摘要：An aeroelastic optimization design methodology for air vehicle considering the uncertainties in maneuver load conditions is presented and applied to a structural design process of low-aspect-ratio wing. An aerodynamic load correction model is developed and used to predict the critical load conditions with the perturbations of theoretical linear aerodynamic forces and experimental aerodynamic forces from wind-tunnel test, when concerning the uncertainties in use of theoretical linear and experimental aerodynamic forces. Three objective functions of critical loads are defined. The load evaluations for three wing sections are investigated in four characteristic maneuvers, and the most critical load conditions are confirmed by using the sequential quadratic programming method. On this basis, the aeroelastic optimization design employing the genetic-gradient hybrid algorithm is conducted, in which the objective is to minimize structural mass subject to the constraints of stress, deformation and flutter speed. The resulting optimal structure is heavier than the one simply based on the theoretical linear or experimental aerodynamic forces. However, it is more robust when encountering the critical load conditions in actual flight due to the consideration of uncertainties in aerodynamic forces in the early design phase, thereby, the risk of structural redesign can be reduced.

摘要：提高增压比是未来涡扇发动机实现低耗油率需求的关键途径,而级数少、重量轻、长度短的高负荷轴流增压系统一直是研究重点。小展弦比复合掠弯能够有效控制超声速流动损失以及大折转角下的流动分离,是高负荷设计技术的重点发展方向。本文在大前掠带箍风扇基础上,开展了高负荷两级风扇超跨声速级间流动匹配研究,发展了全新的小展弦比、三维掠弯设计方法;基于试验结果完成了一维、二维特性模型修正,采用优化方法建立了全工况性能匹配调节规律,并完成了优化调节试验验证。以此为基础,为进一步提高负荷,开展小展弦比串列叶片前段减速增压、后段折转增压概念原理设计和试验验证;运用数值模拟方式进行了动叶自循环吸附验证;完成了低反力度气动布局设计和静叶吸附的试验验证。最后,初步讨论了可变流量Flade叶片构型面临的高效率全超声速动叶设计、环内壁低损失超声速流动控制等技术挑战,以及柔性叶片和智能材料相融合的造型设计方法。

摘要：针对大型飞机复合材料机翼,发展了一种考虑壁板刚度匹配的气动弹性优化设计方法。基于敏度算法,以结构质量最小化为目标,以壁板刚度匹配、颤振速度、翼尖变形、设计许用值、工艺性等为约束,在严重载荷状态下设计复合材料机翼结构,研究不同壁板刚度匹配要求对于优化设计结果的影响,并与传统优化设计结果进行比较。结果表明:考虑壁板刚度匹配需要付出一定的结构质量,但对局部稳定性设计、损伤容限设计和大型复合材料壁板制造有利;壁板刚度匹配设计范围对于优化设计结果影响显著,需要根据设计和制造要求合理确定;压缩设计许用值是影响复合材料机翼气动弹性优化设计的关键约束。

摘要：基于遗传算法,提出了一种考虑多控制面飞行器结构参数和配平关系中的不确定性的鲁棒气动弹性优化方法,并在一个带有主动气动弹性机翼(AAW)的复杂小展弦比飞机的结构和控制面传动比的鲁棒设计中得到了应用。以非概率形式来衡量设计变量的不确定性变化,采用单目标函数形式,并引入一个反映目标函数相对变化的额外约束来描述鲁棒优化问题。在严重载荷状态下,以结构质量最小化为目标,以控制面偏转角、铰链力矩、翼根载荷和临界颤振速度为鲁棒约束条件,实现了结构和传动比的同步优化设计。通过与不考虑鲁棒性要求的传统设计方法进行比较,论证了鲁棒设计方法的有效性。研究结果表明,鲁棒最优解虽然要付出一定的质量代价,但对结构设计变量和传动比设计变量的不确定性摄动具有更好的抗干扰性。

