航空、航天科学技术

定几何混压式轴对称超声速进气道气动特性数值仿真和实验验证

谢旅荣，郭荣伟

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航空、航天科学技术

定几何混压式轴对称超声速进气道气动特性数值仿真和实验验证

谢旅荣，郭荣伟

针对一种马赫数为4一级的定几何混压式超声速轴对称进气道进行了数值仿真研究，并和风洞试验结果进行对照，验证了该文所采用计算方法的可靠性.利用CFD方法获得了进气道激波系分布、内通道流场分布和沿程静压分布，并对MA=4下稳定亚临界状态进行了分析.研究结果表明：①超临界状态下，随着进气道出口反压的提高，结尾激波系向喉道方向移动，结尾激波损失减小，总压恢复系数提高；②迎角的增加对进气道的迎风侧和背风侧影响增大，结尾激波系由对称分布向一边倾斜的趋势增大，背风侧的承受反压能力下降，总压恢复系数随之下降；③随着来流马赫数的增加，激波损失加大，总压恢复系数随之下降，同时由于激波角变小，激波也越靠近外唇罩，溢流减小，流量系数增大，在激波贴口后流量系数基本保持不变；④通道内的静压分布曲线清晰地反映了内通道沿程激波系情况；⑤在大于贴口马赫数工作时，结尾激波系被推出唇口的情况下，由于滑流层作用出现一个类似外压缩式的气动通道，从而存在稳定的亚临界状态.

航空航天推进系统；轴对称进气道；定几何混压式进气道；数值仿真；内流场

来源出版物：航空学报， 2007， 28（1）：78-83入选年份：2012

高温低周应变疲劳的三参数幂函数能量方法研究

张国栋，苏彬

摘要：对MANSON-COFFIN方程、拉伸滞后能寿命模型和三参数幂函数公式进行了应用研究，提出了三参数幂函数能量方法，并用某高温合金 900℃低周疲劳数据进行了验证研究.通过寿命预测分散带和标准差的比较发现：三参数幂函数能量方法的低周疲劳寿命预测能力较MANSON-COFFIN方程和三参数幂函数公式的寿命预测能力有较大的提高；用三参数幂函数能量方法确定的循环应力-应变曲线比用 MANSON-COFFIN方程处理得到的塑性应变分量确定的循环应力-应变曲线更能反映低周疲劳过程中应力和应变之间的关系.

关键词：低周疲劳；寿命；预测

来源出版物：航空学报， 2007， 28（2）：314-318入选年份：2012

基于平面模板自由拍摄的双目立体测量系统的现场标定

张辉，张丽艳，陈江，等

摘要：摄像机标定是基于光学摄像的立体测量技术中的一个十分重要的步骤，标定精度直接影响系统测量的精度和稳定性.该文提出并实现了一种简便易行的双目立体测量系统现场标定方法：利用一块特殊设计的具有不同大小圆形特征点的平面标定板，在无需控制任何运动参数的情况下，双目测量系统只需对标定板在不同角度自由拍摄一组图像即可方便地实现系统标定.该方法在已有单摄像机标定算法的基础上，加入对双摄像机相对位置和姿态的优化，同时考虑了镜头的非线性畸变，达到了较好的标定结果.另外，提出的图像点与其空间点的对应算法具有良好的稳定性，即使由于环境或摄像机摆放位置等因素的影响，一些标定板上的特征点不能被摄像机拍摄到，或者不能被正确识别时，仍然能进行标定工作.标定实验和系统标定后的三维重建结果验证了该方法的有效性.

关键词：摄像机标定；双目立体测量；三维重建

来源出版物：航空学报， 2007， 28（3）：695-701入选年份：2012

基于云模型的全局最优化算法

张光卫，康建初，李鹤松，等

摘要：基于云模型在定性概念与其定量数值表示之间转换过程中的优良特性，结合遗传算法的基本思想，提出一种自适应高精度快速随机搜索算法，并将之运用到函数寻优中.在定性知识的指导下该算法能够自适应控制搜索空间的范围，较好地避免了传统遗传算法易陷入局部最优解和选择压力过大造成的早熟收敛等问题.算法易于实现，不存在遗传算法中的编码问题.试验结果表明该算法具有精度高、收敛速度快等优点.在众多优化问题上有广泛的应用前景.

关键词：遗传算法；云模型；最优化

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2007， 33（4）：486-490入选年份：2012

插补前S加减速在CNC前瞻中的应用

曹宇男，王田苗，陈友东，等

摘要：计算机数字控制系统（CNC）中的速度前瞻处理可以在不影响插补轨迹精度的前提下极大地提高插补效率.针对前瞻算法中速度处理这一核心问题，分直线转接和圆弧转接2种情况分别建立了插补几何元素转接矢量夹角模型，并给出了一种基于插补前S型加减速的CNC速度前瞻算法.该算法根据设定的最大前瞻段数以及实际插补轨迹的几何特性，能够自适应确定轨迹的转接速度近似最优解，从而实现路径段之间进给速度的高速衔接.S型加减速由于在加速阶段和减速阶段均引入了加速度衰减，使得整个插补过程具有了高度的柔性.因此结合前瞻算法和S型加减速算法在高速加工时速度处理的优势，提出并实现了一种基于插补前S型加减速的CNC前瞻算法.该算法已经在工程实际中得到了验证.

关键词：加速度控制；插补；数控系统；角度测量

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2007， 33（5）：594-599入选年份：2012

基于北斗双星定位辅助的SAR/INS组合导航系统研究

熊智，冷雪飞，刘建业

摘要：由于SAR/INS/北斗组合导航系统中图像匹配定位需要耗用不等的匹配计算时间，而现有的北斗定位系统输出也具有一定的延时，因此，SAR/INS/北斗组合导航系统中的量测信息输出具有不同步和滞后的特点.针对上述问题，采用常规的联邦滤波算法将难以获得高精度滤波结果.为此，该文在分析SAR/INS/北斗组合导航系统工作过程的基础上，结合卡尔曼滤波的具体原理，设计了针对不同步量测信息的基于联邦滤波理论的组合滤波方案，并进一步提出了解决量测信息滞后问题的算法，从而可以有效处理SAR/INS/北斗组合导航系统中的信息融合问题.协方差分析结果表明提出的组合滤波方案可行，该方案对SAR/INS/北斗组合导航系统的实际应用具有重要的理论参考价值.

关键词：联邦滤波；量测不同步；量测滞后；信息融合；卡尔曼滤波

来源出版物：宇航学报， 2007， 28（1）：88-93入选年份：2012

基于遗传算法的最优Lambert双脉冲转移

陈统，徐世杰

摘要：研究了初始位置和转移时间不固定的LAMBERT双脉冲轨道转移的数值解，用三维图和截面图直观显示了初始位置、转移时间和速度增量的关系，并说明了其在实际工程任务中的应用价值.基于数值解，提出了LAMBERT双脉冲轨道转移的优化问题.目标是找到最优初始位置和转移时间，使燃料和时间的加权和最小.给出了遗传算法求解该优化问题的设计步骤.该算法应用于 2个算例：①平面圆轨道的燃料最优转移，并将遗传算法和HOHMANN转移的结果进行了比较；②椭圆轨道、初始位置有约束的燃料和时间最优转移.结果说明了遗传算法寻找最优转移解是准确有效的.

关键词：轨道转移；最优化；遗传算法

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2007， 33（3）：273-277入选年份：2012

超视距多机协同空战目标分配算法

高永，向锦武

摘要：针对未来超视距条件下多机协同空战中的威胁估计与多目标分配，结合超视距空战特点，在综合考虑参战双方飞机性能、几何态势的基础上，提出了一种以参战双方飞机空战效能优势与当前态势优势的加权和为最终结果的超视距空战威胁估计的非参量法模型；在威胁估计的基础上，探讨了一种以空战优势函数为依据，多机之间相互配合、相互支援、协同作战过程的多目标分配算法，并进行了仿真.仿真结果证实了算法的有效性.

关键词：超视距；空战；目标分配；威胁估计

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2007， 33（3）：286-289入选年份：2012

带有攻击角度和攻击时间控制的三维制导

张友安，马培蓓

摘要：在三维空间导引动力学与运动学模型的基础上，假设目标静止，而导弹本身以恒速运动，根据实际的攻击角度与设定的攻击角度误差，分析和设计了期望的视线（LOS）角运动学，基于李雅普诺夫稳定性理论设计了带有攻击角度控制的三维导弹导引律.为了对攻击时间进行预测与控制，假设导弹本身以恒速或者匀加/减速运动，先将导弹导引到预定的攻击角度上，根据待飞直线距离对待飞时间进行估算，再根据预测时间误差，确定导弹按照特定的圆弧轨迹机动飞行的指令和机动飞行的时间，通过机动飞行来对时间误差进行补偿，最后，再利用所设计的导引律攻击目标.给出了仿真结果.

关键词：导航、制导与控制；三维制导；李雅普诺夫稳定性；攻击角度；攻击时间

来源出版物：航空学报， 2008， 29（4）：1020-1026入选年份：2012

基于自适应模拟退火遗传算法的月球软着陆轨道优化

朱建丰，徐世杰

摘要：将自适应遗传算法与模拟退火算法相结合，形成一种自适应模拟退火遗传算法.该算法不但具备了自适应遗传算法的强大全局搜索能力，也拥有模拟退火算法的强大局部搜索能力.针对月球软着陆轨道优化的特点，利用一种新的参数化方法将轨道优化问题转换为非线性规划问题，并应用提出的自适应模拟退火遗传算法进行优化.数值结果表明：该算法的收敛速度快，优化精度高，且避免了初值敏感、病态梯度和局部收敛等问题，能够搜索到全局最优轨道.

关键词：轨道优化；自适应模拟退火遗传算法；模拟退火算法；遗传算法；月球软着陆；参数化方法

来源出版物：航空学报， 2007， 28（4）：806-812入选年份：2012

大失准角下MIMU空中快速对准技术

曹娟娟，房建成，盛蔚

摘要：为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度，提出将基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波（MEP-EKF）方法应用在大失准角下微惯性测量单元（MIMU）的空中对准中，通过不同机动飞行策略的仿真结果，证实MEP-EKF算法不仅能够实时估计出系统的模型误差，而且将其与扩展卡尔曼滤波（EKF）和UNSCENTED卡尔曼滤波（UKF）方法进行了仿真比较，结果表明MEP-EKF算法在方位误差角的估计上，取得了比EKF和UKF精度高的仿真结果，使得方位失准角由30°快速下降到1°左右，而且MEP-EKF所需时间仅是UKF的17%.

