Structural analysis and optimization of a tethered swept wing for airborne wind energy generation

In this paper, we present an aero‐structural model of a tethered swept wing for airborne wind energy generation. The carbon composite wing has neither fuselage nor actuated aerodynamic control surfaces and is controlled entirely from the ground using three separate tethers. The computational model is efficient enough to be used for weight optimisation at the initial design stage. The main load‐bearing wing component is a nontypical “D”‐shaped wing‐box, which is represented as a slender carbon composite shell and further idealised as a stack of two‐dimensional cross section models arranged along an anisotropic one‐dimensional beam model. This reduced 2+1D finite element model is then combined with a nonlinear vortex step method that determines the aerodynamic load. A bridle model is utilised to calculate the individual forces as a function of the aerodynamic load in the bridle lines that connect the main tether to the wing. The entire computational model is used to explore the influence of the bride on the D‐box structure. Considering a reference D‐box design along with a reference aerodynamic load case, the structural response is analysed for typical bridle configurations. Subsequently, an optimisation of the internal geometry and laminate fibre orientations is carried out using the structural computation models, for a fixed aerodynamic and bridle configuration. Aiming at a minimal weight of the wing structure, we find that for the typical load case of the system, an overall weight savings of approximately 20% can be achieved compared with the initial reference design.     

应用独立分量分析的激光测风雷达湍流频谱分解

针对大型风力发电机机组中常见的脉动湍流、风机尾流与涡流等湍流信号,研究了利用自然梯度下降的独立分量分析方法的湍流频谱分离效果,以区分中心风速与湍流信号,提高风机机组的综合工作效率。首先分析了风机组中常见湍流信号的后向散射与频谱分布特点,然后依据这些特点设计了对应的独立分量分析模型。在仿真结果符合要求的基础上,进行了双目激光雷达天线的风速采集与实际分离效果检测。实验结果表明,在大气折射率结构常数C2n≤10-14同时广义大气常数α≥4的通常情况下,利用双目信号能够分离出一个湍流中心和一个中心风速。对1 s内两个谱峰的波动范围进行统计,获得(2.59±0.05)MHz的中心风速以及(1.22±0.19)MHz的湍流中心估计,且二者的平均信噪比分别为25.93 dB和31.01 dB,能够在获得稳定的中心风速估计的同时得到一个较为稳定的湍流中心估计。     

面向航空通信应用的边沿触发器教学设计

研究和分析了面向航空通信应用的边沿触发器教学设计。以边沿触发电路实现原理为核心,引导边沿触发机制的探究式学习；以航空机载网络通信为具体应用背景,引入科学研究和工程实现中实际问题,设计曼切斯特码检测系统实验；使得边沿触发器教学成为“知识再创造”的过程和创新实践的新载体,以期培养新工科背景下的独立、创新和实践精神。     

小型机载激光通信系统设计与验证

针对空空宽带高速通信的需求，设计了小型化机载激光通信系统。仿真分析了300 km、2.5 Gb/s无线激光链路性能，并通过运动仿真台模拟机动环境测试了系统的跟踪与通信性能，其中粗跟踪误差为533.2 μrad(1σ)，精跟踪误差为3.6 μrad(1σ)，测试数据传输240 s，通信误码率为2.82×10-9。仿真与实验验证了该系统用于远距离空空无线激光通信的可行性。     

二单元DPCA在机载相控阵雷达AMTI中的应用

二单元偏置相位中心天线技术 (DPCA)在机载相控阵雷达自适应动目标指示 (AMTI)中占有重要地位 ,其原理在很多文献中都有讨论。文中主要提出了将二单元DPCA应用到机载相控阵雷达的具体方法和实验步骤 ,针对接收数据是M×N矩阵的情况 ,分析了数据降维变换的具体过程 ,并从仿真结果中得到有效性证明。该方法对DPCA在实际工程中的应用具有重要参考价值     

基于Gabor展开的水下目标激光探测的信号检测与识别

针对水下目标激光探测的信号检测与识别的问题 ,通过对回波信号的Gabor展开进行分析 ,建立了局部窗口多重相关的峰值检测方法 ,以及利用系数矩阵的迹和特征值描述目标的反射性能 ,实现了对目标的分类识别。实验表明 ,上述方法对目标的有效检测率达 93 0 % ,分类识别有效率达 83 2 %。     

基于并行技术的机载多天线耦合快速算法

分析机载天线间的干扰情况必须首先解决电大尺寸电磁计算问题.首先讨论一种基于空域分解技术及局域网技术的并行数值算法,这种算法将一个电大尺寸散射体表面划分为一系列子域分别进行处理,在求解子域电流的过程中使用了快速多极子技术进行加速运算,然后运用这种算法对机载天线间的耦合进行分析并对算法的性能进行了总结.     

美国高能激光技术2005年主要进展

高能激光武器技术在2005年取得了重大进展。介绍了机载兆瓦级化学氧碘激光器的关键试验和束控-火控系统的飞行试验。评论和讨论了高功率固体激光器、光纤激光器、超高效率二极管源和中继镜技术的重大进展。     

机载雷达成像中的两种改进多普勒质心估计算法

多普勒质心估计是机载脉冲多普勒雷达DBS成像技术中最为关键的步骤之一.本文针对载机惯导参数误差较大的实际情况,提出了改进的频域和时域多普勒质心估计算法.新的算法克服了传统算法受地面场景非均匀性和回波信号起伏的影响,大大提高了估计的精度.最后将这些算法用于某型脉冲多普勒雷达的实测数据,成像结果证明了算法的有效性.     

机载激光测深后向散射光雷达方程

根据《海水中光束传播唯象模型》和水下辐射度反射率定律，将海水中任一深度的激光束，分为准直光部分和非准直光（散射）部分，并分别计算机载光学接收系统接收到的准直部分和非准直部分的后向散射功率，建立了机载激光测深系统后向散射光雷达方程。通过对该雷达方程的分析，得到了当海水深度以衰减长度的个数表示时，机载激光测深系统接收到的海水后向散射光功率最大值点对应的水深与海水的单粒子反照率有关，而与海水的衰减系数无关的结论，以此可测定海水散射系数、吸收系数。文中也分析了系统视场角对后向散射包络的影响，阐述了后向散射包络以有效衰减系数指数衰减，而不是以光束衰减系数指数衰减。