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2023年09期

综述 | 温度和湿度对碳纤维增强复合材料老化影响研究综述

摘要：碳纤维增强复合材料因其良好的力学、物理和化学性能，在多个工业领域获得了广泛应用。在工程应用中，关键结构的服役寿命和性能耐久性是一个不可忽视的问题。碳纤维增强复合材料通常以树脂为基体，而树脂易受环境影响发生老化，对复合材料的性能产生显著影响。本文首先介绍了环境温度对碳纤维增强复合材料性能的影响，并总结了水分扩散理论及常见的复合材料吸湿模型，然后整理了湿热耦合环境对碳纤维增强复合材料性能的影响

高速直升机专辑 | 高速直升机共轴刚性旋翼悬停气动特性的参数影响研究

摘要：共轴刚性旋翼是未来高速直升机的重要发展方向，开展气动特性参数影响研究具有重要的实际指导意义。基于计算流体力学（CFD）技术，本文建立了一个计入配平分析的共轴刚性旋翼气动特性计算方法。在该方法中，采用NavierStokes方程为控制方程，使用二阶迎风的Roe格式进行空间离散，选取隐式LU-SGS格式进行时间推进，湍流模型则为Spalart-Allmaras（S-A）模型，上下旋翼间的流场信

高速直升机专辑 | 倾转旋翼机舵面故障后动态倾转过渡优化

摘要：倾转旋翼机操纵面故障后的安全高效应急操纵是避免飞行事故的重要环节。本文计算分析了倾转旋翼机遭遇不同作动器故障后倾转过渡的飞行轨迹和操纵优化。首先将倾转旋翼机不同舵面故障后的安全过渡倾转问题转换为最优控制问题，然后采用混合多重打靶法将最优控制问题离散为非线性规划问题，并进行数值求解。以XV-15为研究对象，面向基于最优控制模型的倾转过渡过程进行验证，随后注入舵面损伤、卡滞故障，计算并分析故障

高速直升机专辑 | 民用倾转旋翼机的应用需求与关键技术分析

摘要：倾转旋翼机适合我国民用航空任务场景，是未来民用直升机的重点发展方向，开展应用需求与关键技术分析是推进我国民用倾转旋翼机发展不可或缺的一步。基于宏观发展环境分析，本文针对应急救援、交通运输和通航作业等领域，研究了民用倾转旋翼机的应用需求。结合XV-15、V-22等典型倾转旋翼机的研制经验和溯源分析，从安全与适航出发，开展了民用倾转旋翼机关键技术元素的识别，并重点分析了飞行控制系统、传动系统、

高速直升机专辑 | 高速直升机舱内噪声主动控制技术研究

摘要：针对高速直升机旋翼噪声传入舱内引起的舒适性问题，本文开展了舱内噪声主动控制技术研究。根据高速旋翼噪声数值计算结果，在实验室环境中通过声源模拟系统采用声压匹配法重构了直升机地面模拟舱飞行状态的外部声场。对噪声主动控制算法进行仿真分析，本文研究了算法对低频线谱噪声的降噪性能，并提出了一种试验与仿真相结合的主动噪声控制系统扬声器与传声器布放优化方法，对比不同布放组合方案下的理论降噪量，通过直升机

高速直升机专辑 | 基于遗传算法的常规复合式高速直升机飞行性能参数优化

摘要：单旋翼带尾桨式的传统直升机受旋翼气动特性的不利影响，其最大飞行速度等性能受到制约，因此高速直升机成为国内外研究的热点。为研究基于遗传算法的参数优化对常规旋翼构型复合式高速直升机飞行性能的影响，本文采用动量叶素理论和Young曲线拟合相结合的方法建立了悬停和低速下负拉力状态螺旋桨气动模型，构建了基于遗传算法的飞行性能优化模型。以X3高速直升机为样例，对悬停、低速（200km/h）和高速（40

高速直升机专辑 | 复合式常规旋翼高速直升机机身气动布局风洞试验研究

摘要：复合式常规旋翼高速直升机是国内外高速直升机重点发展的几种构型之一。本文首先简要介绍了某300kg复合式常规旋翼高速直升机的机身气动布局形式，针对该机设计并加工了1∶1.5机身风洞试验模型，在4m×3m风洞开展了机身气动特性风洞试验。通过对比不同机身部件组合状态在不同迎角、侧滑角条件下的气动力及纵横向气动导数，获得了全机及各部件气动性能。根据风洞试验结果，结合已建立的旋翼气动力模型和螺旋桨气

