低空摄影测量飞机惯导姿态精度评估技术

针对试飞试验中飞机惯导系统的姿态数据精度评估问题,从航空摄影测量控制定位理论出发,基于POS辅助空中三角测量和光束法区域网平差理论与方法,充分利用各种传感器特性和地面控制条件,实现摄影瞬间飞机惯导系统姿态参数的高精度测量,并与飞机惯导系统实际获取的姿态数据进行残差计算和精度对比分析,进而实现对飞机惯导系统姿态数据精度的评估。飞行试验证明:利用低空摄影测量的密集控制网光束法区域平差方法,能够获取精度高于惯导数据一个等级以上的姿态数据,可充分实现对惯导数据精度的合理评估。     

飞机T型尾翼跨音速颤振特性研究

由于飞机T型尾翼的结构与气动布局特点,T型尾翼颤振计算不能套用常规尾翼的分析方法,而需要考虑平尾面内运动以及静升力等因素的影响。而跨音速空气压缩性效应和非定常气动力计算的不准确性,使得T型尾翼跨音速颤振计算更加困难,准确性较低。因此,需要采用试验为主计算为辅的方法来研究飞机T型尾翼跨音速颤振特性。针对某T型尾翼结构,用ZAERO软件等价片条势流跨音速颤振(ZTAIC)方法计算T型尾翼跨音速颤振特性,研究了马赫数、风洞气流密度和平尾迎角对T型尾翼颤振特性的影响。通过升力系数斜率空气压缩性修正计算方法和跨音速颤振模型风洞试验方法得到了飞机T型尾翼的跨音速颤振的凹坑曲线和空气压缩性特性,两种方法得到结果一致。     

某型飞机主要机体结构模态分析及测试

基于LMS纯模态试验测试系统对飞机进行地面共振试验,得到主要机体结构各阶模态参数,依据试验结果对有限元模型进行修正。修正后各阶模态频率的计算结果与地面共振试验值的误差均小于4%,最终得到的准确动力学模型可用于飞机首飞前颤振特性分析。这种有限元计算与模态试验相结合的动力学分析方法,有助于提升试验效率和提高计算分析的准确性。     

通用飞机燃油供油流量试验方法研究

飞机燃油供油流量试验是型号研制和适航取证环节的重点和难点,燃油系统的供油功能是否正常与飞行安全密切相关,是适航局方审查的重要关注点。该文针对某型23部高性能双发飞机燃油系统特点,阐述了其试验边界条件的评估和计算方法,进行了飞机常温水平姿态下的燃油供油流量地面试验,利用临界供油分析对试验数据进行修正,试验结果满足适航法规的要求,降低了试验复杂程度,节约了研制周期,已成功应用于某型双发飞机正常类TC取证。     

复合材料非定常温度场的有限元计算

本文借助复合材料的微观特性建立了宏观物理模型,并把空间有限元离散模型和时问-空间有限元离散模型应用于具有任意结构参数和边界条件的复合材料的非定常温度场的有限元计算。计算结果表明,采用集中质量热容矩阵可以得到比采用一致质量热容矩阵更高的计算精度;采用时间-空简有限元可以得到比采用空间有限元更高的计算精度。计算结果还表明,由于复合材料的导热性能极差,因此它是作为航天飞机和空间飞机的热保护装置的理想材料之一。      

陀螺转子动力学系统的时间有限元内点法

将保辛的时间有限元法(FEM)应用于陀螺转子动力学系统,给出了陀螺转子动力学系统时间有限元法的时间单元刚度阵列式和非齐次外力的表达式,以及辛时间传递矩阵。在此基础上,提出了精度更高的时间有限元内点法(IDTFEA),该方法既继承了时间有限元保辛的优良特性,又大大提高了数值计算精度,具有非常明显的优越性。算例给出了该方法和Newmark方法的比较结果,表明该方法的优越性。     

基于Hankel矩阵与奇异值分解（SVD）的滤波方法以及在飞机颤振试验数据预处理中的应用

将Hankle矩阵与SVD分解相结合对受噪声污染的飞机颤振试验数据进行滤波,以提高颤振模态参数识别的精度,首先对由测量数据构造的Hankle矩阵进行SVD分解,再根据对噪声统计特性的掌握程度,采用两种不同的方法,即基于噪声统计特性的方法和基于奇异值变化曲线突变点的方法,将由含噪的测量数据所构成的Hankel矩阵分成两个互不相关的空间--真实信号空间和噪声空间,最后在真实信号空间中,利用平均的方法重构经过滤波的数据.通过数值仿真和应用于实际的飞机颤振试验数据,对Hankel矩阵取不同维数时对空间划分和滤波效果的影响进行了分析和研究,并验证了该方法是有效和可行的.     