关键词：捷联惯性导航系统；空中对准；预测滤波；EKF；UKF；MIMU；GPS

来源出版物：航空学报， 2007， 28（6）：1395-1400入选年份：2012

惯性组合导航系统的实时多级景象匹配算法

刘建业，冷雪飞，熊智，等

摘要：针对景象匹配辅助惯性组合导航系统需要快速准确获取飞行器位置、航向偏差的要求，提出一种实时多级景象匹配算法.算法分为两级，第一级粗匹配中提出了中心点4-邻域的抗变形算法，能抗旋转和小尺度变化的影响，使定位精度达到像素级；第二级精匹配中提出了基于分支特征点，应用最小二乘法原理精确匹配定位出两幅图像间的最优相似变换参数，即飞行器的精确位置和航向偏差的算法.仿真分析表明，提出的实时多级算法能满足景象匹配辅助惯性组合导航系统实时性、精确性和鲁棒性的要求.

关键词：飞行器控制；导航技术；图像匹配；对数极坐标变换；分支点提取；最小二乘算法

来源出版物：航空学报， 2007， 28（6）：1401-1407入选年份：2012

基于协调变量的多导弹协同制导

赵世钰，周锐

摘要：根据多导弹协同攻击的特点和要求，提出了一种具有一定通用性的双层协同制导结构.该双层协同制导结构由底层导引控制和上层协调控制组成.其中底层导引控制由分散于各个导弹的本地制导律来实现，上层的协调控制可通过集中式或分散式的协调策略来实现.基于该协同制导结构并针对多导弹同时击中目标这一特定协同任务，给出了一种具体可行的多导弹协同制导律.该协同制导律把具有导引时间限制的制导律和基于协调变量的协调策略相结合，具有控制能量的次优性，结构简单且具有解析解形式.数字仿真算例验证了其良好的性能.

关键词：多导弹；制导律；协同制导；协调变量；协调策略

来源出版物：航空学报， 2008， 29（6）：1605-1611入选年份：2012

空间机器人捕获漂浮目标的抓取控制

魏承，赵阳，田浩

摘要：提出了动态抓取域用于空间机器人捕获漂浮目标的抓取控制.空间机器人捕获漂浮目标时，由于机械臂与基体的动力学耦合、抓取时的碰撞激振等非线性特性使得抓取控制变得复杂而重要.首先建立了空间机器人及漂浮目标的动力学模型，而后引入了末端装置抓取目标时的碰撞模型，并提出了“动态抓取域”用于机械臂抓取目标时的控制，同时应用关节主动阻尼控制，以减小抓取碰撞激振对空间机器人冲击的影响.结果表明：在相同抓取时间下，加速抓取明显优于匀速抓取，碰撞力振幅减小至匀速抓取时的20%，对空间机器人的激振冲击明显消除，仅在抓取结束前有小幅激振.这对空间机器人的抓取控制有着重要的理论价值及工程实际意义.

关键词：空间机器人；捕获目标；动态抓取域；抓取控制；主动阻尼控制；动力学模型

来源出版物：航空学报， 2010， 31（3）：632-637入选年份：2012

22MnB5超高强钢板热成形中的回弹机理分析

刘红生，包军，邢忠文，等

摘要：回弹是影响热冲压件形状精度的主要因素，为研究影响 22MnB5超高强钢板热冲压成形中回弹的因素，在不同温度下对22MnB5高强钢板进行拉伸试验，考察了变形温度和应变速率对弹性应变和蠕变应变的影响，获得其热力学性能.通过等温度和非等试验考察了变形温度、热成形终了温度和压边对热成形后回弹的影响.采用有限元法对槽形件非等温热成形过程进行了数值模拟.从试验结果和模拟结果可知，热效应是引起回弹的主要因素，蠕变应变减少了热成形后的回弹量.蠕变应变和热效应是影响热成形中回弹的主要因素.

关键词：蠕变；有限元方法；数值模拟；高强钢；热冲压；回弹

来源出版物：航空学报， 2010， 31（4）：865-870入选年份：2012

基于多模型的低轨星座多目标跟踪传感器资源调度

王博，安玮，谢恺，等

摘要：针对低轨星座多目标持续跟踪传感器资源调度问题.首先将目标跟踪任务划分为高精度任务集合和低精度任务集合，并分析了跟踪任务状态转移过程；然后，为两任务集合分别建立了基于动态优先级的优化调度模型，提出了一种基于多模型的实时传感器调度算法.不同场景下仿真实验表明，所提算法较之以跟踪精度为优化目标和以跟踪精度为门限约束的方法具有更强的适用性，尤其对于目标分布较为集中的情况，其目标丢失率大大降低，尽管个别目标的跟踪误差略有增大.

关键词：低轨星座；传感器网络；调度算法；多目标优化；模型；跟踪

来源出版物：航空学报， 2010， 31（5）：946-957入选年份：2012

叶冠涂层材料接触刚度和微动磨损实验

洪杰，杨鑫，陈璐璐，等

摘要：采用能够测量由接触表面微动所导致迟滞现象的实验装置，对带有涂层材料的不同接触方式的实验件进行了接触刚度和微动磨损测试.通过接触刚度测试，研究了激振力幅值、激振频率和接触正压力对接触刚度的影响；通过微动磨损分析，研究接触方式和载荷条件接触表面形态的改变，以及工作时间对接触刚度的影响.通过分析和总结实验结果，阐述了干摩擦阻尼结构微动磨损的防护措施，为提高航空发动机结构部件的可靠性提供一定的理论依据和技术支持.

关键词：叶冠；涂层材料；接触刚度；磨损微动；防护措施

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2012， 38（10）：1280-1284入选年份：2012

快变换超音频直流脉冲GTAW电弧行为

杨明轩，齐铂金，从保强，等

摘要：基于超音频直流脉冲钨极氩弧焊（GTAW，Gas Tungsten Arc Welding）电源输出脉冲电流沿变化率di/dt≥50 A/μs的超音频直流脉冲方波电流，将其用于0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢GTAW焊接过程，研究分析了焊接电弧特性、电弧力及焊缝熔透特性.结果表明：超音频直流脉冲方波电流参数对电弧电学特性、形态及电弧力产生显著影响，与常规直流GTAW相比，快变换超音频直流脉冲GTAW电弧表现出明显的收缩效应，焊缝熔深在一定范围增大，熔宽减小，平均电弧力大幅增长，焊接效率提高.

关键词：快变换超音频脉冲；钨极氩弧焊；电弧行为；电弧力

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2012， 38（4）：468-472入选年份：2012

Advances and Trends on Tube Bending Forming Technologies

YANG He

摘要：目的：金属弯管件作为一类量大面广的“血管”传输/结构承力关键构件，愈来愈广泛地应用于航空、航天、汽车、能源和医疗等诸多高端产业.近年来，随着航空、航天等产业对轻量化、强韧化和高性能弯管构件成形质量和成形极限的进一步需求，对弯管产品设计、弯曲成形缺陷控制、成形极限提高以及新工艺/装备等均提出了新的挑战，迫切需要发展相应的理论和技术.

方法：鉴于以上需求，在分析管材弯曲成形特点和缺陷基础上，总结了弯管成形中的共性基础问题如失稳起皱、减薄拉裂、卸载回弹以及截面畸变等的研究进展和存在问题，对当前的不同管材弯曲工艺及其成形制造优劣势进行了评述，针对当前对高性能难变形材料复杂管件精确高效弯曲成形的应用需求，提出了管材弯曲成形的发展趋势和亟待解决的问题.

结果：1） 弯管成形理论研究进展：a） 起皱现象目前仍是困扰大直径小弯曲半径薄壁数控弯管精确成形的瓶颈问题.研究表明，管径越大，管材临界起皱区域越大，起皱可能性越大，需要更加严格的模具配合.b） 壁厚减薄和截面扁化方面的研究成果对于提高弯管成形质量和成形极限具有重要的理论价值.与起皱不同，这两种缺陷在管材弯曲成形中不可避免，但可以进行优化控制在许可的范围内.c） 截至目前，回弹及与回弹相关伸长量仍通过经验和实验的方法来解决，导致管材的成形精度波动明显.d） 尽管获得了有关不同缺陷机理方面的知识，弯管成形极限仍主要针对某一种缺陷通过经验或解析的方法得到.e） 管材弯曲过程多缺陷多因素复杂性使得对该过程参数的优化确定成为一个难题，目前仍主要通过经验数据、操作人员的“试错”来获得合理的弯曲成形参数.

2） 弯管成形工艺模具装备研究新进展：a） 面向汽车领域对于空间三维弯管件柔性快速成形需求，在传统辊弯基础上，发展了三维空间弯曲工艺（TTS-Bending）及其装置，能够实现高强和超高强钢变弯曲半径、弯曲角度空间管件的高效弯曲成形，通过应力叠加可以减小回弹以及截面变形量，但该工艺目前只适用于小截面（小半径）和大弯曲半径弯管件的成形制造；b） 在推弯方面，应用对象已从不锈钢管冷推成形，发展到大直径薄壁不锈钢管、钛管的小弯曲半径热推弯头成形.该工艺难以批量高效制造带有直线段的空间整体弯管件，且在推弯过程中，管件易起皱.c） 激光成形具有无模非接触式成形、生产周期短，柔性大和不产生回弹变形等优势，但对于小弯曲半径薄壁管件连续批量成形存在困难.d） 通过对充内压的管材进行剪切弯曲变形，剪切弯曲能实现小弯曲半径弯头.e）在多模具约束下，通过严格控制工艺参数，数控弯管工艺易于实现薄壁管材小弯曲半径空间复杂整体管件的成形，已成为航空、航天和汽车等高端制造领域薄壁弯管轻量化构件制造的先进塑性加工技术.

