摘要：为改善直升机舰面起降过程中起降安全性,基于单向耦合策略建立了一套适用于直升机/舰船动态界面(dynamic interface)研究的数值模拟方法,针对不同主动射流方案对侧风状态下直升机着舰过程中的影响进行了分析。首先,采用分离涡模拟(DES)方法获得不同射流方案下的艉流场数据,随后,将艉流场数据通过单向耦合的方式与直升机飞行动力学模型耦合,得到直升机在着舰过程受到的气动载荷与操纵量变化。从非定常载荷水平与操纵特性的角度,分析不同主动射流方案对舰船艉流场的非定常特征的影响。结果表明:射流装置安装在机库迎风侧水平边缘及垂直边缘均可以有效抑制直升机着舰过程中的非定常载荷水平。其中,垂直边缘射流方案能够实现舰艉流非定常特征与空间特征的解耦,保持直升机操纵余量不会降低;水平边缘射流方案则会增大艉流场侧洗分量,降低脚蹬操纵余量。而随着射流速度增加,垂直边缘射流方案控制效果会不断降低;水平边缘射流方案控制效果会先增高后降低。

摘要：为了实现穿刺过程中的精准定位,设计研制了一款视场角为90°,焦距为0.67 mm的高分辨率可视穿刺针光学系统。为使光学系统的光轴垂直于穿刺针的倾斜刃面,利用反射棱镜对光束进行转折,实现45°视向角。光学系统采用反远结构,并对初始结构参数的计算公式进行推导。经过优化设计后,系统成像质量接近衍射极限,最大光学元件尺寸小于1.5 mm。利用研制的光学系统和微型CMOS图像传感器,装配完成了一款直径为4 mm的可视穿刺针。对该可视穿刺针分别进行调制传递函数(MTF)测试和成像试验,测试结果表明,研制的光学系统具有较好的成像质量,物方分辨率优于18.03 lp/mm,能够实现清晰成像。

摘要：详细介绍了分孔径光学系统初始结构参数确定和光学设计方法。分孔径光学系统是一种偏心系统,可分解为多个同轴子系统的组合,在给出其初级像差表达式的基础上,利用PW法及最小二乘法计算其初始结构参数。优化设计得到了适用于偏振成像的、焦距为40mm、F数为4.5的和工作波长范围为450～650nm的四孔径光学系统。该系统采用普通光学玻璃,光学总长为120mm。镜头的成像性能接近于衍射极限,能够满足应用和指标要求。

摘要：针对高超声速飞行器结构应力损伤问题,采用有限元子模型法对高超声速飞行器结构强度进行分析研究。有限元分析依据模型复杂情况分为3个层次进行:第1层次采用较为稀疏的网格,获得二级子模型边界上各点的位移和力分布;第2层次将二级子模型网格划分细密,并用Fastener单元模拟群钉连接结构,获得较为准确的应力计算结果及钉载分配;第3层次选取钉载最大的部位建立三级子模型,引入渐进损伤子程序对危险部位进行损伤分析。文中采用ABAQUS子模型法,结合Fastener单元及UMAT(User-defined Material Mechanical Behavior)对高超声速飞行器结构强度由整体到局部进行了有限元分析,解决了常规有限元分析法网格多、计算困难等难题。

摘要：为了提高单旋翼带尾桨直升机的低空飞行安全性,利用横流风扇流动控制技术,设计了一种可以替代单旋翼直升机尾桨的反扭装置。通过风洞试验验证了该装置具有产生侧向力的特性,同时建立了该装置的数值模拟计算方法,得出了横流风扇转速、旋翼下洗流和前飞来流对该反扭装置的气动特性影响较大,初步分析了该反扭装置的侧向力的来源,证明了可以通过控制横流风扇转速来控制反扭装置侧向力的大小,因此应用于直升机的反扭系统是可行的。

摘要：双层加筋板在现代交通运输工具中被广泛应用,这类结构的声振抑制问题一直是难点。声学黑洞(ABH:Acoustic BlackHole)作为一种新型的波操纵技术,为结构振动噪声控制提供了新思路。提出将ABH应用于双层加筋板中,开发有良好机械特性,特别是能实现减振降噪的结构。设计含有ABH的双层加筋板⁃腔系统,搭建实验平台并在点载荷激励下进行效果测试。结果表明截止频率以上腔体的宽频噪声可降低1.5~8 dB。基于有限元方法建立耦合数值模型,多角度量化了系统的动力学特性,分析揭示了ABH在腔室降噪中具有增加系统阻尼和降低内壁板和声腔的耦合强度的双重物理机制。针对降噪效果欠佳的低频段,提供优化设计方案,拓宽有效频率,实现了全频带的控制。进一步验证了复杂载荷作用下ABH双层加筋板⁃腔声振系统的减噪普适性。

摘要：根据振动学及电磁学理论,建立了采集器工作的物理模型,设计了一种平面弹簧式四永磁体结构振动能量采集装置,对拾振结构和换能结构进行了理论与仿真分析,讨论了采集器后续接口电路的整体设计方案,并对该电路进行了优化仿真,通过实验测试了该装置的性能,验证了其有效性和可靠性。实验结果表明,该采集装置接口电路输出电压可以在0.25 s内上升到9 V,此时,电压比较电路产生一个触发信号控制模拟开关导通,使设备正常工作,证明该采集器能可靠使用。

摘要：针对防热瓦的加速度响应以及应变隔离垫(SIP)的动强度问题,提出了热防护系统(TPS)随机振动单自由度动态特性理论模型,并且考虑了SIP的线性刚度和非线性刚度;推导了线性理论模型的解,并且研究了非线性理论模型的迭代求解流程;将有限元分析结果与线性理论解进行了对比,验证了线性理论模型的合理性。对比了非线性理论模型与线性理论模型的解,结果表明:SIP非线性刚度对动态响应具有重要影响,且SIP等效线性刚度系数与激励的类型有关;研究了外载荷大小对非线性理论模型的等效线性刚度系数和系统响应的影响规律,结果表明载荷大小的增加会导致系统等效线性刚度的增加,并且响应也随之提高。该研究为防热瓦的加速度响应、SIP的动强度和TPS动态完整性分析提供了理论依据。

摘要：针对直升机旋翼转速设计问题,对变旋翼转速直升机飞行品质进行了研究。以某变旋翼转速直升机为研究对象,建立了无铰刚性单旋翼直升机飞行动力学模型,并参照ADS-33E-PRF飞行品质规范,计算了样例直升机在悬停以及前飞(30 m/s)时不同旋翼转速状态下的操纵带宽、相位延迟、姿态快捷性和轴间耦合等操纵品质指标,分析得到不同速度下旋翼转速变化对直升机操纵品质的影响。结果表明,旋翼转速降低对滚转与俯仰姿态变化飞行品质有不利影响,对小幅度偏航姿态变化飞行品质没有影响,对中等幅度偏航姿态变化有利,对直升机轴间耦合有不利影响。

摘要：为提高直升机旋翼/机身反共振隔振器的隔振效率,对直升机主减隔振系统进行了优化设计。通过灵敏度分析,确定了以前后柔性梁的厚度和配重的密度作为优化设计变量,接着采用遗传算法对隔振效率和配重动能进行优化,考虑到仿真模型直接调用优化算法的计算效率较低问题,建立了基于响应面方法的优化近似模型。结果表明:优化后模型的某一阶反共振频率与激励频率一致,配重振动加大,力传递率下降,隔振效率大幅度提高。优化设计提高了动力反共振隔振器的隔振性能,可以为直升机隔振器的设计提供一定的指导。