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2024年02期

综述 | 未知复杂环境下基于兴趣驱动的类脑自主导航技术

摘要：随着无人系统的应用越发广泛，传统导航技术很难满足无人系统在面对复杂任务和未知环境时对自主智能导航性能的要求。哺乳动物能够在兴趣驱动下实现高效智能且自适应环境的导航行为，受此启发的基于兴趣驱动的类脑自主导航技术有潜力克服传统导航实时、准确和低功耗不能同时满足的缺点。本文首先阐述了哺乳动物大脑导航机理；其次，总结概括出基于兴趣驱动的类脑自主导航技术框架；再次，从自身感知、环境认知、记忆推理和兴

学术研究 | 计及进排气效应翼身融合布局机体—动力装置气动干扰研究

摘要：高气动效率是翼身融合布局获得竞争优势的关键因素。为有效抑制动力装置对该布局气动效率的不利干扰，需对适用于翼身融合布局的动力装置布置形式进行深入研究。本文采用计算流体力学（CFD）技术和可计及进排气影响的动力短舱模型，对某翼身融合—背撑发动机构型进行了精细内、外流耦合数值模拟，研究了巡航点附近动力装置和翼身融合机体之间的气动干扰特征。研究结果表明，相对于孤立翼身融合体构型，全机构型的翼身融合

优化设计、算法及应用研究 | 动力短舱多点气动优化设计

摘要：跨声速发动机短舱的设计过程十分复杂，其设计往往需要在相互矛盾的设计要求中进行权衡。本文针对带动力短舱多点气动设计问题，采用类别形状函数变换法（CST）进行几何外形参数化，结合Kriging代理模型、Pareto遗传算法和松散式代理模型管理框架，构建了动力短舱多点优化设计平台。在巡航状态，优化目标是降低短舱外表面最大马赫数使短舱阻力减小，提高外流性能；在最大推力状态，优化目标是降低进气道最大

优化设计、算法及应用研究 | 基于LSTM神经网络的机载光纤陀螺温度冲击误差补偿技术

摘要：环境温度冲击会降低机载光纤陀螺的性能，从而影响飞行器导航和姿态控制精度。在光纤陀螺误差机理研究基础上，本文提出一种基于长短期记忆（LSTM）神经网络的光纤陀螺温度误差补偿模型。该模型通过LSTM网络对光纤陀螺的零偏和标度因数进行实时预测和校正，提高光纤陀螺的测量精度。试验结果表明，在温度冲击下，LSTM预测模型补偿后的标度因数误差小于30ppm，零偏稳定性比常规的线性拟合补偿模型提高0.0

优化设计、算法及应用研究 | 基于Swin Transformer和注意力机制的红外无人机检测算法

摘要：红外无人机目标检测在军民领域的应用前景广阔。由于无人机目标尺度较小，空中环境复杂多变，目前普遍存在检测率低和误报率高的现象。针对复杂场景下红外无人机目标检测不良等问题，本文提出ST-YOLOA目标检测模型。首先，使用Swin Transformer网络架构和协调注意力（CA）机制搭建STCNet骨干特征提取网络；其次，特征融合部分采用带残差结构的PANet路径聚合网络构建特征金字塔提升整体

优化设计、算法及应用研究 | 面向低碳排放的航空零件柔性作业车间调度优化

摘要：降低航空零部件制造过程中的碳排放是实现航空工业绿色低碳发展的重要途径之一。本文针对航空零件加工多品种、小批量的特点，以及智能制造环境下人机协作的复杂性，以航空零件柔性作业车间为背景，构建了机器在不同工作状态下的能耗计算模型，建立了以最小化最大完工时间、机器总负载和机器能耗为目标的航空零件柔性作业车间多目标调度优化模型。首先，本文设计了4层编码方式以实现对机器和人员的合理分配；其次，为解决算

工程应用 | 基于Messinger扩展模型蒸发对结冰溢流特性的影响研究

摘要：传统Messinger扩展模型将蒸发简化为壁面温度的线性函数，以便推导冰层和水膜温度微分方程的原函数。但结冰过程中蒸发与壁面温度并非线性关系，若引入蒸发非线性计算式，冰层和水膜温度微分方程将无法推导出原函数。而且有研究者在应用Messinger扩展模型时忽略了蒸发对结冰的影响，在某些状态下可能造成较大误差。针对以上问题，本文对Messinger扩展模型做出改进。将冰层和水膜温度假设为带未知