3） 弯管成形趋势和挑战：a） 为了实现弯管件的高性能，新的轻质高强先进材料日益得到重视和应用；b） 为了实现构件的功能高效化，需要更为复杂的三维空间整体弯管件，如大直径（D＞40 mm）、薄壁（t＜1.5 mm）和小弯曲半径（相对弯曲半径D/t ＜2）；c） 发展新的或改进现有弯管工艺以及设备/模具工装系统，以实现发展高效、柔性和精确、省力的弯管成形制造需求；d） 管材性能测试仍主要参考板材性能或通过单向拉伸实验解决，缺乏有效的能反映管材弯曲成形加载的材料测试方法和建模理论；e） 难变形管材小弯曲半径弯曲易同时发生多种缺陷，因此需要发展多种缺陷约束的弯管成形极限理论.

结论：1） 管材弯曲已经成为航空航天等高端制造领域中用于成形轻质高强构件的核心制造技术之一，对于其高效精确的迫切需求则取决于如何实现弯管过程中多种缺陷或失稳现象的高精度预测和有效控制，而这依赖于不同缺陷的产生机制和多因素影响规律的深刻认识.因此，从失稳起皱、壁厚减薄（破裂）、回弹和截面扁化以及过程/模具优化设计等方面对弯管成形理论研究进展进行了评述.2） 当前对产品高性能高功效的需求，迫切要求实现质量更轻、强度更高的复杂弯管件的精确成形，而这一类构件的特征往往是薄壁、大直径、小弯曲半径和塑性有限的高强难变形材料.考虑到实现应用中对于弯管件成形精度和成形极限的高要求和弯曲过程中诸多非线性的接触条件，需要突破的技术挑战包括：a） 管材性能的准确表征和建模；b）多种缺陷或失稳现象的精确预测和有效控制；c）模具/过程的多目标多约束稳健优化设计.

来源出版物：中国航空学报（英文版）， 2012， 25（1）：1-12入选年份：2012

Evaluation Model of Design for Operation and Architecture of Hierarchical Virtual Simulation for Flight Vehicle Design

LIU Hu

摘要：目的：对现代军用飞机、民航飞机、直升机等飞行器而言，一个设计方案的竞争力已不能仅根据其本体的重量、气动等特性进行评价，更需要充分地考虑到方案执行实际商业运营和军事任务的能力.为了在设计阶段建立体系化和规范化的运行效能评价模式，本文研究了基于任务分类的运行效能评价模型.进一步地，本文提出和验证了基于虚拟仿真的运行效能评价方法，并且探讨了从设计验证仿真扩展到人员训练仿真的方式.

方法：通过对“面向运行的设计”这一概念的分析，提出了运行任务的统一化公式描述，将任务抽象为对象、人员、环境和智能体4种要素的复杂关联与组合.以此为基础，提出了包含基本人机交互任务、复杂协同任务和大规模联合任务3个级别的层次化任务分类模型，建立了评价准则的基本框架.在该框架中，飞行器的总体运行效能是3个层级的任务运行效能的综合，而每个层级的运行效能又通过综合这一层级中分解的典型任务的效能得到.通过将统一化公式中包含的4个要素向仿真的虚拟世界进行映射，形成了基于虚拟仿真的评价方法，并且分析了每一个层级的仿真中4个要素的侧重点.应用这一方法进行评价时，首先在虚拟世界中进行各层级任务的仿真，然后采用归一化方法对仿真结果进行处理，最后通过基于权重系数的方法计算出总体运行效能.此外，通过将可影响4个元素的“噪音”引入运行任务的统一化公式中，体现了在将设计对象、人员分别作为变量的情况下，虚拟仿真可以发挥的验证“面向运行的设计”和进行“面向运行的训练”的双重作用.

结果：针对两个民用旅客机概念设计方案进行了运行效能评价的仿真实验.根据层级化评价模型，在基本人机交互层级进行了货舱舱门、电子设备舱门、发动机滑油口盖的可达性评估及货舱舱门的尺寸合理性评估；在复杂协同任务层级进行了地面服务能力评估；在大规模联合任务层级进行了运输效能评估.根据分别得到的基本人机交互效能、复杂协同任务效能和大规模联合任务效能，通过模糊综合评价和加权平均得出最终的综合运行效能.结果验证了基于虚拟仿真的评价方法的可行性，并且确定了两个方案中运行效能较优者，以此作为设计中进行多目标决策的依据之一.

结论：本文提出的运行任务统一化公式、三层级任务分类模型、评价准则及虚拟仿真框架从概念、方法学和实现途径等方面对“面向运行的设计”进行了探索.正如各类飞行器在现实的运行中会面临大量的任务一样，建立“面向运行的设计”所需的虚拟仿真评价体系是非常庞大和逐步研究的系统工程，而更具体地围绕一种或几种飞行器建立典型和实用化的虚拟仿真应用实例将是下一阶段重点研究的内容.

来源出版物：中国航空学报（英文版）， 2012， 25（2）：216-226入选年份：2012

超流体陀螺仪的发展概况与研究进展

刘建业

摘要：目的：超流体陀螺是基于低温物理量子理论发展并有望成为新一代高精度陀螺仪的重要方向.超流体陀螺研究刚起步，原理先进，机理和种类相对复杂，面临着各种技术挑战.本文通过对超流体陀螺的研究现状进行调研和分析，结合已开展的研究工作，对该研究方向的发展提出了思考和展望，旨在希望国内的研究者能加强交流进一步促进中国新陀螺研究的发展.

方法：阐述了主要的3类超流体陀螺的工作原理和特点，结合目前国际上的研究成果分析给出先进的超流体陀螺研究方向；基于超流体物理效应机理分析了超流体交流约瑟夫森效应干涉陀螺的灵敏度和陀螺效应实现方面的优势，结合目前的研究方案和实现技术分析了该陀螺研究方向在温度和体积上的优势；基于已有的超流体干涉效应实验方案分析超流体干涉陀螺待发展的问题，从测量范围和灵敏度的角度分析了原理方案的扩展与改进，从纳米结构和制冷方案方面分析了加工和制冷技术的发展需求，结合理论和实验数据对超流体陀螺误差做了初步分析.

结果：①通过研究3类超流体陀螺的工作原理和特点以及对应的国际研究成果表明：基于交流约瑟夫森效应的超流体干涉仪方案成功敏感了地球自转，2K工作温度对低温技术的要求相对比较低，且热噪声的影响也相对较小，因此超流体交流约瑟夫森效应干涉陀螺是先进的超流体陀螺研究方向.②超流体交流约瑟夫森效应干涉陀螺是基于物质波干涉的测速原理，理论分析其灵敏度是激光陀螺的1010倍；超流体的交流约瑟夫森效应干涉陀螺较冷原子干涉陀螺而言更容易敏感到外界角速度，在陀螺效应的实现方面具有优势；陀螺的干涉机理分析表明干涉环路面积小更利于敏感角速度，敏感核心部件为厘米量级，而工作温度为2k可通过液氦降压得到，在体积和温度方面具有优势.③目前国外在基于交流约瑟夫森效应的超流体陀螺开展的研究工作主要是物理研究机构开展的超流体物理效应的基础性探索，未将转动角速度作为待测量检测，也未考虑可实用的检测范围，且未从作为惯性元件的角度考虑专门的加工制冷和误差等问题，存在待发展的问题：（a）原理方案的扩展与改进方面，结合国内已有的研究方案量程范围可扩展至10-6～10-1（°）/s，灵敏度基于费斯科（Fiske）放大效应4He量子干涉仪原理可提高到10-9（°）/h；（b）加工与制冷技术方面，干涉核心部件需要的纳米加工精度为几十纳米量级，国内加工技术还需要发展，另一方面，超流体的获取和温度的保持需要开展专门的超流体干涉陀螺小型制冷方案研究，目前国内已具备小型制冷研究方面的基础；（c）陀螺的误差分析方面，初步的实验数据分析表明目前主要的噪声源来自低温保持系统的随机震荡噪声，此外弱连接多孔的同步性问题、双弱连接的不对称度、超流体流量还存在直流效应的问题、超流体驱动的稳定性问题、薄膜位移检测系统的精度问题等都会引起陀螺误差，有待后续系统的误差建模和分析.

结论：超流体陀螺基于低温氦的特殊量子物理效应，国内外的研究成果验证了其具备高精度的优势，同时也具有体积小、动态测量范围小的特点，可应用于深空探测、卫星、核潜艇等领域.目前机理最为先进的超流体交流约瑟夫森效应干涉陀螺在原理方案设计、加工制造技术、制冷技术、误差分析等方面还存在着待发展的问题.总之，推进该新方向陀螺研究的发展，需要加强基本原理、制冷、加工等方面研究的交流与合作，力争为我国自主发展出新一代超高精度陀螺仪.

来源出版物：航空学报， 2012， 33（1）：1-10入选年份：2012

民用飞机鸟撞研究现状

李玉龙，石霄鹏

摘要：鸟撞事故是近年来对民用航空威胁较大的事故之一，民用飞机鸟撞研究已经渐渐成为各国学者研究的新热点.本文详细介绍了民用飞机鸟撞研究的现状.总结了近年来鸟撞事故所造成的损失，列举了一些航空大国的航空管理部门针对鸟撞作出的适航管理规定.对于鸟撞问题的研究，从鸟撞过程的理论分析研究、数值模拟研究和试验研究3个方面进行了综述.对于近些年国内外的飞机抗鸟撞设计，主要包括新材料的运用以及新的结构形式的运用，进行了详细介绍.最后，对未来民用飞机抗鸟撞研究的发展作了展望.

