高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机设计

在研制物理样机之前建立动力学虚拟样机,可以对已有的方案进行论证、对产品进行测试和评估以及全系统的合成仿真,能够有效的缩短研制周期和节约研制经费.详细划分了高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机系统的层次结构,建立了样机子系统数学模型,并以此为基础,应用模块化设计思想,在仿真平台上实现了虚拟样机系统及其子系统的样机仿真模型设计.使用现有的高超声速巡航飞行器的总体方案对虚拟样机系统进行了仿真验证,通过对结果的比较分析可以得出,样机系统设计合理,将为高超声速巡航飞行器的研制提供重要技术支持.     

基于灰度级连通性的FLIR图像的目标检测方法

通过对灰度级连通性及其算法的分析,文中给出目标k级成分区域提取算法,并针对前视红外(FLIR)图像序列提出一种目标检测的新方法。这种方法分为帧内和帧间处理:帧内处理利用目标k级成分区域提取算法实现单帧目标检测,帧间处理利用目标时间连通性实现序列图像间的目标关联和目标检测。仿真结果表明:在噪声和杂波干扰下,所提出的方法对红外图像序列弱小目标检测是有效和稳健的。     

考虑J2项摄动的小推力燃料最优转移轨道设计

为优化得到考虑地球扁率J2项摄动影响的小推力燃料最优转移轨道,提出了一种3次同伦方法.构造较简单的采用"线性引力",且不考虑J2项摄动的大推力能量最优转移轨道作为同伦初始问题.引入3个同伦参数,分别对动力学模型、推力大小和性能指标进行同伦,根据极小值原理推导得到同伦过程中的最优控制律,并通过跟踪同伦参数的连续变化求解一系列的同伦迭代子问题,分别得到J2摄动模型下的大推力能量最优转移轨道和小推力能量最优转移轨道,并最终优化得到小推力燃料最优转移轨道.以航天器与位于太阳同步轨道的碎片的交会任务为算例进行数值仿真,验证所提出的3次同伦方法在求解J2项摄动影响下的小推力燃料最优转移轨道优化问题中的有效性.结果表明,利用打靶法容易对同伦初始问题进行求解,在同伦过程中能连续稳定地跟踪同伦参数,进而得到所需的燃料最优小推力转移轨道,利用该方法能有效地解决J2项摄动导致的非线性强、推力小、转移圈数多等原因所导致的一般数值优化算法不易收敛的难题.     

改进的探月返回飞船再入数值预测校正制导方法

为减少探月返回飞船再入数值预测校正制导方法在跳跃段倾侧角的偏转频率、实现过载的有效抑制,采用搜索跳跃段的倾侧角偏转能量点和末段阻力加速度反馈补偿的方法,提出了改进的数值预测校正制导方法.首先,用割线法搜索倾侧角偏转能量点,使得飞船在跳跃段只进行一次偏转即可实现落点精度要求;然后,根据指数大气假设,得到阻力加速度的导数,并根据过载约束定义参考阻力加速度;最后,采用阻力加速度及其导数与参考阻力加速度及其导数的误差对倾侧角的大小进行反馈补偿,抑制末段轨迹的过载.实验结果表明,该方法倾侧角偏转次数少,过载抑制能力强,鲁棒性好,能够有效解决现有方法存在的跳跃段倾侧角偏转频率高,末段过载抑制能力差的问题.     

机载运载火箭飞行程序设计及仿真

关于载机和运载火箭分离程序的优化设计问题,为实现机载运载火箭飞行程序设计保证运行姿态稳定性,并进一步提高系统模型的可信度,在传统分析方法的基础上.考虑了箭机分离过程中载机与火箭飞行程序之间的相互作用,建立了载机与运载火箭的分离多体动力学模型,研究了影响飞行姿态的主要因素.开发了集仿真计算、三维视景演示和可视化结果分析为一体的机载运载火箭飞行程序设计仿真系统,实现了机载火箭飞行程序设计,性能分析以及三维飞行演示等功能.仿真结果表明系统提高了机载运载火箭飞行性能,并能为飞行程序设计的可行性与可靠性提供了科学依据.     

高超声速飞行器参数化几何建模研究

针对高超声速飞行器设计由于采用吸气式冲压发动机带来的机体/推进系统一体化而带来的优化设计问题,同时也为了进行总体优化布局,必须建立参数化几何模型.通过采用部件分解法,拟合曲线,坐标变换和旋转,拉伸截面,从而建立了高超声速飞行器类乘波体的完整的参数化几何模型.同时采用工程算法和CFD软件对其进行气动特性计算,工程算法的思路是先采用面元法对其进行无粘气动力计算,再通过经验公式来计算粘性阻力系数.两者结果显示类乘波体气动特性良好.     

煤矿压风机变频节能改造

为了抓好节能减排,努力建设节约型、环保型企业,对某矿新副井压风机房6台无人值守压风系统采用变频调速技术进行节能改造。改造后的压风机节约电能20%,大大降低运行费用,减少维护工作量。     

瓦斯涌出量分源预测法的发展与实践研究

介绍矿井瓦斯涌出量预测方法国内外研究现状,重点介绍了分源预测法的系统研究及应用情况。     

挠性捆绑液体火箭动力学与仿真

将凯恩方法（适用于质点和刚体）扩展到挠性体的动力学研究，利用拟速度和拟速率的概念推导拉格郎日方程（称为拟速率拉格朗日方程）；应用拟速率拉格朗日方程，详细并建立了大型捆绑运载火箭六自由度动力学模型。该模型不仅考虑了运载火箭（变质量、变结构）横向振动和轴向扭转的影响，还进一步考虑了贮箱内液体晃动的影响。作为上述理论和方法的应用实例，给出了火箭运动仿真的结果。     

反向射流作用下可回收火箭升阻特性

可回收火箭动力减速过程中反向射流将大幅改变箭体气动特性,为获得反向射流对箭体气动特性的影响,利用数值模拟方法获得箭体升阻力系数,分析升阻特性变化规律并提出升阻特性表征参数。首先,对反向射流钝体构型进行数值模拟,将得到的结果与已公开的实验数据进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。其次,采用RANS方法模拟了单喷管构型火箭多种典型飞行状态,得到箭体升阻力系数随迎角变化曲线以及升阻特性变化规律,通过对回流区内流动状态进行分析得到升阻特性改变的机理。最后,由反向射流对箭体气动特性影响程度提出表征参数。结果表明：反向射流会对箭体形成遮挡作用并影响箭体升阻力特性。有射流时升阻力特性受飞行高度影响较大,受飞行马赫数影响较小,与无射流时的规律恰好相反。大部分飞行工况下阻力系数小于0.1,部分高空飞行工况将出现负阻力。本研究提出以反向射流与箭体宽度比作为气动特性表征参数,可以较好地反映反向射流对箭体的遮挡作用并表征箭体在反向射流作用下的气动特性变化规律。