摘要：基于遗传-敏度混合算法对复合材料支撑机翼开展考虑气动弹性约束的优化设计,并与常规机翼构型进行比较。在严重载荷状态下,以结构质量最小化为目标,以翼尖变形、屈曲稳定性和颤振速度为约束,设计复合材料机翼铺层和支撑结构参数,并研究不同支撑点位置对于优化设计结果的影响。结果表明,复合材料支撑机翼构型能大幅减少弯曲方向上的铺层材料,有明显的减重优势。支撑点位置对于结构质量、屈曲稳定性和扭转刚度分布有较大影响,支撑结构的屈曲破坏在复合材料支撑机翼的结构设计中要引起重视。

摘要：针对气动弹性结构,利用遗传-敏度混合算法开展鲁棒优化设计。以大展弦比复合材料机翼的鲁棒气动弹性结构优化设计为例验证了鲁棒设计方法的适用性和有效性,比较了鲁棒结构优化设计与传统优化设计的区别。研究结果表明:在设计变量存在不确定性的情况下,考虑鲁棒性约束优化得到的结构较传统优化结构具有更好的抗干扰性;但鲁棒性的满足是以增加结构质量为代价的,鲁棒性要求越高,结构增重越明显。

摘要：基于传统算法的无人机目标定位系统精确度较低且容易受到光照条件干扰,针对该问题提出了一种基于嵌入式视觉的无人机目标定位系统。使用深度可分离卷积替换YOLOv2原始模型中的Darknet-19骨干网络,大幅减小模型体积;引入RepVGG模块提取复杂特征,以提升检测精度。将模型部署到嵌入式端并进行了性能测试,结果表明改进YOLOv2算法的网络模型检测精度达到了96.7%,检测速度达到25 fps,解决了传统算法难以处理光照变化的问题并且有明显的性能提升。设计完成了上机试验,试验结果验证了无人机目标定位系统的有效性和可靠性。

摘要：对三翼面飞机两种典型机动状态下的飞行载荷进行了分析,提出了一种适合三翼面飞机机动载荷优化配置的方法。讨论平尾升降舵与前翼操纵面之间的协调偏转率变化以及飞行动压变化,对配平参数、铰链力矩和载荷分布的影响。指出协调偏转率变化会引起平尾升降舵和前翼操纵面的配平角度、铰链力矩以及平尾和前翼载荷分布的显著改变,在设计时应该对协调偏转率加以选择,从而对平尾和前翼的载荷进行综合优化配置。

摘要：针对室外场景的光源方向估计难题,提出一种基于阴影的方法.首先,利用阴影检测方法分离图像中前景的阴影区域,计算只与光照有关而与背景反射属性无关的阴影亮度比(BR),得到阴影区域内具有BR极小值的像素点的拟合直线;其次,根据阴影区域中各点的光照强度与阴影中的位置密切关联的性质,利用BR拟合直线、物体几何高度线和入射光线进行投影建模,并估计光源方向;最后,对已知光源方向真实值的室内场景实验、室外场景实验以及与现有方法进行对比,结果表明,文中方法不需要复杂的图像分割就能够有效地估计出光源方向.

摘要：风扇转子带冠可有效抑制弯掠叶片振动,但随着转子进口马赫数的不断提高,带冠结构对风扇流场及气动性能产生显著影响。本文基于叶尖风扇构型,选取某高负荷两级风扇为研究对象,结合单通道三维数值模拟,在设计转速工况下,分析了第2级转子带冠后对风扇工作特性的影响机理及规律,并探索了转子叶片积叠线和冠体型线优化对带冠转子性能的改善效果。计算结果表明:带冠转子所引起的进口相对马赫数变化,会引起叶顶端区流动恶化,出现大面积分离区域,导致风扇的稳定工作压比、效率和裕度都显著降低;带冠转子采用周向正弯的积叠线分布以及局部弯曲的冠体型线后,在设计转速各工况下有效抑制了叶顶端区分离流动,带冠转子工作性能相比于改进前得到明显改善,压比升高5.0%,效率提高1.6%,裕度提升5.3%。