关键词：鸟撞；民用航空；适航条例；数值模拟方法；鸟撞试验；抗鸟撞设计

来源出版物：航空学报， 2012， 33（2）：189-198入选年份：2012

新一代大型客机复合材料结构

杨乃宾

摘要：大量采用复合材料结构是新一代大型客机机体结构设计的突出特点，用量已达结构重量50%.复合材料结构不仅带来了明显的减重效益，而且带来了结构耐腐蚀、疲劳和维护等性能的改善提高.波音787飞机人性化设计的全复合材料机身使乘坐舒适性和便利性得到显著改善.民机复合材料结构技术重点研究解决了复合材料自然环境老化、大型翼面壁板整体成型、机身大开口区载荷重新分布和应力集中、地面维护装备冲击损伤、健康检测等关键技术问题，并且建立了以中模高强碳纤维/韧性环氧树脂复合材料热压罐成形工艺为主的大型客机复合材料结构材料体系.对复合材料机翼和机身结构的设计和工艺关键技术问题做了较为详尽的介绍.

关键词：复合材料；大型客机；机体结构；应用；效益

来源出版物：航空学报， 2008， 29（3）：596-604入选年份：2013

脉冲等离子体气动激励抑制翼型吸力面流动分离的实验

李应红，梁华，马清源，等

摘要：为了提高等离子体气动激励控制附面层的能力，进行了脉冲等离子体气动激励抑制NACA 0015翼型失速分离的实验，研究了等离子体气动激励电压、位置、占空比和脉冲频率等对流动分离抑制效果的影响.在来流速度为72 M/S时，等离子体气动激励可以有效地抑制翼型吸力面的流动分离，翼型的升力增大约35%，翼型的临界失速迎角由18°增大到21°实验结果表明：分离越严重，来流速度越大，有效抑制翼型失速分离的阈值电压越大；等离子体气动激励的最佳位置在流动分离起始点的前缘；调节占空比，可以在控制效果相当的情况下，降低等离子体气动激励所消耗的功率；当脉冲频率使斯特劳哈尔数等于1时，控制效果最佳.

关键词：航空航天推进系统；等离子体气动激励；翼型；流动分离；流动控制

来源出版物：航空学报， 2008， 29（6）：1429-1435入选年份：2013

多无人机协同编队飞行控制的研究现状

樊琼剑，杨忠，方挺，等

摘要：多无人机（UAVs）编队飞行的协同侦察、作战模式可以在一定程度上提高单机单次作战任务的成功概率，因而引起各国对多机编队飞行的研究热潮.针对这一情形，在介绍了多UAV协同编队飞行（CFF）的定义和应用特点的基础上，结合近年来国内外多UAV编队飞行的发展状况和一些主要的研究成果，着重分析和讨论了编队飞行控制中几个相关的关键技术问题，主要包括：队形设计、气动耦合、队形的动态调整、航迹规划、信息互换以及编队飞行控制策略等问题；最后对未来的发展趋势进行了展望.研究成果对正在研究的多机作战平台系统的协同作战技术具有一定的参考意义.

关键词：多无人机；协同编队飞行；飞行控制策略；测试；信息分析

来源出版物：航空学报， 2009， 30（4）：683-691入选年份：2013

一种新的变前掠翼无人机气动布局

刘文法，王旭，米康

摘要：研究了一种新的变前掠翼无人机气动布局概念，在低、亚、跨和超声速状态下可通过改变机翼的前掠角来获取最佳的气动性能.根据设计指标和翼身融合技术初步设计了其几何外形，并采用三维Navier-Stokes方程数值模拟和对比分析了5种不同任务构型的气动特性.结果表明：①在 Ma=0.6巡航时，平直翼加挂副油箱构型最大升阻比为 14.55，而三角翼构型仅为 8.29；②在Ma=0.4机动时，45°前掠翼构型失速迎角达到38°且具有最大的升力系数2.455，较平直翼构型提高了4.9%；③在Ma=1.5高速突防时，三角翼零升阻力系数最小，比平直翼加挂副油箱构型减小了 14.4%，最大升阻比提高了 34.6%；④所有计算状态下俯仰力矩特性均良好.研究结果验证了变前掠翼无人机气动布局新概念的合理性和先进性，可为高性能无人机的设计提供参考.

关键词：无人机；变前掠翼；气动布局；翼身融合；数值模拟

来源出版物：航空学报， 2009， 30（5）：832-836入选年份：2013

基于备件保障概率的多级库存优化模型

王乃超，康锐

摘要：理想的备件配置方案应该通过费用和优化目标之间的综合权衡得出，在传统的多级库存优化模型中常以使用可用度、等待备件时间等参数作为备件库存优化目标，但国内型号研制部门和使用部门在制定备件库存方案时通常以备件保障概率作为优化目标确定备件库存方案.为解决上述问题，首先分析了备件消耗与补给行为；然后，构建了以备件保障概率为目标的多级库存优化模型并对目标函数特性进行分析；其次，基于拉格朗日乘子法原理给出了多级库存计算与优化流程；最后，应用研究结论进行多级库存备件需求量预测，并用商用软件对预测结果进行分析，验证了优化模型的可信性.

关键词：备件；保障概率；多级库存；优化；解析计算

来源出版物：航空学报， 2009， 30（6）：1043-1047入选年份：2013

空中交通管理中的复杂性研究

张进，胡明华，张晨

摘要：空中交通管理（ATM）领域不断更替的新概念与新技术对准确认识ATM底层结构及其运行机制提出了愈加多元的需求，其中复杂性研究作为基本问题之一，由于贯穿 ATM的各个层面而成为认识系统涌现的重要线索.不断发展的复杂性科学更是从方法论上给予了ATM研究者理论支持，使得复杂性研究复兴成为欧美空管机构研究者的热点论题.针对ATM领域的复杂性研究尚未形成明晰体系之现状，该文尝试理清以往工作的范畴与框架，并重点介绍了关于动态密度、交通无序性、交通流扰动分析和空域复杂系统建模方面的理论成果，最后指出了该领域未来的研究趋势和尚待解决的关键问题.

关键词：空中交通管理；复杂性；动态密度；无序性；交通流扰动分析；复杂系统建模

来源出版物：航空学报， 2009， 30（11）：2132-2142入选年份：2013

高超声速飞行器气动弹性力学研究综述

杨超

摘要：目的：当前高超声速飞行器受到国内外航空航天领域的普遍重视.以美国NASP等研究计划为代表，多个国家都在开展相关的工程研究.本文回顾并介绍当前高超声速气动弹性力学的研究现状和相关进展，结合气动弹性力学研究的特点和发展需要，提出我国开展高超声速气动弹性力学问题研究的建议和思路，供相关研究人员参考.

方法：高超声速气动弹性问题的主要困难是非定常空气动力的计算，本文从工程分析的频域方法以及 CFD/CSD气动弹性时域求解两个方面回顾非定常气动力的发展状况.此外，结合国内外高超声速飞行器工程发展的需要，主要针对热气动弹性、壁板颤振、推力耦合的气动弹性、气动/推力/气动弹性耦合问题以及相关的主动控制研究进行综合介绍和深入分析.说明现有方法的特点与不足，以及未来需要关注的研究内容.

结果：高超声速非定常气动力计算的频域方法仍是当前工程计算的主要途径，通过组合应用统一升力面理论、活塞理论、牛顿冲击理论及混合理论等方法能够覆盖超声速到马赫数12左右相当大部分的计算范围，但更高马赫数下的计算途径仍有待发展.基于CFD技术的高超声速气动力时域计算适用性较广，但目前在进行CFD/CSD耦合的气动弹性计算时仍显效率较低，还需要发展更为高效的CFD算法.热气动弹性问题中考虑到变形、传热与振动时间尺度的不同，目前广泛采用单向或双向松耦合计算方式，能够求解主要的气动弹性工程问题，其关键点在于瞬态气动加热与结构热传导的计算精度问题.壁板颤振和推力耦合颤振的理论研究开展较早，但直到近年高超声速飞行器工程应用的推进又再度受到关注.工程方面，壁板颤振当前要解决的是任意曲面形状壁板以及定常载荷、热载荷与气动弹性的多场耦合问题；推力耦合颤振关键是要对发动机特性进行合理建模，对推力诱导颤振进行有效的试验验证，进一步再与控制系统耦合进行分析.由于高超声速飞行器所采用的冲压发动机进展迅速，从而提出了气动/推进/气动弹性耦合的新问题，当前该问题在国内外都还处于初步研究阶段，但对高超飞行器性能的影响却至关重要，在今后研究中应引起足够重视.

结论：高超声速飞行器的研发中出现了很多气动弹性新问题，对该领域的深入研究必将促进气动弹性力学的发展，并推动我国高超声速飞行器的工程研发.

来源出版物：航空学报， 2010， 31（1）：1-11入选年份：2013

基于傅里叶变换的航迹对准关联算法

何友

摘要：目的：系统误差是雷达探测过程中必然存在的现象.雷达组网系统要可靠地进行目标航迹关联就首先需要准确估计出探测系统误差，而要准确估计系统误差又必须基于可靠关联目标航迹，这就使得目标航迹的准确关联与系统误差的精确配准之间存在着互为条件与前提的矛盾问题.

方法：为解决这一矛盾问题，本文研究了在组网雷达存在系统误差情况下的目标航迹对准关联问题，首先分析雷达探测系统误差对目标航迹的影响，并将其表示为整体航迹数据的旋转和平移；在此基础上提出一种雷达组网系统误差配准前航迹对准关联算法，该算法将雷达网中不同雷达经过滤波后上报的目标航迹信息看作为一种整体信息，在融合中心笛卡尔坐标系中采用Fourier变换理论，估计组网雷达目标航迹数据到融合中心目标航迹数据之间的相对旋转量和平移量，并以此将组网雷达上报的目标航迹数据对准到融合中心目标航迹，再采用统计双门限航迹关联算法进行航迹关联，从而能够避开系统误差配准技术环节，实现误差配准前的目标航迹准确关联.

结果：为验证本文所提目标航迹对准关联算法的有效性，在四种典型的仿真环境设置中，对提出的航迹对准关联算法和传统的独立统计双门限航迹关联算法的航迹关联性能进行了蒙特卡洛仿真比较与分析.数据仿真结果显示，在雷达组网探测系统存在系统误差时，由于未进行系统误差估计及雷达误差配准，四种仿真环境中两雷达探测上报的目标航迹之间都存在严重偏离，仅采用独立统计双门限航迹关联算法已完全不能实现目标航迹的正确关联，但是本文算法在各仿真环境下都能较好地对准目标航迹；通过数据对比可见，与传统算法相比，采用本文方法后航迹正确关联概率均得到了很大提升，漏关联概率得以大幅下降，与此同时，四种仿真环境中的错误关联概率均有所降低，说明采用本文算法更不容易出现错误关联航迹对，显示了本文航迹对准关联算法在处理雷达存在系统误差时航迹关联问题的算法可靠性和有效性.

