无人飞艇平台摄像机防振研究

无人飞艇作为理想的信息平台,在预警、反恐、侦察监视和通信等方面发挥重要作用,而艇载侦察监视设备CCD摄像机受到飞艇发动机的振动的影响,会对成像会产生消极影响。为此,分析了影响飞艇摄像机的成像质量的因素,采用被动减振的方案,达到了有效克服振动的目的。     

国外飞艇最新发展概述与分析

本文重点介绍了世界各国飞艇的最新发展现状,并对未来飞艇发展趋势进行了分析,最后对我国飞艇发展提出了建议。     

太阳能电池在飞艇上的应用研究进展

太阳能的永久和无限性是高空长航时飞艇最理想的能源,因此飞艇及其艇用光伏电池成为研究的重点。本文简述世界主要国家的太阳能飞艇的研制和发展,分析了目前太阳能飞艇存在的主要问题并提出适当的解决方案。     

飞艇囊体薄膜材料的双向拉伸试验及结构仿真

飞艇囊体膜材的弹性常数是飞艇外形设计、结构分析、动力学分析的基础。本文根据正交异性平面应力模型假设,应用双向拉伸试验方法获得了飞艇囊体膜材HV130在不同载荷比条件下的经纬向弹性模量和泊松比。对飞艇囊体进行应力分析,得到囊体应力的理论解及环向应力和轴向应力的载荷比。根据飞艇囊体受力情况,选取对应的弹性常数,对飞艇进行不同压差条件下的静力学仿真分析。利用非接触应变测量系统测试不同压差条件下飞艇囊体的变形情况,验证了双向拉伸试验所得的弹性常数的准确性和仿真分析的可靠性。本文能为飞艇的外形设计和结构分析提供参考。      

临近空间飞艇蒙皮材料研究进展和需求分析

临近空间飞艇具有大范围不间断的高效信息获取与传输能力, 是近期国际上竞相发展的未来信息平台。蒙皮材料是临近空间飞艇的主要材料, 其质量和性能决定了飞艇的大小、 寿命和成本, 是发展临近空间飞艇的基础。本文中针对临近空间飞艇蒙皮材料选取和应用存在的若干困难, 从蒙皮材料工程需求出发, 对蒙皮材料的强度、 耐候性、 阻隔性和试验评价方法等方面的研究现状进行总结和分析, 讨论未来高性能临近空间飞艇蒙皮材料的研究发展方向。     

刚度构型对飞艇定常流固耦合特性的影响研究

飞艇作为临近空间高分辨率观测的重要平台,力学性能研究非常重要。飞艇的主体材料一般由柔性蒙皮构成,容易在气动作用下产生较大的变形,存在较强的流固耦合效应,是其力学性能研究的关键。该文采用松耦合方法形成了定常流固耦合计算方法,并且针对流场与结构的模型展开了详细的计算,和实验结果进行了验证。针对不同刚度构型飞艇模型的计算结果显示:硬式飞艇不需考虑流场和结构的耦合效应,半硬式和软式飞艇的耦合效应较明显。其中半硬式飞艇,耦合效应主要影响区域为柔性最大的橡胶部分,考虑耦合效应后,飞艇位移变形量增加约5%。软式飞艇,变形最为明显的是飞艇的尾部和头部,在来流作用下会出现明显的抬头位移,最大位移增量为225%。此外还采用量纲分析方法,得到了艇体变形与膜材料弹性模量、内压、来流的变化规律。当模型与实物满足几何相似、材料相似和动力学相似的条件下,变形将满足几何相似律。     

无人飞艇气囊体积监测系统设计

三维激光扫描作为一种快速获取立体空间信息的技术手段,通过扫描测量可得到连续、完整、关联的全景点三维坐标,具有点位测量准确度高、空间点采集密度大、速度快、不需建立控制点等特点。由于大型无人飞艇气囊为柔性囊体,形态变化较快,体积难以保持固定不变,因此引入三维激光扫描对无人飞艇气囊体积进行测量。本文主要研究了基于三维激光扫描的无人飞艇气囊体积监测系统,通过激光测距、坐标转换、数据处理、三维重构最终构建气囊的三维几何模型,从而定量计算出气囊的体积。     

驻点引射飞艇减阻数值模拟

提出一种驻点引射的减阻方法,从飞艇前缘至后缘开流动引射孔,部分外部流动转变成内部流动从引射孔导出。通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程,采用SST两方程湍流模型,模拟了具有驻点引射流动飞艇绕流流场,探讨了不同尺寸孔径以及不同的入口形状的流动状态。数值模拟结果显示:驻点引射方法可以有效改善飞艇绕流流动,大幅度降低飞艇阻力系数。不同的孔径以及入口形状的流动结果显示,在飞艇最大厚度1/15的开孔孔径范围内,不同的孔径以及开口形状不会对驻点引射飞艇外部绕流流场产生显著影响。     

重载飞艇旋翼式动力方案及适用性分析

本文介绍了重载飞艇旋翼式动力方案的系统组成、工作原理和优缺点,结合重载飞艇在不同应用领域的使用要求,对重载飞艇旋翼式动力方案进行了适用性分析,给出了该动力方案在不同领域的应用建议。     

