Multibody Analysis of Controlled Aeroelastic Systems on Parallel Computers

The paper describes the application of parallel techniques to amultibody multidisciplinary formulation. The problem is stated interms of a system of nonlinear Differential-Algebraic Equations(DAE). The parallel solution is obtained using a sub-structuringdomain decomposition method, that is able to exploit thecharacteristic quasi-monodimensional topology that multibodymodels usually present. The presence of explicit constraints inform of algebraic equations requires particular care in thetreatment of the related unknowns, to avoid local singularityproblems. The code has been successfully tested on differentcomputer architectures. Special attention has been dedicated toproduce a code that will efficiently work on a cluster of PCs.Results of three test problems, regarding the simulation of anonlinear beam bending and of complex aeroservomechanical systemsas an helicopter rotor and a tiltrotor aircraft, are presented.     

弹性耦合对直升机复合材料桨叶稳定性的影响

研究了弹性耦合对复合材料桨叶动特性和气弹稳定性的影响, 所采用的结构模型考虑了剪切变形、剖面面外翘曲变形和复合材料弹性耦合。推导出同时考虑剪切和翘曲影响的小应变、中等变形梁的应变2位移关系,并构造出21 个自由度梁单元, 应用Hamilton 原理推导出桨叶运动的有限元方程。在此基础上, 对三种不同构型的复合材料桨叶进行固有频率计算和气弹稳定性分析。计算结果表明: 尽管复合材料弹性耦合对桨叶固有频率的影响非常小, 但却改变了固有振型分布, 使桨叶挥舞-摆振-扭转运动之间存在耦合; 弹性耦合对桨叶气弹稳定性有很大的影响; 正的挥舞2扭转耦合使得摆振一阶稳定性增加, 负的挥舞2扭转耦合却使摆振一阶稳定性下降。      

基于CPLD的航姿数据采集器设计

提出了一种针对微小型无人直升机航姿测量系统的航姿数据采集方法,设计了以复杂可缟程逻辑器件(CPLD)为核心的航姿数据采集器.该采集器由CPLD和ADC器件组成,通过SPI模块与ADC控制模块来实现对数据的采集,通过数据FIFO和通讯模块完成与航姿计算机的数据交换.     

直升机旋翼健康监测系统地面试验台方案设计与开发

研究了直升机旋翼健康监测系统地面试验台的硬件方案设计和旋翼健康监测软件的开发,阐述了旋翼数据采集系统、机体数据采集系统和上位计算机3个子系统的组成方案。由于采用了数字传感器、远程多路复合器和无线集流环采集旋翼状态数据,解决了原采集系统中存在的集流环磨损问题和传感器数量问题。提出了一种基于短时模型残差的故障检测方法和基于混合模型的故障诊断方案。地面旋翼实验台的实现对于旋翼故障的研究和各种诊断方法的评估有重要的现实意义。     

超高层建筑屋顶直升机停机坪电气设计

为适应城市对国防、治安、反恐、消防等需求,一些新建的超高层建筑在顶层设置了圆形直升机停机坪。通过具体工程设计实例,介绍了超高层建筑屋顶直升机停机坪灯光信号、灯光照明等电气设计,以对类似新建超高层建筑停机坪电气设计提供参考。     

基于YOLOv7的直升机航巡电塔目标检测算法研究

为了提升直升机航巡的智能化水平,解决人工作业效率低下的问题,提出了一种基于YOLOv7的直升机航巡电塔目标检测算法。首先,建立直升机航巡电塔数据集,将其分为训练集和测试集。然后,构建YOLOv7目标检测网络模型,并利用训练样本库进行聚类分析,获取目标候选区域的先验尺寸,使用随机梯度下降迭代地修改网络参数,最终实现直升机航巡电塔目标检测。实验结果表明,该方法精度较高、时效性较好,准确度达到94.9%,召回率达到90.5%,算法时间消耗仅39.5 ms,满足直升机航巡电塔目标检测的需求。     

直升机雷达回波的分析与检测

直升机在军事上的广泛应用对现有雷达系统提出了挑战．低空慢速、悬停式武装直升机的探测是一个迫切需要解决的课题．利用专门的电磁仿真软件,通过以美制直升机“阿帕奇”为例的飞行和转台等多种试验,分析了直升机回波的时域、频域和时频分布的特性,并根据这些特点提出了雷达探测武装悬停直升机的初步方案．     

直升机整流罩锁紧机构的运动学研究

整流罩是直升机机体的重要组成部分,整流罩的安装质量直接影响飞行安全,其锁紧机构成为整流罩装置的关键部件.文中按照舱门锁工作机理,提出了整流罩锁紧机构的设计方案.叙述了锁紧机构的摆动锁紧原理,建立了整流罩锁紧机构调整螺钉端头的运动轨迹方程,利用工程软件Pro/ENGINEER Wildfire3.0对整流罩锁紧机构进行三维实体零件造型和装配,装配结果表明无干涉现象.建立了锁紧机构的运动学方程,并进行了运动仿真分析,验证了整流罩锁紧机构的可靠性.     

Robust Near-Hovering Flight Controller for Model-Scale Helicopters Via Parametric Approach

This paper aims to provide a parametric design for robust flight controller of the model-scale helicopter. The main contributions lie in two aspects. Firstly, under near-hovering condition, a procedure is presented for simplification of the highly nonlinear and under-actuated model of the model-scale helicopter. This nonlinear system is linearized around the trim values of the chosen flight mode, followed by decomposing this high-order linear model into three lower-order subsystems according to the coupling properties among channels. After decomposition, the three subsystems are obtained which include the coupling subsystem between the roll (pitch) motion and the lateral (longitudinal) motion, the subsystem of the yaw motion and the subsystem of the vertical motion. Secondly, by using eigenstructure assignment, the problem of flight controller design can be converted into solving two optimization problems and the linear robust controllers of these subsystems are designed through solving these optimization problems. Besides, this paper contrasts and analyzed the performances of the LQR controller and the parametric controller. The results demonstrate the effectiveness and the robustness against the parametric perturbations of the parametric controller.     

直升机抗坠毁试验假人胸部动力学性能的仿真研究

采用局部处理方法建立具有中国50th百分位飞行员参数特征的假人胸部有限元模型,按照试验要求对胸部动力学性能进行了仿真分析;最后将仿真结果与试验结果比较分析,结果发现采用简化模型大大缩小了力学模型的求解域和计算模型的规模,提高了计算效率,具有较好的生物拟合性,表明采用有限元法分析假人胸部动力学性能的有效性和可行性。研究对假人其他各部位动力学性能的仿真研究具有一定的指导意义,对假人的结构改进也具有重要的参考价值。