结论：综上所述，本文研究了在组网雷达存在系统误差情况下的目标航迹关联问题，理论分析了雷达系统误差对目标航迹的影响，将该影响表示为目标航迹间的旋转量和平移量，并提出了一种基于Fourier变换的系统误差配准前航迹对准关联算法.文中提出的算法无需事先校正系统误差，可以解决组网雷达存在系统误差时传统航迹关联算法不能进行有效航迹关联的问题，且对于雷达系统误差以及目标密集环境都有较好的适应性，能够实现系统误差配准前的航迹准确关联，为后端的系统误差配准提供更为有效的关联航迹数据.

来源出版物：航空学报， 2010， 31（2）：356-362入选年份：2013

基于SA-DPSO混合优化算法的协同空战火力分配

李俨，董玉娜

摘要：针对超视距（BVR）多机协同空战中，火力单元采用一次性完全分配原则容易造成资源浪费的问题，提出了一种新的火力分配数学模型.该模型带有毁伤概率门限，能够保证在满足毁伤概率门限的前提下，优先保证威胁度大的目标被分配且选择对各目标相对贡献较大的火力单元，使其对目标的毁伤概率平均值达到最大且尽量少地消耗火力单元，从而节省和充分利用火力资源.在此基础上，提出采用模拟退火（SA）-离散粒子群（DPSO）混合优化算法求解协同空战火力分配，提高了算法收敛速度、精度以及全局搜索能力，避免陷入局部极小.仿真算例验证了新模型的优点以及SA-DPSO混合优化算法的有效性.

关键词：协同空战；火力分配；毁伤概率门限；模拟退火；离散粒子群优化算法

来源出版物：航空学报， 2010， 31（3）：626-631入选年份：2013

三维编织复合材料研究进展

汪星明，邢誉峰

摘要：重点回顾了三维编织复合材料各发展阶段的关键性成果，从研究方法和研究方向两个角度，对该领域的重要研究成果和笔者所在课题组的最新研究成果进行了评述.在编织工艺方面，重点介绍了编织物的细观结构和适用领域.指出了细观结构对最大纤维体积分数的影响和当前流行的建模方法，并且将周期性单胞划分方法和纱线截面形状的模拟归纳为参数化建模中的两个关键问题.对力学性能的研究成果进行了综述，在试验方面，重点介绍了编织角的变化对材料各种性能的影响；在理论方面，重点评述了几种多尺度细观力学方法和特征单元法.最后，对有待于进一步研究的问题进行了展望.

关键词：复合材料；三维编织；力学性能；模型建立；均匀化方法；多尺度

来源出版物：航空学报， 2010， 31（5）：914-927入选年份：2013

矩形转圆形高超声速内收缩进气道数值及试验研究

南向军，张堃元，金志光，等

摘要：采用压力梯度先增大后减小压升规律轴对称基准流场，结合流线追踪及截面渐变技术设计了矩形转圆形内收缩进气道模型，并采用4°斜楔模拟飞行器前体，对前体、进气道一体化模型进行了数值模拟和风洞试验，初步得到了该进气道的流场结构及总体性能.设计点和接力点的数值模拟结果表明该进气道可在马赫数 Ma=4～6状态下正常工作，且具有良好的总体性能.在设计点Ma=6、正4°攻角状态进行的风洞试验表明，该进气道增压比为41.2，总压恢复达0.45，至少可抵抗200倍来流静压的反压.

关键词：高超声速进气道；基准流场；压升规律；数值模拟；风洞试验

来源出版物：航空学报， 2011， 32（6）：988-996入选年份：2013

涡轴发动机尾气静电监测信号影响因素分析

孙见忠，左洪福，詹志娟，等

摘要：针对某型航空涡轴发动机试车台实验所获得的尾气静电监测信号，结合发动机台架试车状态和性能数据，分别在两个时间尺度上展开分析研究.研究发现发动机的工作状态和健康状态均对尾气静电信号产生重要影响.在小时间尺度上的分析发现，无故障情况下影响尾气静电信号变化的主要因素为燃油供给量，尾气静电信号能量随燃油供给量的增加近似按指数规律上升；而在大时间尺度上的分析发现，在一定的燃油供给和恒定的自由涡轮转速条件下，尾气静电信号能量随着发动机性能的缓慢衰退而逐渐上升.实测尾气静电信号所反映的趋势与初步的理论分析结果相一致，为建立涡轴发动机尾气静电信号的健康“基线”，进而用于气路状态监测及故障识别提供了初步的依据.研究还发现，静电监测技术不仅能够为突发性故障提供预警信息，而且能够反映发动机整机性能衰退，进一步拓展了静电传感器的监测能力及其在航空发动机健康管理中的应用.

关键词：静电；监测；性能衰退；发动机健康管理；气路分析；涡轴发动机

来源出版物：航空学报， 2012， 33（3）：412-420入选年份：2013

北斗卫星导航系统的发展与思考

谭述森

摘要：从世界卫星导航发展史出发，评述了中国北斗卫星导航系统从中获得的有益启示，阐明了中国北斗卫星导航系统小幅起步的研制建设思路.在分析国际卫星导航系统发展趋势的基础上，论述了北斗全球系统的必要性、可行性和战略价值，提出了北斗GNSS的发展思路.

关键词：卫星导航；GNSS；北斗卫星导航系统

来源出版物：宇航学报， 2008， 29（2）：391-396入选年份：2013

基于转动基座的SINS初始对准方法研究

钱伟行，刘建业，赵伟，等

摘要：提出了一种基于转动基座的快速估计平台失准角的初始对准方法，研究了扩展观测量的KALMAN滤波算法，运用谱条件数方法分析了载体在转动基座方式下各状态量的可观测度，指出转动基座初始对准的可观测度优于传统最优二位置对准.初始对准计算机仿真结果进一步验证了该方法的快速性与精度，可为进行SINS快速精确对准方法研究提供理论与工程应用参考.

关键词：惯导系统；卡尔曼滤波；初始对准；可观测性；谱条件数

来源出版物：宇航学报， 2008， 29（3）：928-932入选年份：2013

基于对偶四元数的航天器交会对接位姿视觉测量算法

丁尚文

摘要：目的：精确测量两个航天器间相对位置和姿态是航天领域一项非常重要的技术.根据光学测量基本原理建立双目视觉测量模型，提出基于对偶四元数的双目视觉的航天器间相对位姿的测量方法.

方法：本文利用对偶四元数，建立目标航天器的坐标系和追踪航天器上的摄像机坐标系之间的关系，构造出航天器交会对接位姿误差模型，通过使用拉格朗日求极值的方法，解算出航天器间的相对位置和姿态.

结果：从仿真结果可以发现，随着对接航天器间相对距离的增加，从40 m到60 m，使用对偶四元数方法得到航天器的相对姿态角误差最大接近0.3度，相对位置误差估计最大接近3 cm，且从仿真结果可以看出，用对偶四元数方法所得到的误差最小.

结论：本文利用对偶四元数将目标航天器和追踪航天器上摄像机坐标系统一起来研究，构造出误差模型，计算出目标航天器和追踪航天器间的相对位置和姿态，并将本文的方法和常见的方法进行比较，仿真结果表明该算法的有效性，能够满足交会对接航天器测量精度要求.

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（6）：2145-2150入选年份：2013

地球静止轨道在轨服务技术研究现状与发展趋势

梁斌，徐文福，李成，等

摘要：地球静止轨道（GEO）是人类仅有的一条独特卫星轨道，是极其珍贵的轨道资源.首先分析了GEO环境现状和未来趋势，然后从“GEO轨道保护”和“GEO卫星在轨维护”两方面论述了GEO在轨服务技术的内涵、服务机会和效益，介绍了世界各国GEO在轨服务技术的主要研究进展，归纳了其中的关键技术.最后，对未来的发展趋势进行了展望.

关键词：空间机器人；在轨服务；地球静止轨道；非合作目标

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（1）：1-13入选年份：2013

临近空间高超声速飞行器关键技术及展望

黄伟，罗世彬，王振国

摘要：随着各国对提高军队通信、反应和作战能力的需求与日俱增，发展临近空间高超声速飞行器技术的重要性愈发明显.综述了临近空间高超声速飞行器国内外的发展现状与趋势，系统全面地分析了发展临近空间高超声速飞行器的关键技术，包括总体设计技术、气动力和气动热技术、高温长时间热防护技术、高精度 GNC技术、有效载荷抛撒技术以及发动机技术.在此基础上，最后提出了适合我国国情的临近空间高超声速飞行器技术的发展设想.

关键词：航空、航天推进系统；高超声速飞行器；临近空间；关键技术

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（5）：1259-1265入选年份：2013

基于Gauss伪谱法的固体运载火箭上升段轨迹快速优化研究

杨希祥，张为华

摘要：研究Gauss伪谱法在多级固体运载火箭上升段轨迹快速优化设计中的应用.针对多级固体运载火箭上升段轨迹优化的特点，研究了求解多阶段最优控制问题的Gauss伪谱法，引入连接点概念处理间断点，设计了边界控制变量计算方法.为进一步提高轨迹优化速度，设计了含初值生成器的Gauss伪谱法串行轨迹优化策略，实现了固体运载火箭上升段轨迹快速优化.仿真结果表明，采用提出的优化方法优化一条上升段轨迹所用时间为2～3分钟，终端约束和路径约束均得到很好满足，算法求解精度高，对初值依赖性小，设计的边界控制变量计算方法可行.