高速直升机专辑 | 基于任务效能的倾转旋翼机能力需求指标优化方法

摘要：以倾转旋翼机为代表的新一代民用高速旋翼飞行器缺乏参考样机和统计数据，在前期设计阶段难以准确地根据市场需要提取各项能力需求，对各项指标进行权衡优化。本文通过K-Means聚类分析方法和粒子群算法，构建了一种倾转旋翼机能力需求指标优化框架，建立了以展弦比、桨尖速度等技术参数为输入，以最大飞行速度、最大悬停高度等性能参数为输出的倾转旋翼机性能估算模型。并在此基础上构建了一套能力需求指标优化算法，

高速直升机专辑 | 面向云服务的直升机航电系统架构研究

摘要：为满足复杂环境下多样化任务需求，直升机正在向网络化、体系化和智能化发展，对航电系统的开放性和跨平台互操作能力提出了更高要求。本文分析了直升机航电系统服务化发展需求，提出了面向云服务的直升机航电系统架构，并探讨了云服务管理、资源云化与共享管理等技术，通过统一标准接口提升系统软硬件可组合及可扩展能力。关键词：直升机；面向服务；航空电子；开放式架构；软件定义中图分类号：V249.

高速直升机专辑 | 面向倾转旋翼机的TRC响应类型控制律设计

摘要：倾转旋翼机操纵的复杂性对其任务能力提出了较高要求，而设计响应类型可以大幅提高其任务执行能力，减轻飞行员操纵负担。本文设计了倾转旋翼机在直升机模式下的平移速率指令（TRC）响应类型控制律并进行了飞行品质的仿真验证。首先，建立了基于机理法的倾转旋翼机非线性飞行动力学模型，并进行了线性化处理；其次，根据有人直升机飞行品质要求，设计了直升机模式下的TRC响应类型控制律；最后，进行了飞行品质的仿真验

高速直升机专辑 | 一种基于直升机毫米波雷达的高压线RCS快速计算方法

摘要：高压线一直是影响直升机特别是高速直升机飞行安全最主要的障碍物，需要全天候远距离检测高压线。相比于激光雷达和红外设备，毫米波雷达全天候能力更强，并且存在布拉格（Bragg）散射特征。本文针对现有高压线雷达截面积（RCS）计算方法计算效率不高的问题，提出结合特征模（CM）和谢尔曼-莫里森-渥德雷公式算法（SMWA）的高压线RCS计算方法，称为CM-SMWA方法。该方法将CM作为基函数，降低矩量

航空科学基金 | 基于改进向量场直方图算法的无人机动态避障策略

摘要：目前传统向量场直方图（VFH）算法存在易陷入局部陷阱的缺陷，本文提出了基于陷阱检测机制与动态阈值更新策略的改进VFH算法，更加符合局部未知环境下无人机路径规划的要求，并针对复杂未知场景中无人机避障问题，提出了基于A算法和改进VFH算法的避障算法。首先，无人机根据全局已知障碍物信息，基于A算法构建目标航路点；其次，在目标航路点不可达的情况下，无人机根据运动状态与激光雷达探测到的地形信息，

航空科学基金 | 无人机网络中数控分离的安全传输机制

摘要：数据和飞控指令的安全性是无人机网络安全性的一个重要方面。针对现有的无人机网络安全机制中的不足，本文提出了一种数控分离的安全传输机制。针对无人机向地面站发送的数据采用基于高级加密标准的计数器和密文分组链接消息认证码（AES-CCM）认证加密机制的数据安全传输协议，保证数据的机密性和完整性，针对地面站向无人机发送的飞控指令设计了基于一次签名的飞控广播认证协议，保证飞控指令的完整性。通过安全性分

航空科学基金 | 基于多任务辅助学习特征的瞳孔中心检测

摘要：眼动跟踪技术在航空领域极具潜力，其作为关键的信息获取和人机交互手段，可用于精确的目标瞄准、飞行员状态监测，对飞行安全和作战精准意义重大。而瞳孔中心检测作为核心技术，决定了眼动追踪系统的鲁棒性和准确性，本文提出一种基于多任务辅助学习特征的瞳孔中心检测算法，模拟人类视觉系统的多任务辅助学习特性，引入多任务模块，实现从粗到精的瞳孔中心检测，并通过试验验证了本文方法的有效性和先进性，从而提高了眼动