多源目标检测(UAV-based Dualbranch Multispectral object Detection,UAV-DMDet)模型,其通过多源交叉注意力融合和多源特征分解组合方法有效促进了多源特征的深度融合,较好地实现了模型参数量、检测速度和检测精度的均衡.实验结果表明:在UAVRGBT数据集上,UAV-DMDet模型较单源YOLOv8n模型,在RGB和T模态方面,mAP@0.5分别提高了3.61%、11.03%,mAP@0.5:0.95分别提高了0.84%、6.76%;在DroneVehicle数据集上,mAP@0.5和mAP@0.5:0.95较主流算法I2MDet提高了2.66%和12.36%;在检测速度方面,以640×640分辨率图像为例,UAV-DMDet模型在单张GeForce RTX 3090显卡上FP32精度推理速度可达31帧/s,在华为昇腾710处理器上FP16精度推理速度可达58帧/s,可有效应用于UAV视角RGB-T多源实时目标检测任务. 展开更多
关键词 无人机(UAV) 可见光-热红外(RGB-T)多源目标检测 数据集 多源特征融合 YOLOv8
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电子战无人机协同作战关键技术发展现状 被引量:15
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作者 刘慧霞 席庆彪 +2 位作者 李大健 张波 肖佳伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第9期5-8,共4页
无人机作为信息战中的核心平台之一已经应用于整个电子战领域,在多个国家得到了重点发展。回顾了电子战无人机的发展现状;讨论了面向未来网络化、立体化作战环境下电子战无人机与其他系统协同作战关键技术。
关键词 电子战无人机 协同作战 主动感知技术 智能控制技术
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无人机PCA故障检测与诊断技术研究 被引量:10
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作者 邱宗江 刘慧霞 +1 位作者 席庆彪 肖佳伟 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第4期262-266,共5页
无人机(UAV)飞控系统传感器故障检测和诊断常采用基于解析模型的方法,但飞行控制系统(FCS)的精确数学模型往往获取困难。针对此问题,提出了一种UAV-PCA算法。该算法在传统主成分分析(PCA)方法的基础上结合方差敏感自适应阈值的故障检测... 无人机(UAV)飞控系统传感器故障检测和诊断常采用基于解析模型的方法,但飞行控制系统(FCS)的精确数学模型往往获取困难。针对此问题,提出了一种UAV-PCA算法。该算法在传统主成分分析(PCA)方法的基础上结合方差敏感自适应阈值的故障检测方法和基于特征方向的故障诊断方法,实现UAV飞控系统传感器的故障检测和诊断。算法不需要系统的数学模型,解决了应用传统PCA方法进行FCS故障检测与诊断时易出现暂态过程虚警和误诊断的问题。仿真结果证明该算法可以快速准确地检测传感器故障,而且可以有效地降低暂态过程虚警和提高诊断结果准确度。 展开更多
关键词 无人机 故障检测与诊断 主成分分析 方差敏感自适应阈值 故障特征方向法
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高空长航时无人机飞控机容错技术研究 被引量:8
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作者 潘计辉 张盛兵 王党辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期761-767,共7页
高空长航时无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。从系统的可靠性指标出发,兼顾系统体积、重量、成本和余度管理方式,提出了一套结合通道自监控和比较监控双因子的飞控计... 高空长航时无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。从系统的可靠性指标出发,兼顾系统体积、重量、成本和余度管理方式,提出了一套结合通道自监控和比较监控双因子的飞控计算机方案,该方案规避了n模冗余结构表决器单点故障的缺陷,满足无人机高可靠、低成本、扩展性强等要求;针对高空长航时无人机多等级余度飞控系统,提出一种基于核心参数完整性的通道有效性方法,该方法中主备传感器可靠性模型由整机余度模型优化为分级余度模型。最大限度的提高系统的资源利用率,有效提高飞控计算机的容错能力,同时也提高了传感器子系统的可靠性。运用故障注入技术对飞控系统进行测试,试验结果表明该方法能够有效提高系统故障覆盖率和故障隔离率。 展开更多
关键词 容错 飞行控制系统 无人机
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一种有效的组合导航容错滤波技术研究 被引量:7