关键词：Gauss伪谱法；运载火箭；上升段轨迹；优化

来源出版物：宇航学报， 2011， 32（1）：15-21入选年份：2013

捷联惯导系统内杆臂补偿方法及试验验证

严恭敏，周琪，翁浚，等

摘要：在实际捷联惯组中，三只加速度计的比力测量对应于不同的点位置，如果直接作为捷联惯导算法的输入，角运动条件下会引起导航误差.对于加速度计非正交安装情形，在常规静态标定模型基础上，推导了考虑内杆臂效应后的动态标定模型.以导航速度为观测量，建立了加计组合内杆臂补偿的一般模型方程.针对激光捷联惯性组合，设计了简便的试验方法用于辨识内杆臂参数，高强度的摇摆试验表明内杆臂补偿有效地提高了导航精度，速度误差降低达77%以上.

关键词：捷联惯导系统；内杆臂补偿；动态误差；摇摆试验

来源出版物：宇航学报， 2012， 33（1）：62-67入选年份：2013

采用新型基准流场的高超声速内收缩进气道性能分析

南向军，张堃元

摘要：通过改变中心体形状，设计了新型轴对称基准流场，可显著降低反射激波强度，明显提高压缩效率.基于该基准流场和传统基准流场，分别设计了两个圆形出口内收缩进气道，并对二者的流场及总体性能进行了数值研究.结果表明，新的进气道设计点和接力点肩点附近激波附面层相互作用减弱，流场结构优于传统进气道，压缩效率明显提高，同时进气道起动性能得到改善.

关键词：高超内收缩进气道；基准流场；数值模拟

来源出版物：宇航学报， 2012， 33（2）：254-259入选年份：2013

粒子滤波评述

程水英，张剑云

摘要：以最优Bayesian滤波的求解为起点，综述了粒子滤波的发展历程、基本思想、算法的各个基本环节、基本的滤波算法及其收敛性以及算法的多种重要衍变形式，包括辅助变量粒子滤波、自适应粒子滤波、实时粒子滤波、分布式粒子滤波、Rao-Blackwellised粒子滤波、免重采样粒子滤波和裂变自举粒子滤波，并通过一个复杂的递推非线性滤波估计例子，用Monte Carlo仿真实验的方法对几种典型的粒子滤波算法进行了比较研究，最后总结了粒子滤波的应用并展望了进一步研究的方向.

关键词：最优Bayesian滤波；非线性；非高斯；粒子滤波；序贯Monte；Carlo；重要性采样；重采样

来源出版物：宇航学报， 2008， 29（4）：1099-1111入选年份：2013

地磁导航发展与关键技术

周军，葛致磊，施桂国，等

摘要：地磁导航技术作为一种无源自主导航方法，具有抗干扰能力强、无积累误差和精度适中的优点.该文简述了地磁场理论，回顾了地磁导航技术的研究历程，综合分析了地磁导航技术采用的导航算法，指出了制约地磁导航技术发展的三大关键技术和当前的研究动向，最后对地磁导航技术未来的发展和应用做了展望.

关键词：地磁导航；地磁滤波；地磁匹配

来源出版物：宇航学报， 2008， 29（5）：1467-1472入选年份：2013

卫星跟踪卫星测量模式中关键载荷精度指标不同匹配关系论证

郑伟，许厚泽，钟敏，等

摘要：本文基于改进的能量守恒法，对GRACE星载K波段星间测量系统、GPS接收机和SuperSTAR加速度计精度指标的不同匹配关系进行了系统论证.模拟结果表明：第一，各关键载荷精度指标呈线性匹配关系；第二，由于耗散能表现为累积变化特性，加速度计误差对恢复重力场的贡献不同于其它载荷；第三，以K波段星间测速精度指标1～10 μm/s为标准并结合其它载荷匹配指标，在120阶处大地水准面累积误差为17.6～174.8 cm，1.5°*1.5°重力异常累积误差为0.3～2.8 mGal，其中K波段星间测速精度指标取1 μm/s时，结果与德国地学研究中心（GFZ）公布的EIGEN-GRACE02S地球重力场模型符合较好；第四，建议我国将来采用的卫星跟踪卫星测量模式中关键载荷精度指标设计为星间测速1～3 μm/s、轨道位置3～10 cm、轨道速度0.03～0.10 mm/s和非保守力0.3～1.0 nm/s2较优.本文的研究为将来GRAIL月球重力探测计划和太阳系其它行星探测计划（如火星）中全球重力场的精确和快速测量提供了理论基础和计算保证.

关键词：GRACE；关键载荷；精度指标；匹配关系；能量守恒法；地球重力场

来源出版物：宇航学报， 2011， 32（3）：697-706入选年份：2013

基于神经网络的故障率预测方法

李瑞莹，康锐

摘要：为了更好地预测产品故障率，提出了基于神经网络的故障率预测方法，分别给出了基于反向传播（BP）网络和径向基函数（RBF）网络进行故障率预测的基本思想、预测模型和实施步骤.分别对比分析了神经网络法与回归分析法、分解分析法、移动平均法、指数平滑法、自适应过滤法、自回归-移动平均混合（ARMA）模型等统计预测方法的区别，对照故障率的特点，说明了神经网络法是其中最适用于故障率预测的统计方法.最后分别按这两种模型对某航空公司波音飞机故障率进行了预测，预测结果表明：这两种模型均适用于故障率预测，预测值与真实值的误差在20%之内，且RBF网络的预测效果略优于BP网络，此外通过与上述统计预测法的误差进行对比，说明神经网络法预测误差最小.

关键词：神经网络；反向传播（BP）；径向基函数（RBF）网络；可靠性；预测

来源出版物：航空学报， 2008， 29（2）：357-363入选年份：2013

基于动态故障树的卫星系统可靠性分析

张晓洁，赵海涛，苗强，等

摘要：卫星系统作为一种高可靠产品，具有复杂的冗余结构.以卫星系统为对象，研究了动态故障树方法分析过程中静态子树及动态子树的处理方法.分别采用二元决策图及马尔科夫方法对关键设备的动态故障树模型中静态子树和动态子树进行分析.将所得结果与可靠性框图、马尔科夫等方法所得结果进行了比较.

关键词：动态故障树；可靠性建模；马尔科夫；二元决策图；卫星系统

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（3）：1249-1254入选年份：2013

航天器自主故障诊断技术研究进展

姜连祥，李华旺，杨根庆，等

摘要：阐述了航天器自主故障诊断的必要性、特点和主要挑战.将自主故障诊断技术分为基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法三类，重点归纳民近年来国内外航天器自主故障诊断技术的最新研究进展和存在的主要问题，总结了国内航天器自主故障诊断技术在实际项目中应用的现状，最后展望了航天器自主故障诊断技术未来的发展方向.

关键词：自主故障诊断；自主智能控制；系统重构；航天器

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（4）：1320-1326入选年份：2013

基于双二体假设的载人登月自由返回轨道特性分析及设计

黄文德，郗晓宁，王威，等

摘要：载人登月轨道设计是载人登月任务的基础.首先分析自由返回轨道在载人登月轨道设计中的基础性作用；然后，给出双二体假设下自由返回轨道的计算模型；在此基础上，对自由返回轨道的飞行时间、轨道倾角、近月距和轨道拼接点分布等参数进行特性分析.最后，给出基于双二体假设的轨道初步设计流程和设计实例，仿真结果验证了本文提出方法的有效性.

关键词：载人登月；自由返回轨道；双二体假设；特性分析；轨道设计

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（5）：1297-1303入选年份：2013

惯性组合导航系统中的快速景象匹配算法研究

陈方

摘要：目的：由于景象匹配辅助导航系统具有高精度的突出优点，因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差，构成惯性/景象匹配组合导航系统.在景象匹配辅助导航中，特征点的选取是提高图像匹配速度、精度和鲁棒性的关键之一.景象匹配中要求提取出的特征是那些可靠性高、辨别性强、计算量小的不变特征.目前，基于部分Hausdorff距离的边缘特征景象匹配算法研究较多，其具有较强的抗干扰能力和容错能力.但基于部分Hausdorff距离的景象匹配算法也有其固有的缺点：实时性能较差；算法对不同纹理图像的适应性较差；抗旋转能力和抗尺度变化性能较差.

方法：本文提出了一种新的基于SIFT特征的导航用快速景象匹配算法.算法首先针对惯性组合导航的工作特点，对SIFT关键点检测、描述符计算以及关键点匹配进行了优化设计：（1）依据惯性组合导航中惯性导航元件的航向偏移误差特性，省略了 SIFT关键点主方向确定和描述符绕主方向旋转的计算步骤，这样既能大大节约计算资源又能提高景象匹配的精确度；（2）保留 SIFT算法中的强边缘关键点，从而大大提高了景象匹配的鲁棒性；（3）依据景象匹配性能要求合理确定实测图尺寸；（4）给出了景象匹配中SIFT尺度空间中每组的最佳层数以及SIFT特征匹配的最近邻的距离与次近邻距离比率的自适应阈值确定问题.然后用RANSAC方法过滤掉错误匹配点.最后，进行最小二乘精确匹配算法获取航向和位置偏差信息.针对惯性/景象匹配组合导航系统的实际应用条件，给出了把本文算法融入了实际组合导航系统中的计算流程.

结果：我们对大量的光学卫星图像和合成孔径雷达图像进行了实验，分析了算法对不同分辨率图像和不同区域的匹配适应性，抗噪声性能，匹配精度以及实时性，并与基于部分Hausdorff距离的边缘特征景象匹配算法进行了对比.实验结果表明了算法的优越性能，在匹配速度、精度和鲁棒性方面都优于基于部分Hausdorff距离的景象匹配算法，本文算法能大大缩短匹配时间，在参考图为256×256，测试图为128×128的图像，本文算法均能在0.1秒内完成，而基于部分Hausdorff距离的景象匹配算法则在30秒以上.在图像存在高噪声和大角度偏差的情况下，算法也能得到准确的匹配结果，鲁棒性高.本文算法几乎不受尺度和旋转影响，定位精度在0.8像素以内，旋转角度误差在0.8度内，尺度误差在0.03以内.而在大角度航向偏移情况下，基于部分Hausdorff距离的景象匹配算法则会出现很多的匹配失败.

结论：本文算法的实时性能优越，是快速的景象匹配算法，可以运行在小型无人机和中远程轻型导弹等计算资源极其有限的飞行器上.本文方法的匹配精度和鲁棒性也很高，可以满足惯性景象匹配组合导航系统的高性能要求.

