摘要：相对于传统常规动力飞机,太阳能无人机具有飞行高度高和续航能力强的特点,可通过模块化换装任务载荷,执行特种任务。基于长航时太阳能无人机工作原理,分析太阳能无人机全天巡航高度与翼载荷在能量收支平衡设计体系下的耦合关系,并对其耦合参量(气动效率、太阳能光伏组件效率及铺设率、推进系统效率和负载功率因子、飞行季节与飞行维度)展开系统性的敏度分析。结果表明:长航时太阳能飞机应首先考虑设计或优化合适的升力系数及阻力系数,以达到最大的气动效率;当光伏组件的转换效率达到0.35以上时,提高光伏组件铺设率对全天巡航高度影响较弱,但有助于提高翼载荷上限。

摘要：卫星编队控制问题中,分布式控制优于主从式控制,在编队控制中应用日益广泛。提出了一种基于循环追踪算法的分布式控制策略,分析了该方法的优势。由于循环追踪算法存在编队中心由初始几何中心固定并与运动过程无关的弱点,引进了虚拟灯塔导引进行联合控制实现编队中心可变。建立了三维空间相对运动数学模型,设计非线性循环追踪算法与虚拟灯塔导引联合控制律,对全员联合控制与单星联合控制其余卫星采用非线性循环追踪控制两种方案的计算结果进行比较。结果表明,全员联合控制律的控制方案优于仅单星采用联合控制的方案,两种方案均可实现卫星编队按指定构形运动。

摘要：内埋弹舱采用弹射方式投放武器,在弹射瞬间会对上部隔框、进气道等结构产生很大的冲击载荷,需要准确计算内埋弹舱的弹射冲击载荷以供结构设计使用。建立导弹弹射机构动力学模型,通过对舱体结构挂点处分别进行刚性或柔性化处理,得到挂点连接形式对冲击载荷的影响;研究了不同类型作动筒输出的作动力形式和峰值与冲击载荷特性之间关系,分析了弹射架改型设计后挂弹质量对冲击载荷特性的影响。研究结果表明,柔性化连接形式可正确描述冲击载荷的传递过程,且峰值前置的作动力形式提供了更好的弹射效果,挂弹质量与作动力峰值之间关系可指导改型弹射系统的任务包线。

摘要：水上飞机起飞滑跑时低速滑行阶段的阻力变化规律对于其设计研究十分重要,而电动水上飞机正常起飞所需最大拉力是否匹配现有电推进系统是飞机改型设计的关键。首先,针对基准浮筒水阻力较大引起的纵向不稳定问题进行了优化设计,优化后浮筒水动性能有明显提高。其次,基于Fluent中的多相流(VOF)模型对水上电动飞机起飞滑跑阶段的力学特征进行了数值模拟计算,着重分析了不同速度下的姿态变化规律、阻力变化及流场特性。最后,对"阻力峰"这一节点下所需电推进系统功率进行了验证计算,结果显示现有装置满足起飞的动力要求;将实际起飞滑跑试验与仿真结果进行对比,结果显示力学特性变化规律基本一致,所得误差在15%之内,验证了仿真计算的可行性,所得结论可为电动水上飞机的研究设计提供借鉴。

摘要：对于具有多失效模式的结构,基于可靠性的结构优化计算成本是比较昂贵的。本文利用多输出高斯过程MOGP(Multiple Output Gaussian Process)代理模型以降低计算成本,首先利用Bucher方法生成初始样本,然后结合均匀训练样本和学习函数对MOGP代理模型进行构建。学习函数可在大范围内筛选出较为满意的训练样本,能够确保MOGP代理模型具有较好的全局精度,在整个优化过程中不再重新构建MOGP代理模型。利用协方差矩阵,MOGP代理模型能够考虑各失效模式的相关性,对多输入多输出系统具有良好的预测性能。数值算例表明,本文方法具有较好的计算结果,且计算效率较高,尤其是设计变量数目与失效模式数目较多时效率提升明显。

摘要：对于具有多失效模式的结构可靠度计算问题,利用多输出Kriging模型作为代理模型进行分析。该代理模型只需对所有功能函数进行一次建模,无需对每个功能函数建立各自的代理模型,且在建模过程中能够考虑各失效模式之间的相关性。本文方法设定的初始样本点不仅对随机变量均值附近区域给予足够重视,而且能够兼顾设计空间的边缘区域,进而确保初始代理模型在全局空间内具有较好精度,以减少后续利用学习函数更新代理模型的次数。数值算例表明,本文方法具有较好的计算精度和较高的计算效率,当失效模式较多时,计算效率大幅提升。

摘要：针对卫星姿态控制系统执行器机构故障问题,提出了一种基于循环神经网络的故障诊断方法。对卫星姿态控制系统建模,进行故障分析并采集星敏感器和角速度陀螺的连续时刻故障数据。设计六种异构的循环神经网络,对故障数据进行故障诊断和分类,分别从网络深度、反馈单元、激活函数和训练算法对比网络效果。带有门循环单元的(gate recurrent unit,GRU)深层循环神经网络训练效果更好,其故障诊断准确率达到了95.7%。结果表明对于时序的卫星数据,门循环单元和带有一定深度的循环神经网络故障诊断效果更优。

摘要：考虑现有的空间太阳能电站方案多为概念性设计,综合性能较差,提出了一种高可行性的圆柱形模块化聚光空间太阳能电站(space solar power station via cylindrical modular concentrator array,SSPS-CMCA)工程设计方案。首先,分析了各国学者和组织提出的空间太阳能电站方案,从结构、控制、外形等多角度列出了方案组合表,并归纳出一套针对空间太阳能电站设计的方案标准,再根据该标准提出一种高可行性的工程设计方案。随后详细描述了该方案的结构设计,并分析了各方面性能和1GW模型的系统参数。最后给出了该模型从地面实验到太空组装运行的全流程建设方案。

摘要：为了提高某型无人机(UAV)的航时,螺旋桨应该具有高的巡航效率、足够的爬升拉力。利用高效率螺旋桨设计方法设计了某型无人机的两叶木质螺旋桨,获得了螺旋桨的弦长和桨叶角分布,基于片条理论计算了螺旋桨的气动性能,进行了螺旋桨的地面静态试验。结果表明:螺旋桨性能计算结果与台架试验结果具有较好的一致性,螺旋桨性能计算的巡航效率为83.81%,巡航拉力为222.95 N。设计的两叶木质螺旋桨可以满足某型无人机的巡航效率与拉力需求。

摘要：通过分析排气罩的材料、数量、结构和工艺性,确定了此零件采用单工序模进行生产。设计了制件生产的工序图:工序1下方形料;工序2预拉深得到底部凸起位置;工序3激光切割翻边预制孔;工序4拉深翻边成形,得到翻边和下陷形状;工序5切边钻孔,完成制件。本次设计通过试压给出合格的展开件,使用展开毛料边缘定位,凸模与压边圈之间、压边圈与上模之间均采用导滑板的方式进行导向,定位精度高,以此实现了拉深翻边的准确加工。模具工作时安置调压垫调整压边力,设置镦死垫,避免了模具因受到巨大的冲击而导致的疲劳损伤。以CATIA为辅助工具,设计出拉深翻边成形所需的凸模、凹模以及压边圈,对模具零部件进行装配,得到拉深模具的装配体的三维数模。同时,介绍了覆盖件拉深模结构设计要点。通过实践验证,所设计的模具工艺性良好、结构合理、符合生产要求。