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作者 耿峰 祝小平 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期449-455,共7页
为解决INS/多天线GNSS/MHS/DNS组合导航系统,一个或多个传感器的导航信息出现错误,导致整个组合导航系统定位精度严重下降甚至无法定位的问题,提出一种多模式联邦高斯和粒子容错滤波技术,提高组合导航系统的鲁棒性。该滤波技术基于无重... 为解决INS/多天线GNSS/MHS/DNS组合导航系统,一个或多个传感器的导航信息出现错误,导致整个组合导航系统定位精度严重下降甚至无法定位的问题,提出一种多模式联邦高斯和粒子容错滤波技术,提高组合导航系统的鲁棒性。该滤波技术基于无重置联邦滤波结构,考虑到组合系统的非线性非高斯特性,局部滤波采用高斯和粒子滤波算法,以提高滤波精度,同时利用粒子似然函数方法,进行局部滤波器故障检测并隔离,进而,根据检测与隔离结果,进行全局滤波模式切换与全局最优估计,最终得到精确可靠的导航信息。仿真分析结果表明,多模式联邦高斯和粒子容错滤波技术是有效的,在多个子系统出现故障情况下,组合导航系统仍能提供精确的导航信息。 展开更多
关键词 导航 组合 容错 故障诊断 传感器
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基于容器的规模化无人机集群仿真引擎研究与实现
8
作者 汤恒先 姚远 康浩翔 《计算机应用》 北大核心 2025年第8期2704-2711,共8页
仿真引擎是仿真平台运行的关键。针对现有无人机(UAV)仿真平台并行度较低、计算资源不足且难以扩展的问题,采用分布式的仿真框架及容器机制,设计并实现UAV集群容器化并行仿真引擎(USCPSE)。所提仿真引擎使用容器作为UAV虚拟实体的运行载... 仿真引擎是仿真平台运行的关键。针对现有无人机(UAV)仿真平台并行度较低、计算资源不足且难以扩展的问题,采用分布式的仿真框架及容器机制,设计并实现UAV集群容器化并行仿真引擎(USCPSE)。所提仿真引擎使用容器作为UAV虚拟实体的运行载体,并将容器部署至并行的多个仿真节点,以实现规模化UAV集群仿真。此外,基于容器热迁移技术,提出通信和计算负载融合的容器调度策略。该策略可以根据集群间的通信关系以及仿真节点计算负载的变化,动态迁移容器,从而有效提升规模化UAV集群仿真的综合性能。实验结果表明,在100、150和200节点的集群规模下,USCPSE与基于MPI的并行仿真架构相比,仿真加速比分别提升了22.4%、59.8%和101.9%,同时通信量平均降低了51.8%。 展开更多
关键词 无人机集群 并行化仿真框架 容器热迁移 容器调度策略
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小型飞行器机载计算机的余度设计技术 被引量:32
9
作者 张小林 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期274-278,共5页
针对小型飞行器的特殊使用环境 ,从余度数目 ,余度级别 ,余度结构及余度管理策略等方面提出机载计算机余度设计原则 ,并以某机载计算机为例 ,给出功能模块级双余度系统的具体实现方法。在多种小型飞行器的几百小时飞行中 ,无论是姿态平... 针对小型飞行器的特殊使用环境 ,从余度数目 ,余度级别 ,余度结构及余度管理策略等方面提出机载计算机余度设计原则 ,并以某机载计算机为例 ,给出功能模块级双余度系统的具体实现方法。在多种小型飞行器的几百小时飞行中 ,无论是姿态平稳度 ,控制精度 ,还是可靠度 ,都取得了较好的效果。实践证明 ,该方法有效地解决了小型飞行器机载计算机体积小、重量轻、成本低、电磁环境复杂和可靠性指标高之间的矛盾 。 展开更多
关键词 小型 飞行器 机载计算机 余度设计
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红外热成像技术在复合材料无损检测中的应用现状 被引量:22
10
作者 张剑 齐暑华 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期122-126,共5页
红外热成像技术是一类通过外加激励得到零件外表温度场排列,并从热成像图中获取零件内部质量信息的无损检测技术,它具有快速、非接触等优点,应用和研究前途广阔。从C/Si C陶瓷基复合材料、夹心复合材料与层合板复合材料三个方面分类综... 红外热成像技术是一类通过外加激励得到零件外表温度场排列,并从热成像图中获取零件内部质量信息的无损检测技术,它具有快速、非接触等优点,应用和研究前途广阔。从C/Si C陶瓷基复合材料、夹心复合材料与层合板复合材料三个方面分类综述了红外热成像技术在复合材料无损检测中的发展近况和实际应用,并列举了该技术的生产应用实例,提出了红外热成像技术今后的发展方向。 展开更多
关键词 红外热成像 无损检测 复合材料
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叶片高速铣多轴编程技术的研究 被引量:4
11
作者 刘骁 张定华 白瑀 《机床与液压》 北大核心 2006年第2期59-60,92,共3页