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（6）：2308-2316入选年份：2013

大型飞机自动化装配技术

许国康

摘要：简述了大型飞机及其结构特点，通过比较人与机器两种装配系统的特性，及分析装配自动化水平与装配成本等诸因素的关系曲线，指出了自动化装配技术在保证大型飞机结构长寿命、高效率、低成本研制和生产等方面的意义；对国外大型飞机的装配自动化发展状况进行了综述，简要分析了国外发展的几种主要自动化装配系统，总结了国外大型飞机的自动化装配水平；对西方国家在大型飞机自动化装配中采用的先进的装配理念和方法，如决定性装配方法等进行了概述.最后针对国内自动化装配水平低的现状和大型飞机研制和生产的需求，提出了发展模块化结构的自动化装配系统、贯彻并行工程理念、实现面向制造和面向装配的设计等发展建议.

关键词：自动化装配；大型飞机；长寿命；柔性装配；模块化；决定性装配

来源出版物：航空学报， 2008， 29（3）：734-740入选年份：2013

一种基于图像特征点提取及匹配的方法

张少辉，沈晓蓉，范耀祖

摘要：针对图像特征提取与匹配的适应性和准确性的问题，将尺度不变特征变换（SIFT，SCALE INVARIANT FEATURE TRANSFORM）算法应用到图像匹配领域.首先从原理上对SIFT算法的特性进行了分析，并以VISUAL STUDIO 2005为开发平台对SIFT算法分步骤进行了实现；最后以基于欧氏距离的最近邻准则作为特征的相似度量将SIFT算法提取的特征应用于图像特征匹配，并对不同的近邻比进行比较，给出了建议值.通过3组实验图像的匹配结果表明，SIFT算法提取的特征对图像缩放、旋转、亮度变化的匹配正确率都等于或接近100%，证明了SIFT算法提取的特征点有很好的适应性和准确性，可以进一步应用到图像识别以及图像重建等领域.

关键词：特征提取；特征匹配；尺度不变特征变换；尺度空间

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2008， 34（5）：516-519入选年份：2013

基于人眼视觉的结构相似度图像质量评价方法

杨威，赵剡，许东

摘要：分析了数字图像中亮度、纹理细节、空间位置等因素对人眼视觉特性的影响，建立了数学模型，将人眼视觉特性与图像的结构相似度结合起来，提出一种符合人眼视觉特性的图像质量评价新方法.该方法将图像划分成大小相等的分块，计算出各分块的亮度影响因子、纹理细节影响因子和空间位置影响因子，经过归一化处理得到每个分块的权值，用加权平均的结构相似度作为图像质量的评价指标.实验证明该方法能够区别图像中不同区域的图像特征，符合人眼视觉特性，与主观评价结果一致.

关键词：图像质量评价；人眼视觉系统；结构相似度

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2008， 34（1）：1-4入选年份：2013

大型整体壁板成形技术

曾元松，黄遐

摘要：大型整体壁板是现代先进民用飞机的重要结构件，大型整体壁板成形技术是整机研制过程中所必须要解决的重大关键技术.从大型整体壁板的结构特点出发，介绍了整体壁板的结构形式和分类，重点阐述了整体带筋壁板喷丸成形技术和时效成形技术的国外研究应用进展及发展趋势，分析了国内现有整体壁板成形技术的基础和存在问题，特别介绍了国内在ARJ21新支线飞机研制中所取得的最新进展.最后针对中国大飞机研制的紧迫需求，提出了尽快开展大飞机机翼和机身整体壁板成形技术研究的建议和对策.

关键词：整体壁板；喷丸成形；蠕变时效成形；大飞机；铝合金

来源出版物：航空学报， 2008， 29（3）：721-727入选年份：2013

一代材料技术，一代大型飞机

曹春晓

摘要：介绍了用于大型飞机的新材料的发展现状和趋势.当前，欧美大型飞机机体的材料结构正从以铝合金为主过渡至以复合材料为主，50%复合材料用量是未来飞机的起点.新一代大型飞机的材料技术特色首先是复合材料和钛合金用量创历史新高，以大幅度减轻飞机结构重量和降低燃油消耗；其次反映于一些具有新意的材料技术的成功推出，其中包括复合材料整体机身段、全钛发动机挂架、纤维金属层板、第3代铝锂合金、新型高强铝合金7085、新型高强高韧钛合金TI-55531等.最后，对中国刚立项研制的大型飞机的选材原则提出了建议.

关键词：大型飞机；客机；运输机；材料；复合材料；钛合金；铝合金

来源出版物：航空学报， 2008， 29（3）：701-706入选年份：2013

滚动轴承早期故障的特征提取与智能诊断

陈果

摘要：在基于小波变换的滚动轴承故障诊断研究中，目前普遍存在小波变换参数选取和故障特征计算无法自动完成的问题.基于此，提出了一种基于二进离散小波变换的滚动轴承故障特征自动提取技术，实现了小波函数参数的自动选取和故障特征的自动提取.同时，基于结构自适应神经网络方法建立了滚动轴承的集成神经网络智能诊断模型.最后，利用实际的滚动轴承实验数据验证了所提方法的有效性.

关键词：滚动轴承；二进离散小波变换；神经网络；特征提取；智能诊断

来源出版物：航空学报， 2009， 30（2）：362-367入选年份：2013

基于云模型的目标威胁等级评估

麻士东，韩亮，龚光红，等

摘要：目标威胁等级评估的实时性、正确性对于后续作战仿真具有重要意义.提出了基于云模型的威胁等级评估的方法，通过对依据专家经验得到的对定性概念评估的隶属云图的贝叶斯修正，得到了标尺云.由战场态势信息对标尺云的匹配和处理，最终得到了目标威胁评估云图，实现了威胁评估.定性概念对战场态势的描述以及隶属云图体现了模糊性与随机性的较好结合，反映了空战时飞行员获取信息的不确定性的特点.通过实例验证表明：基于云模型的威胁等级评估的方法能有效地实现对目标威胁等级的确定.

关键词：威胁评估；云模型；贝叶斯

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2010， 36（2）：150-153，17入选年份：2013

基于激光跟踪定位的部件对接柔性装配技术

梅中义，范玉青

摘要：数字化柔性装配技术是飞机制造领域近期的主要研究方向之一.以飞机部件对接装配定位为研究对象，研究了基于激光跟踪定位的飞机部件对接的数字化柔性装配技术和原理；在激光跟踪仪的二次开发软件包的基础上，开发了激光跟踪测量原型系统；论述了机械随动定位装置和随动伺服控制系统的组成和原理，实现了以位置控制为目的的机械随动伺服控制系统；以图形软件包为基础，建立了部件对接数字化柔性装配系统集成平台，并能够在此集成平台上进行基于激光跟踪测量的部件对接装配的实时仿真.本研究可对近期开展的数字化柔性装配技术研究提供一定借鉴.

关键词：柔性装配；激光跟踪；测量；飞机部件；对接

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2009， 35（1）：65-69入选年份：2013

电力作动器中永磁容错电机及其控制系统的发展

郝振洋，胡育文，黄文新

摘要：详细分析了电力作动器中永磁电机及其控制系统的不同容错方案，并进行了总结比较，指出了各个方案的优缺点.同时建立了六相十极永磁容错电机的有限元仿真模型，利用有限元矢量磁位法对该模型进行了静态和瞬态电磁场的仿真分析.通过有限元计算表明，发生断路或短路相的电枢绕组对其他相绕组几乎没有电磁影响，因此，六相十极永磁容错电机具有很强的磁隔离和故障隔离能力.

关键词：电力作动器；有限元分析；永磁容错电机；磁隔离；故障隔离

来源出版物：航空学报， 2008， 29（1）：149-158入选年份：2013

空间进动目标动态散射特性的实验研究

刘进，王雪松，马梁，等

摘要：研制了进动目标模型，构建了紧凑场微波暗室动态测量系统，通过暗室实验的方法研究了空间进动目标的动态散射特性，给出了若干典型条件下的全极化宽带测量结果.通过实验可以观察到目标进动引起的多普勒频移，证明了微波雷达对进动目标微多普勒的可观测性，同时观察到弹头常见结构引起的非理想点散射现象.实验结果的分析表明，该实验系统能够有效地揭示进动目标的目标特性和回波调制特性，从而为弹道中段目标的动态电磁散射特性、目标结构反演、运动参数提取和逆合成孔径雷达（ISAR）成像的研究奠定了基础，对于弹道中段目标识别的研究具有重要的意义.

关键词：目标识别；进动；微波暗室；微多普勒；极化；宽带

来源出版物：航空学报， 2010， 31（5）：1014-1023入选年份：2013

多导弹时间协同制导：一种领弹-被领弹策略

张友安，马国欣，王兴平

摘要：首先，假设各枚导弹的速度为相同常值，领弹采用经典比例导引（PNG），被领弹采用经典比例导引和机动控制相结合的方式，推导出采用领弹-被领弹策略的多导弹时间协同控制设计模型，该模型实际上描述的是一个非线性的弹目相对运动状态跟踪控制系统.在此系统中，领掸的弹目距离与导弹前置角作为两个参考状态量，被领弹的弹目距离与导弹前置角作为两个待控制的状态量.针对这一弹日相对运动状态跟踪控制系统，采用时标分离的方法设计了期望的慢子系统和快子系统.对这两个子系统分别进行动态逆控制设计，得到了被领弹的机动控制指令.该机动控制指令用于调整被领弹相对目标的运动状态，来逼近领弹相对目标的运动状态，这就保证了所有的导弹能够同时攻击目标.然后，通过为每枚被领弹引入一个与其速度相同的虚拟领弹，将上述方法推广到各枚导弹速度可为不同常值的情况.仿真结果验证了本文方法的有效性.