温度对平流层飞艇蒙皮渗透的影响研究

氦气填充的平流层飞艇在临近空间环境中运行,受到太阳辐照,蒙皮温度变化较大。蒙皮的氦气渗透关系着平流层飞艇运行的时间等问题。从理论分析与实验角度得到温度与蒙皮渗透性的关系,通过数值计算平均渗透率,结合飞艇外形及内部压力范围,估算飞艇的寿命。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素EI北大核心CSCD

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

新型浮升一体化飞艇的总体性能和应用研究

开发具有高气动效率的浮升一体化飞艇对高空信息平台的发展具有重要的科学研究价值。基于NACA系列翼型的新型排翼式浮升一体化飞艇不仅具有相当可观的体积效率,而且还有较好的气动性能。为了综合考察排翼式浮升一体化飞艇的实用价值和经济收益,以更具有工程应用前景的平流层为设计平台,在一定的总设计载荷条件下,研究了排翼式布局的浮升特性,并对其总体性能和技术参数进行了详细的分析和评估。研究表明：在一定的速度范围内,排翼式浮升一体化飞艇具有优良的总体性能和实用价值。浮升一体化布局可以以更小的代价使飞艇的自重降低,有效载荷和单位生产率提高,因此在飞艇的的设计中不应一味追求阻力的最小化,而需要在低阻力与小尺寸之间进行权衡和折衷。     

飞艇及系留气球电气系统设计中的干扰及对策

飞艇和系留气球都属于软式浮空飞行器,因其具有留空时间长、使用成本低等特点受到广泛的关注和应用。由于飞艇和系留气球属于软囊体飞行器,其电气系统没有类似飞机机体金属壳体提供的电磁屏蔽和大面积的地电位,在使用过程中易受干扰,甚至影响飞行安全。基于此,该文通过分析干扰来源——内部干扰和外部干扰,作用途径——共模干扰电流和差模干扰电流,针对系统设计中常用的电机、线缆、舵机和测控装置等具体设备提出了应对措施。可以有效解决飞艇及系留气球电气系统的干扰问题,保障飞行安全。     

FK—4充氦飞艇技术设计方案通过专家审定

华航飞艇开发集团于1989年12月9～11日在湖北荆门召开了“FK-4充氦飞艇技术质量评审会”。出席评审会的34名专家、代表来自航空航天部军机司、中国民航一所和华航飞艇集团成员单位。     

复合姿态下飞艇表面太阳辐射计算方法研究

飞艇在空间热辐射环境下的超热特性,会引起系统净浮力昼夜周期性变化,对其工作能力构成较大的影响。本文通过引入飞艇航向角、俯仰角、横滚角以及太阳高度角和方位角等参数,对飞艇表面受辐射强度的分布特性进行研究分析,提出了复合姿态下表面太阳辐射热流分布的通用计算方法,为其他形态的热辐射计算、太阳能电池阵列布置及后续飞艇传热模型研究提供必要的基础。     

飞艇浮升力随高度变化规律的研究

针对软式飞艇，在确定压力高度和囊体体积的条件下，对其所受的浮升力随高度变化规律进行了理论分析和仿真计算，给出了飞艇囊体体积设计、压力高度的确定与总浮升力和静浮升力各参数之间的数值变化关系，为飞艇的总体设计提供了理论基础。     

大尺度刚柔组合飞艇结构的静动态力学性能分析

刚柔组合体的大变形行为和复杂连接接触给飞艇大尺度结构的力学分析、设计和制造带来了挑战。该文选择德国先进的Zeppelin NT飞艇作为研究对象,飞艇结构由内部骨架与外部蒙皮连接而成,是典型的刚柔组合体结构。飞艇骨架的主要结构单元为桁架梁,若采用精细化模型,建模工作量大,因此通过对代表性桁架梁进行精细化分析,得出梁的截面力学参数,建立了等效简化梁模型,使得计算成本大为降低。为了验证有限元方法对柔性结构模态分析的适用性,推导了无限长圆柱形膜结构的二维振动模态频率理论解,并与有限元模拟得到的数值结果进行比较,两者误差较小。将蒙皮振动引起周围空气运动的附加质量引入有限元分析模型,得到蒙皮与骨架结构合理的模态振动频率。该文建立了大尺度刚柔组合飞艇结构的力学分析方法,并验证了方法的可行性。     

平流层验证飞艇纵向动力学建模及其状态观测器设计

在满足几点假设的基础上,建立了以体积中心为原点的坐标系,对平流层飞艇进行了受力分析,在对纵向力和力矩逐项阐述的基础上,导出了平衡状态下平流层飞艇纵向动力学模型的状态方程。根据12 m验证艇的实验飞行数据及外形尺寸特征,对能控性与能观测性进行了分析,在此基础上设计了全维状态观测器,解决了模型的状态反馈在性能和物理上的矛盾,为平流层飞艇的稳定飞行和自动控制提供了设计依据。     

空中飞艇Skyship500

在1982年英国法恩巴勒国际博览会上的展品中有空中飞艇 Skyship500。该飞艇是英国空中飞艇工业公司(Airship Industries)产品,长50米。其吊舱是用 Kevlar 增强塑料模制的整体外壳,地板用汽巴-嘉基公司的Fibrelam 复合材料制成。Kevlar 还用于吊