阻尼矩阵选取对核电厂结构地震响应的影响分析

已有研究表明时程动力法中阻尼矩阵的确定对复杂结构工程的地震响应有明显的影响,而核电厂安全相关结构在抗震分析时通常采用时程动力法。为研究阻尼矩阵的选取对核电厂结构的地震响应的影响,从比例阻尼拟合的精度出发,基于结构不同振型对结构产生的影响程度入手,建立更为精确的结构阻尼模型,即等效比例阻尼,并进一步考虑结构自振特性以加权最小二乘法拟合确定等效比例阻尼系数,提出了核电厂结构地震响应分析相应的计算方法。计算结果表明,该方法较传统比例阻尼的方法更接近精确解,是核电工程抗震分析的一个实用参考应用。     

一种提高平稳随机载荷识别精度的方法

针对动态随机载荷识别结果在固有频率附近因传递函数矩阵病态而出现载荷识别误差较大的问题,在逆虚拟激励法的基础上提出一种条件数加权平均算法尝试改善识别的精度。方法用仿真和试验验证了对识别精度的改善效果。同时采用频响函数条件数的大小来作为判断识别结果可靠度和测点组合选择的一个参考,减少了工作量并取得了良好的识别效果。提出了一些实际操作中的建议,为工程实际提供参考。     

平底物体落水问题的傅氏级数解

本文利用傅氏级数法求解了平底物体垂直落水问题。平底物体落水过程中空气层用差分法求解，而相应的水面变形则用傅氏级数求解，使得整个计算时间短、速度快。数值算例分析表明本文的方法具有一定的精度和工程实用性。     

喷气式发动机地面静态噪声测试数据的修正方法

衍生机型要投入运营必须进行再审定。利用发动机地面静态噪声测试来预测飞行中的噪声级,可以达到节约时间和成本的目的。通过发动机在翼的试验方法,获得某型发动机的地面静态噪声数据,将静态测试数据修正到飞行状态,从而预测装配该型发动机的衍生型飞机的飞行噪声级。从地面到飞行状态等效映射中的修正因素直接影响实验结果的准确性。围绕修正因素进行研究,来验证该修正方法的准确性。     

基于声阵列的飞机地面声爆测试技术

开展超声速飞机飞行条件下的地面声爆测试是声爆问题研究的重要技术手段。针对大范围、高精度地面声爆的测试问题,提出了采用声阵列进行地面声爆测试的飞行试验技术方案,并开展了试验验证。根据声爆在真实大气中的传播特性,以声阵列为核心设计地面声爆测试方案和分布式测试系统,提出基于航迹切入程序进行飞行动作设计的方法,形成声爆-飞行状态-飞行航迹-地面至空中气象条件的综合方案。采用该飞行试验技术方案对某型歼击机的地面声爆进行了实测,结果表明该方案合理可行,能可靠地进行不同飞行条件下的地面大范围声爆测量及其相关参数测量,基于系综平均法设计的声阵列可提升稳定飞行状态的声爆测量精度,三种声爆测量传声器布置方案能够用于评估地面对声爆传播的影响。     

基于分段悬链线理论的悬索分析矩阵迭代法

通过分析现有悬索计算的主要方法,在分段悬链线解析计算方法的基础上,结合求解非线性方程组的牛顿迭代法,提出了适用于悬索分析的矩阵迭代方法.根据解析推导给出了悬索矩阵迭代法的切线刚度矩阵构造方法,分析了刚度矩阵的特点,针对特定的工程问题列出了悬索找形的迭代计算流程.该方法计算量小,效率高,计算精度能够满足实际工程需要.通过与其他文献的数值计算结果进行对比,验证了所研究方法的可靠性.该方法适用于悬索桥、货运索道等各类悬索结构的分析计算.     

雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法

为了提高飞行器的事后定位精度,提出了一种基于多台雷达光电经纬仪外测数据融合的处理方法.给出了雷达光电经纬仪外测数据的数学模型,将样条约束方法应用于角度、距离和速度测量数据的融合处理,建立了飞行器位置参数和设备系统误差的联合求解模型,通过充分利用雷达测量数据来增加模型的冗余度.仿真结果表明,与单纯的角度数据融合相比,角度、距离和速度测量数据进行融合可以显著提高飞行器位置参数和设备系统误差的估计精度.     

