提高巡航气动效率和降低声爆强度是超声速客机设计的关键。首先建立了基于RANS方程的近场CFD预测和基于波形参数法的远场预测相结合的高精度声爆评估方法,然后采用有限差分法求解声爆目标对设计变量的梯度,与由离散伴随方程法求解的气动目标函数的梯度进行组装,作为权重目标值的梯度,并耦合自由型面变形参数化技术、基于逆距离权重插值算法的网格变形技术和序列二次规划算法,搭建了考虑声爆特性的气动优化系统。对超声速公务机翼身组合体构型先后进行了考虑声爆的机头偏转气动优化设计和机翼精细化气动减阻优化设计,优化目标分别为声爆值和阻力系数的权重之和、超声速巡航点阻力系数。结果表明,优化后机头下偏削弱了头部向下传播的激波强度,从而减小了远场声爆最大过压值;机翼精细化设计后阻力减幅达9.5%,载荷内移,外翼段压差阻...

采用DSMC方法对尖前缘平板在高超声速稀薄流中的气动性能进行分析。选取前缘楔角角度为10°~90°的前缘无限尖化平板以及固定楔角角度α=45°的钝化半径为0.1~0.9 mm前缘尖点钝化平板进行计算分析,旨在揭示高超声速稀薄流中楔角角度与钝化半径对尖前缘平板气动性能的影响规律和内在机理。数值结果表明,楔角角度和钝化半径对前缘流场结构的影响较为一致,这也使得楔角角度和钝化半径对平板表面气动参数的影响规律极其相似。楔角角度和钝化半径对传热系数和摩擦阻力系数的影响较小,相比之下对压力系数的影响更为明显。在较小的楔角角度和钝化半径时,气动参数最大值均出现在唇缘顶点之后的位置,切向上气动参数呈现出先上升后下降的趋势。随着楔角角度和钝化半径的增大,气动参数最大值出现的位置不断前移,直至唇缘顶点。除此之外,平板表面...

在气动外形设计研究中,设计构型的阻力预测一直以来都是一项极具挑战的任务,而对于越来越复杂的构型而言,更是希望能够得到高准确度和高可信度的阻力数值结果。为了能够实现更加高精确度的阻力预测方法,并有针对性地开展气动外形设计研究,首先对比和分析了近场法和远场法进行阻力预测的特点,并提炼出现有主流的几种远场法关于轴向速度损失量(axial velocity defect)公式的优劣势和差异,进而提出了关于轴向速度损失量的改进方法,建立了改进的基于远场法的阻力预测方法和阻力分解方法。其次,在阻力分解方法建立的过程中,由于需要对阻力区域的选择划分进行判断和决定,因此开展了相关参数敏感性的讨论分析。然后,基于构造的阻力分解方法,针对Common Research Model(CRM)翼身组合体构型开展了气动特性研究,结果表明文中的方法不仅可以充分保证力系...

探讨了铰链销和孔在周期性载荷作用下的磨损情况;以A rchard模型为基础,建立了在给定使用时间t时,铰链间隙增量的数值计算公式;将机构各尺寸参数、载荷、材料属性、许用磨损量等均视为随机变量,给出了单个铰链与多个铰链的可靠性分析方法和计算模型;并以曲柄滑块机构为例,验证了文中所建立模型与方法的有效性和可行性。

声学风洞开口实验段的剪切层形态对气动噪声测量及声源定位有重要影响。以平行剪切层和扩张剪切层为对象研究了剪切层的厚度、扩张角、强度等因素对声波穿过剪切层传播规律以及声源定位的影响。剪切层的流场采用自相似的速度分布来构造，声传播模拟采用带源项的线化欧拉方程，声源定位使用基于Amiet理论的波束成形技术。研究结果表明:采用高精度的数值方法可以很好模拟声波穿过剪切层产生的折射、反射等现象;剪切层厚度、扩张角和强度等的变化对使用简化对流波动方程预测的垂直入射区影响较小，对上/下游区域影响较大，这主要体现在剪切层的存在改变了声传播的相位;剪切层厚度、扩张角和强度的增加，造成声波穿过有/无厚度剪切层的声场差别增大、基于Amiet理论定位的声源相对实际声源的位置偏移量增大。

自动上舵是威胁飞行安全、适航取证中必须关注的问题。随着机械式操纵、非专业驾驶通用飞机市场的逐渐广阔,自动上舵问题仍具有重要的研究意义。以某中型运输机为例,通过分析其协调侧滑试飞数据及数值模拟流场,对该飞机自动上舵的成因进行了分析。在此基础上,提出了双三角背鳍与降低轴式补偿2种气动改善措施,数值模拟结果表明,前者可有效改善垂尾失速特性,但过强的方向舵前缘涡会导致方向舵压心前移,恶化自动上舵现象;后者虽可有效改善自动上舵现象,但会带来铰链力矩与脚蹬力的增加,需对传动比与调整片进行精细化设计。

以某具体水下液压系统为研究对象,建立闭式环形回路和闭式非环形回路的仿真模型,通过单因素分析,得出不同管路阻尼设置、水下蓄能器和执行器等内部因素和水深、回接距离等外部因素的系统响应曲线。基于单因素仿真数据,利用偏相关理论开展水下液压系统控制响应影响因素的相关性分析,获取了影响水下液压系统控制响应的主要因素排序,为提高水下液压系统响应提供参考。

装备的安全服役和有效感知越来越重要,特别是对于一些高端装备复杂系统模块的退化状态预测和备用系统的有效订购是保障安全运行、提升服务质量、降低维修成本的关键。为此,分析了复杂系统退化的特点,提出了一种基于复杂系统退化机理的订购策略模型。基于状态空间特征矩阵建立系统退化过程模型,根据系统退化模型和备用系统随机交付时间构建复杂系统订购策略模型,该模型采用下订时刻作为决策变量。基于提出的复杂系统订购策略模型,存在一个唯一的使期望费用率最小化的最优下订时刻。最后,用实例验证了所提订购策略模型的有效性。

基于行星滚柱丝杠副（PRSM）螺纹牙载荷分布和螺纹牙受载变形关系，提出了滚柱螺纹牙的一种修形方法。采用不同的修形量分别对螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙进行修形，并对修形后的螺纹牙载荷分布进行计算分析，结果表明，滚柱螺纹牙修形对接触对的栽荷分布有较大的影响，螺母侧和丝杠侧载荷分布对修形量的敏感程度不同。通过滚柱螺纹牙修形量对螺纹牙载荷分布的影响规律研究，得到了在文中所给PRSM参数下，螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙修形量的最优值，可以为未来PRSM均栽设计提供理论指导。

飞机液压系统是典型的非线性系统，故障机理复杂，提取故障信息困难，且故障样本较少。针对飞机液压系统部件故障，文章采用了基于信息熵特征权值分配和支持向量机（SVM）多分类的故障诊断方法。先提取飞机液压系统压力信号的统计特征，然后通过计算特征信息熵为特征分配相应权值，将权值较大的特征作为支持向量机的输入向量，最后建立SVM多分类器将正常与多种故障状态进行分类；所采用的方法不仅有效降低了支持向量机模型的计算复杂度，而且提高了分类精度。通过建立飞机起落架收放系统仿真模型，对该故障诊断方法进行了验证研究。仿真结果表明，该方法选用高斯径向基核函数能够有效对液压系统进行故障诊断。