根据叶片几何模型特点和高速切削工艺特点,从螺旋铣切削轨迹、回转式进退刀轨迹、高速切削参数三个方面进行高质、高效的叶片多轴高速切削加工轨迹研究,设计出叶片螺旋铣高速切削多轴编程算法,提高了叶片加工质量和效率。
关键词 叶片 螺旋 高速切削 数控编程 多轴
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CFD/CSD与机弹分离的耦合模拟技术 被引量:2
12
作者 王芳 龚军锋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期193-196,共4页
机弹分离模拟的刚性模型不能反映机翼弹性变形的影响。在分别建立并验证的CFD/CSD气弹模拟方法和机弹分离模拟方法的基础上,通过流场网格更新环节同时反映机翼结构的变形运动和弹体的六自由度运动对流场的相互影响。CFD与CSD的求解方法... 机弹分离模拟的刚性模型不能反映机翼弹性变形的影响。在分别建立并验证的CFD/CSD气弹模拟方法和机弹分离模拟方法的基础上,通过流场网格更新环节同时反映机翼结构的变形运动和弹体的六自由度运动对流场的相互影响。CFD与CSD的求解方法可计及真实飞行器流场的非线性和结构的非线性。基于各主控方程的时间域积分,交错时间推进获得整个耦合系统的响应,建立了一套CFD/CSD与机弹分离耦合求解的时域仿真系统。 展开更多
关键词 CFD CSD 机弹分离 动网格 耦合求解 气弹 非线性
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基于AutoCAD平台的明细表自动生成 被引量:3
13
作者 杨建华 武子昉 《机械设计与制造》 北大核心 2000年第3期8-9,共2页
提出了一种利用图块和图块属性的概念开发明细表自动生成功能的思想 ,作者使用面向对象技术 ,编制了基于AutoCAD图形设计平台的程序 ,对此思想进行了验证。
关键词 AUTOCAD 细表 图块 面向对象 图块属性
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产品全生命周期QIS与ERP集成研究 被引量:2
14
作者 付佐尧 李娟 《现代制造工程》 CSCD 2008年第8期28-31,共4页
针对企业中企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)质量管理功能薄弱的问题,将ERP与产品全生命周期质量信息系统(Quality Information System in Product Life Cycle,PLC-QIS)进行集成,阐述了集成的原理及思想,对集成信息进行... 针对企业中企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)质量管理功能薄弱的问题,将ERP与产品全生命周期质量信息系统(Quality Information System in Product Life Cycle,PLC-QIS)进行集成,阐述了集成的原理及思想,对集成信息进行详细的分析,提出以产品数据管理(Product Data Management,PDM)为集成的桥梁,为实现ERP和PLC-QIS中质量信息的共享提供基础。 展开更多
关键词 产品全生命周期质量信息系统 企业资源计划 集成
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倾转旋翼无人机垂直起降控制系统设计与实现
15
作者 张剑锋 王朋飞 +1 位作者 邹寄为 侯泊江 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第3期142-148,155,共8页
国内针对倾转旋翼无人机的研究大多为理论分析,工程实现的成果较少。针对某倾转旋翼无人机工程样机,开展垂直起降控制系统的设计与实现。建立该无人机的动力学模型,基于模型设计了垂直起降控制律,并根据控制律的需求设计开发了飞行控制... 国内针对倾转旋翼无人机的研究大多为理论分析,工程实现的成果较少。针对某倾转旋翼无人机工程样机,开展垂直起降控制系统的设计与实现。建立该无人机的动力学模型,基于模型设计了垂直起降控制律,并根据控制律的需求设计开发了飞行控制系统硬件和软件。研制了地面试验台架,开展了旋翼系统的气动力测试试验和姿态控制测试试验,验证了所设计控制律和飞行控制系统的正确性。基于该样机开展了飞行试验,结果表明,无人机能够在控制系统的作用下实现垂直起降,起降过程姿态平稳,具有良好的动态特性。 展开更多
关键词 无人机 倾转旋翼 垂直起降 控制系统 飞行试验
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明细表自动生成及其信息管理系统的研究
16
作者 杨建华 武子昉 周惠群 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第6期1038-1040,共3页
采用程序与图形分离、程序与数据分离以及数据驱动的方法 ,利用图块和图块属性的概念 ,使用面向对象编程和数据库技术建立了一个针对 Auto
关键词 AUTOCAD 明细表 产品结构树 MIS 自动生成