大型飞机机身双曲度蒙皮纵向拉伸成形加载优化设计与试验研究

目的针对C919大型客机机身双曲度蒙皮进行纵向拉形的加载轨迹优化与试验研究。方法应用蒙皮拉形工艺设计制造软件,采用优化设计的方法,对机身典型蒙皮零件进行纵向拉形加载轨迹设计;进行拉形过程的有限元仿真,判断设计的加载轨迹是否满足成形要求,将优化后的加载轨迹应用于实际零件成形;进行实际零件拉形试验,对毛料伸长与局部应变进行测量,与有限元仿真进行对比,验证有限元仿真的准确性。结果实际零件的毛料伸长与轨迹设计和有限元模拟的伸长量十分接近;将优化设计后的加载轨迹应用于实际零件的成形,获得了满足零件交付要求的蒙皮零件。结论通过加载优化设计与试验,验证了有限元模拟有较好的精度;通过加载轨迹优化与有限元模拟结合的拉形工艺设计方法,可以用于零件的实际生产。     

环形气囊地面及水下充气试验及仿真分析

为研究环形气囊在地面及水下的充气特性,对其充气过程展开试验研究和仿真分析。在地面及不同深度的水下开展了环形气囊充气试验,利用高速相机获取了充气过程的影像,并记录充气时间。建立了地面及水下环境中环形气囊充气过程的数学模型,并分析了充气深度对充气过程的影响,发现充气时间与充气深度呈明显的非线性关系。根据分析结果,提出了不同充气深度下使用不同体积气瓶的充气策略,以兼顾环形气囊充气过程的稳定性和灵活性。对比分析环形气囊充气过程的仿真结果与试验结果,发现两者的一致性较好,验证了充气过程数学模型的正确性,这可为水下充气装置的工程设计和应用提供参考。     

基于EAHP-FCE方法的民机修理级别确定模型

针对民机维修工程分析中修理级别分析（level of repair analysis,LORA）的研究,在民机维修保障体制特点的基础上综合考虑经济性和非经济性两个因素,对各类影响民机修理级别的评价因素进行综合分析。应用可拓层次分析法（extension analytic hierarchy process, EAHP）与模糊综合评价法（fuzzy comprehensive evaluation, FCE）建立了一种民机修理级别综合评价模型,并采用灰色关联分析法对比验证了模糊评估结果。在模型求解中,利用区间数取代点的值构建判断矩阵,求解各层次指标权重,采用模糊综合评价法求得模糊关系;将指标权重与模糊评估矩阵进行线性结合以求解复杂的多因子包容方程,归一确定最优方案;通过关联系数分析法对比验证可行性方案与理想方案的关联度。通过实例对提出的模型进行了验证,结果表明方案V₃为最佳方案,即修理级别为基地级,与工程文件中的指导基本一致,说明该模型有效可行。所建立的民机修理级别确定模型完善了修理级别分析理论,能够为航空制造商和航空公司在飞机设计和使用阶段对飞机修理级别确定提供参考。     

奇异谱分解在超声速无人机声振试验数据处理中的应用

将相空间重构和奇异谱分解相结合对受强气动噪声影响的超声速飞行器测试数据进行滤波,以实现对于试验参数的精确识别。首先通过数值仿真论证该方法的可行性,然后针对某型超声速无人机的声振试验对试验采集数据进行相空间重构,并对重构后的轨迹矩阵进行奇异值分解,得到反映真实信号信息的信号子空间和反映噪声信息的噪声子空间。通过定义奇异值差分谱这一指标来判定真实信号信息子空间维数,并针对现有最大差分谱理论缺陷提出了优选差分谱峰值理论,利用奇异谱分解的逆过程对真实信号进行重构。重构结果表明,该方法适用于超声速飞行下的飞行器声振试验数据处理,为超声速飞行器飞行状态的精确描述提供了良好的思路。     

基于FEM/BEM法的模拟舱室结构声辐射仿真与试验

针对机舱结构辐射噪声问题,基于有限元/边界元法,对模拟舱室结构进行辐射声场仿真与试验。首先建立模拟舱室结构的有限元模型,对模拟舱室结构进行模态试验,将仿真计算与模态试验进行对比,验证了有限元模型的正确性。然后进行模拟舱室结构的声辐射试验,得到模拟舱室结构内部的声压频响特性。最后在ANSYS中对模拟舱室结构进行瞬态响应计算,将结构受节点力激励的响应导入Virtual Lab中,采用间接边界元法计算空腔结构内部的辐射声场。仿真与试验有较好的一致性,表明该方法是正确、可行的。     

复合材料帽形加筋壁板轴压屈曲与后屈曲性能

针对2种边界条件和3种板元宽度情况,采用几种屈曲方法对轴压载荷作用下的复合材料帽形加筋壁板进行了计算,得到了不同情况下的屈曲载荷,通过对复合材料加筋壁板几种计算方法的计算结果与试验结果的对比,得到一种更简单有效计算复合材料帽形加筋壁板轴压屈曲载荷的方法;依据帽形加筋壁板的结构特点和试验后的破坏模式,提出一种估算复合材料帽形加筋壁板轴压破坏载荷的方法,用该方法在几个项目上的计算结果与试验结果进行比较,发现两者较吻合,验证了复合材料帽形加筋壁板轴压承载能力估算方法的合理性,为结构设计人员在初始设计阶段对复合材料帽形加筋壁板轴压强度评估提供了一种简洁的途径。