关键词：制导；非线性控制系统；协同控制；比例导引；领弹-被领弹；虚拟领弹；攻击时间

来源出版物：航空学报， 2009， 30（6）：1109-1118入选年份：2013

基于最小二乘法的椭圆拟合改进算法

闫蓓，王斌，李媛

摘要：基于最小二乘法研究了一种改进的椭圆拟合算法.最小二乘椭圆拟合算法，由于包含误差较大样本点在内的所有样本点都参与运算，所以会对椭圆拟合的最后结果产生偏差.针对这种情况，采用随机理论的思想，先随机选取6个点拟合椭圆，然后计算与此椭圆匹配的所有样本点个数.重复此过程一定次数，采用投票机制，匹配样本点多的椭圆即为最优椭圆，构造了一种快速准确剔除误差较大样本点的改进椭圆拟合算法，并在实际图像应用中验证了算法能够有效地处理包含有较大比例误差点的样本空间，拟合出具有高精度的椭圆，并且算法的速度能够满足实时性的要求.

关键词：最小二乘拟合；曲线拟合；椭圆拟合

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2008， 34（3）：295-298入选年份：2013

一种惯性辅助卫星导航系统及其完好性检测方法

刘海颖，冯成涛，王惠南

摘要：针对传统的卫星导航/捷联惯导（GNSS/SINS）紧耦合组合系统中SINS测量影响所有的观测量，以及SINS故障不能被隔离的缺点，给出了一种新的惯性辅助卫星导航紧耦合组合结构及其完好性检测方法.设计了紧耦合系统结构和卡尔曼滤波器，将SINS测量转换为虚拟伪距，作为GNSS伪距测量的扩展，并设计了基于滤波新息的残差检验法（RCTM）和自主完好性检测外推法（AIME）来进行完好性检测.该紧耦合方法可以通过虚拟卫星的选择降低几何精度因子，在提高导航精度的同时便于完好性检测.仿真结果表明惯性辅助卫星导航新方法可以有效地提高导航精度，RCTM法对于阶跃故障和快变的斜坡故障检测是非常有效的，而AIME法对于慢变的斜坡故障检测具有更好的性能.

关键词：卫星导航；惯性导航；完好性检测；残差检验法；自主完好性检测外推法

来源出版物：宇航学报， 2011， 32（4）：775-780入选年份：2013

太阳帆绕地球周期轨道研究

龚胜平，李俊峰，宝音贺西，等

摘要：地球同步和太阳同步卫星在各个领域有着广泛的应用.静止轨道是一种特殊的地球同步轨道，轨道资源有限.利用化学推进或电推进可以实现轨道高度不同的同步轨道，如悬挂轨道，但需要消耗较多的燃料，工程上无法承受.本文考虑利用太阳帆实现地球同步和太阳同步轨道.太阳光压力在轨道平面内沿拱线方向，选择光压力与平面的夹角使得轨道平面的旋转速率与太阳光同步.研究表明，设计合适的半长轴和偏心率可以使得轨道旋转速率与地球自转速率一致.假设太阳光与赤道平面平行，可以得到准静止轨道，太阳帆将在传统静止轨道的附近运动，星下点的经度将在一个固定值附近振动.实际上太阳光是与黄道面平行，黄道面与赤道面之间存在夹角.考虑黄赤交角的情况下，太阳帆将在一定纬度和经度范围内运动.适合于对某个区域进行长期观测任务.

关键词：太阳帆；太阳同步轨道；地球同步轨道

来源出版物：宇航学报， 2012， 33（5）：527-532入选年份：2013

遥控模式下无人机系统纵向飞行品质评定

黄成涛，王立新

摘要：建立了无人机系统模型，根据通信数据链存在时延、无人机飞行员不能直接感受到无人机的过载信息等特点，参照有人驾驶飞机飞行品质准则，提出了遥控模式下无人机系统纵向飞行品质的评定方法.对某算例无人机系统的纵向短周期飞行品质及驾驶员诱发振荡（PIO，Pilot-induced Oscillations）趋势进行了评定及分析.结果表明：通信数据链对无人机系统的短周期频率、阻尼等特性的影响较小；但是，无人机飞行员在地面控制站遥控操纵无人机时，通信数据链时延会增加无人机系统的延迟时间，导致闭环操纵的短周期飞行品质发生降级，并具有PIO倾向；为避免发生PIO，应避免无人机在遥控模式下执行快速机动飞行任务.

关键词：飞机；无人机；遥控；飞行品质；驾驶员诱发振荡

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2013， 39（4）：427-431入选年份：2013

蜻蜓翼三维流动结构的演变

赖国俊，申功炘

摘要：为了与蜻蜓前后翼流动干扰的流动结构作比较，首先研究了悬停飞行状态下单个蜻蜓翼周围的三维流动结构，利用一套机电拍动翼运动模拟机构模拟了一个蜻蜓翼的拍动，使用数字体视粒子图像测速技术（DSPIV，Digital Stereo Particle Image Velocimetry）和多切面锁相技术分别测量了两个下拍拍动相位时刻（t=0.25T，0.375T）和两个上拍拍动相位时刻（t=0.75T，0.875T）蜻蜓翼周围的瞬时空间三维流场，运用局部涡识别准则中的 λci准则来识别和显示了流场中的三维涡结构，还展示了蜻蜓翼各个展向测量截面中的|ωz|等值线、蜻蜓翼前缘涡的涡核线相对于蜻蜓翼上翼面的空间位置以及前缘涡在各个展向测量截面中的截面环量等.实验结果揭示了蜻蜓翼周围的三维流动结构在蜻蜓翼拍动时的演变历程.

关键词：流动测量；数字体视粒子图像测速技术；蜻蜓；悬停飞行；流动结构；流动分离；前缘涡

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2013， 39（6）：711-716入选年份：2013

飞机复杂装配部件三维数字化综合测量与评估方法

刘胜兰，罗志光，谭高山，等

摘要：飞机复杂装配部件的全尺寸数字化综合测量与评估，能为飞机制造质量的持续提升提供重要的数据基础.测量工作要求在没有专用测量工装、不影响后续装配工序、受现场环境限制的情况下进行，具有被测对象外形复杂、存在自身遮挡、各部位测量数据要求不同、数据拼合及模型配准困难等难点.本文提出一种综合采用离散目标点摄影测量、结构光面扫描测量和手持式光笔接触测量的现场测量方案，以相互兼容的视觉目标靶点为不同测量方法之间数据定位融合的桥梁，实现了复杂装配部件的全尺寸现场测量.为使测量数据与 CAD数模有高可靠性、高精度的配准，研究了配准点集的约束强度度量指标，以及配准误差的定量分析方法，在此基础上提出了配准约束强度优选参考值和临界阈值，可以有效指导飞机装配部件的现场数字化综合测量和质量评估.运用提出的综合测量方法和配准点选取准则，对某型飞机前机身进行了现场实际测量和数据分析，为复杂装配部件几何精度综合评估提供了有效方法和数据依据.

关键词：数字化测量；飞机装配；视觉靶点；数据配准；配准点

来源出版物：航空学报， 2013， 34（2）：409-418入选年份：2013

高超声速飞行器飞行动力学特性不确定分析

曾开春，向锦武

摘要：高超声速飞行器分析模型存在较大不确定性，其给出的动力学特性与真实值之间存在偏差，因此研究飞行动力学特性分析结果的可信度水平对控制系统设计具有重要意义.针对典型的乘波体构型高超声速飞行器，在建立气动/结构/推进相互耦合的动力学模型基础上，利用非概率区间来描述模型中的不确定参数，并将复特征根不确定范围求解问题转化为频率和阻尼比两个实数的不确定区间分别求解，给出了动力学模态特征根、频率及阻尼比的不确定边界.分别采用直接蒙特卡罗（DMC）模拟方法、基于泰勒展开的区间分析方法（TIAM）和基于多项式逼近的区间分析方法（CIAM）对高超声速飞行器飞行动力学不确定性进行了研究.结果表明：CIAM计算时间适中，且给出的边界更为准确、安全，适合在控制系统设计和验证过程中使用.

关键词：高超声速飞行器；乘波体；不确定性；区间分析；飞行动力学

来源出版物：航空学报， 2013， 34（4）：798-808入选年份：2013

Control Strategies for Aircraft Airframe Noise Reduction

LI Yong， WANG Xunnian， ZHANG Dejiu

摘要：With the development of low-noise aircraft engine， airframe noise now represents a major noise source during the commercial aircraft's approach to landing phase. Noise control efforts have therefore been extensively focused on the airframe noise problems in order to further reduce aircraft overall noise. In this review， various control methods explored in the last decades for noise reduction on airframe components including high-lift devices and landing gears are summarized. We introduce recent major achievements in airframe noise reduction with passive control methods such as fairings， deceleration plates， splitter plates， acoustic liners， slat cove cover and side-edge replacements， and then discuss the potential and control mechanism of some promising active flow control strategies for airframe noise reduction， such as plasma technique and air blowing/suction devices. Based on the knowledge gained throughout the extensively noise control testing， a few design concepts on the landing gear， high-lift devices and whole aircraft are provided for advanced aircraft low-noise design. Finally， discussions and suggestions are given for future research on airframe noise reduction.

关键词：Active flow control； Airframe noise； High-lift devices； Landing gear； Passive control method

来源出版物：中国航空学报（英文版）， 2013， 26（2）：249-260入选年份：2013

Review of shock wave detection method in CFD post-processing

WU Ziniu， XU Yizhe， WANG Wenbin， et al.

摘要：In the present computational fluid dynamics（CFD） community， post-processing is regarded as a procedure to view parameter distribution， detect characteristic structure and reveal physical mechanism of fluid flow based on computational or experimental results. Field plots by contours， iso-surfaces， streamlines， vectors and others are traditional post-processing techniques. While the shock wave， as one important and critical flow structure in many aerodynamic problems， can hardly be detected or distinguished in a direct way using these traditional methods， due to possible confusions with other similar discontinuous flow structures like slip line， contact discontinuity， etc. Therefore， method for automatic detection of shock wave in post-processing is of great importance for both academic research and engi-neering applications. In this paper， the current status of methodologies developed for shock wave detection and implementations in post-processing platform are reviewed， as well as discussions on advantages and limitations of the existing methods and proposals for further studies of shock wave detection method. We also develop an advanced post-processing software， with improved shock detection.

关键词：Aerodynamics； Automatic detection； Computational fluid dynamics； Shock wave； Post-processing

来源出版物：中国航空学报（英文版）， 2013， 26（3）：501-513入选年份：2013