工程应用 | 共轴高速直升机/发动机交联控制方法研究

摘要：针对常规的旋翼总距前馈方法难以有效实现共轴高速直升机/发动机快速交联控制的问题，本文提出并设计了适用于共轴高速直升机/发动机的新型交联控制方法。首先，基于共轴高速直升机/发动机综合仿真平台，揭示不同运行工况下，共轴双旋翼、推力桨操纵输入、发动机燃油输入变化规律；其次，在此基础上，提出了综合考虑共轴双旋翼、推力桨桨距的增益自调节交联控制方法，并针对不同的运行工况，开展了数值仿真验证。结果表明

工程应用 | 激光加热辅助车削高温合金薄壁件变形仿真及试验研究

摘要：机匣件作为航空发动机的重要零部件，是一种典型的薄壁件，其尺寸大、壁薄以及刚性低等特点使得在加工过程中容易发生工件变形、刀具震颤，造成加工精度不达标，以及加工表面质量差等问题。本文建立高温合金常规车削与激光加热辅助车削模型，并通过试验验证了模型的准确性。模型最大误差为10.1%，最小误差为5.5%，平均误差为7.8%，处于可接受范围。然后建立常规车削与激光加热辅助车削薄壁件模型，研究激光加热

工程应用 | 基于流—固—热耦合的高温伺服阀蛇形流道散热罩散热效率研究

摘要：电液伺服系统具有液控负载大、响应快的特点，因此其被广泛应用于航空领域。由于飞行器处于高温工况时，电液伺服系统会受极大影响，不利于飞行器的正常工作。针对这一问题，本文采用流—固—热多场耦合的方法对高温伺服阀散热罩蛇形流道进行了优化研究。首先，介绍了流—固—热三场耦合的理论基础，设计了7种散热罩的结构参数模型，分别建立了散热罩物理模型及流体模型。其次，在此基础上分析了7种模型的散热效果。研究结

工程应用 | 基于ADRC和模型预测控制的直驱伺服阀振荡抑制研究

摘要：直驱伺服阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势，逐渐扩展其应用场景。作为飞控系统的关键部件之一，电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。本文针对某型航空用双系统直驱伺服阀存在的阀芯振荡问题，探究基于方法的伺服阀振荡抑制策略。建立了该直驱伺服阀系统的部件级数学模型，并与突变液流力模型联合运算；设计了自抗扰控制器（ADRC）和模型预测的复合控制方法，并与传统比例积分微分（PI

工程应用 | X及Ku波段宽带极化转换超表面设计及RCS缩减应用

摘要：针对反高分辨率雷达探测的电磁隐身问题，本文设计了一种作用于X和Ku波段的宽带反射型极化转换超表面，能够在6.5～8GHz范围内实现85%以上的极化转换效率，在8～20GHz范围内实现90%以上的极化转换效率，极化转换效率在85%以上的相对带宽达到了101%，且超表面剖面较低，整体厚度小于3.6mm，并将其自身和镜像单元设计成了方形式和三角式棋盘阵列排布结构。在x极化和y极化电磁波垂直入射下

工程应用 | 基于MPL-CS自适应反步法的过失速机动控制

摘要：超机动能力仍是未来飞机的重要性能指标，而过失速机动控制的效果将成为决定近距空战胜负的关键。本文提出了一种基于最小参数学习和布谷鸟搜索（MPL-CS）的自适应反步法的过失速机动控制方法，以解决先进布局飞机过失速机动中严重的非线性、耦合性和迟滞性等导致的鲁棒性差和控制精度低等问题。首先，基于一套完整的先进布局飞机缩比模型大振幅振荡风洞试验数据，在给定的建模精度目标下，通过改进极限学习机（ELM

工程应用 | 航空器导航系统飞参预测置信度评价方法研究

摘要：为了提高航空器的安全性能，需量化飞参预测过程中的不确定性，因此本文提出了基于预测模型的置信度评价流程。针对航空器导航系统中的飞参数据，采用卷积神经网络开发预测算法，对选定的飞参数据进行预处理和训练，实现高精度的目标飞参预测。综合考虑了模型搭建中的认知不确定性和数据层面的偶然不确定性，采用模型集成的方法来捕获认知不确定性，通过双头网络捕获数据中的偶然不确定性。在此基础上，构建多源不确定性模型