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无人机箱式发射系统中的多机通讯技术
17
作者 姜晓爱 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期91-93,共3页
基于无人机箱式发射需求,介绍了通用异步串行通讯芯片SC26C94的接口特性及在箱式发射系统多机通讯硬件设计中的应用。在箱式发射系统中,多机通讯软件设计技巧也做了重点介绍。该通讯系统工作可靠,满足无人机箱式发射要求。
关键词 无人机 箱式发射 串行通讯 多机通讯
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基于飞行安全的无人机控制技术发展趋势研究 被引量:9
18
作者 韩泉泉 席庆彪 +1 位作者 刘慧霞 张波 《现代电子技术》 2014年第13期22-25,共4页
从无人机飞行安全的角度出发,研究分析了目前国内外无人机控制技术的发展现状,提出了基于飞行安全的无人机控制技术的发展需求,采用自主控制和人工决策相结合的控制技术,提高无人机飞行操纵过程中的自主控制能力,降低人为操纵的干预程度... 从无人机飞行安全的角度出发,研究分析了目前国内外无人机控制技术的发展现状,提出了基于飞行安全的无人机控制技术的发展需求,采用自主控制和人工决策相结合的控制技术,提高无人机飞行操纵过程中的自主控制能力,降低人为操纵的干预程度,从而有效提高无人机系统的安全性。 展开更多
关键词 飞行安全 无人机 自主控制 人工控制 飞行操控模式
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仿生防冰表面研究进展 被引量:10
19
作者 赵一鉴 燕则翔 +2 位作者 苏建民 吕湘连 何洋 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期29-39,共11页
飞机、风电设备和输电线路等覆冰会降低工作效率,造成财产损失,严重时甚至威胁人民生命安全。仿生防冰表面具有低能耗、低污染等优点,成为国际研究热点。首先概述了仿生防冰表面的概念,根据作用机理将仿生防冰表面分为超疏水表面和超润... 飞机、风电设备和输电线路等覆冰会降低工作效率,造成财产损失,严重时甚至威胁人民生命安全。仿生防冰表面具有低能耗、低污染等优点,成为国际研究热点。首先概述了仿生防冰表面的概念,根据作用机理将仿生防冰表面分为超疏水表面和超润滑表面。分别详细地介绍了两种防冰表面的防冰机理、仿生对象及制备技术。超疏水表面改变水的润湿状态,延迟水滴结冰,减小冰粘附强度,其仿生对象包括荷叶、水稻叶等,其制备技术包括光刻、等离子刻蚀等自上而下方法,及喷涂、化学气相沉积等自下而上方法。超润滑表面将固-气-液界面作用时的空气层替换为液体层,增强润滑,减小冰粘附,其仿生对象包括猪笼草、箭蛙皮肤等,其制备技术主要为多孔制备方法。随后介绍了仿生防冰表面技术的发展趋势。在保证表面疏水/冰性能的同时,直接或间接增强表面的稳定性和耐久性,构建具有良好环境适应性(如超双疏、柔性、透明、自清洁等)与防冰结合的多功能融合表面,是未来仿生防冰表面的重要发展趋势。最后,对当前仿生防冰表面的发展和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 仿生 防冰 超疏水 超润滑
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翼身融合布局鼓包激波减阻技术研究 被引量:3
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作者 李沛峰 陶于金 +1 位作者 张彬乾 王丹 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1185-1191,1413,共8页
为应对未来航空领域经济性和环保性要求的不断提高,本文以减小翼身融合布局(BWB)激波阻力为目标,采用计算流体力学(CFD)方法,开展了基于鼓包的弱化激波、减小激波阻力的流动控制技术研究。分析了翼身融合布局的空气动力学特点,指出了鼓... 为应对未来航空领域经济性和环保性要求的不断提高,本文以减小翼身融合布局(BWB)激波阻力为目标,采用计算流体力学(CFD)方法,开展了基于鼓包的弱化激波、减小激波阻力的流动控制技术研究。分析了翼身融合布局的空气动力学特点,指出了鼓包应置于相对厚度较大的中央机体和易于产生激波诱导流动分离的过渡段区域。给出了基于等熵压缩弱化激波原理的"凹-凸-凹"型非对称鼓包构造方法,设计了针对三种来流状态的三种鼓包。研究表明,三种鼓包在其设计状态下的减阻效果明显,减阻量分别为7.1counts、10.4counts和16.6counts,可消除由激波诱导的弱分离,但对强分离控制有限。非设计状态下三种鼓包均具有较好的鲁棒性,在所研究的速度范围(Ma:0.8~0.85,CL=0.286)及升力范围(CL:0.14~0.5,Ma=0.82;CL:0.12~0.5,Ma=0.83;CL:0.05~0.5,Ma=0.85)内仍可减阻。 展开更多
关键词 翼身融合布局 流动控制 鼓包 激波 计算流体力学
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