为保障通用航空飞行的安全、合法和高效,针对通用航空飞行高度低、路线相对灵活、受地形地物和配载影响大等特点,提出一种通用航空飞行计划评估系统设计与实现方法。飞行计划评估以复杂评估要素的提取与处理为基础,利用基于飞机性能工程的方法评估飞机燃油、配载以及起飞越障等关键指标,利用高精度地形插值的方法计算低空飞行剖面,利用2D/3D 一体化地理信息系统平台实现飞行计划执行全过程3D可视化评估。系统测试表明,所设计和实现的飞行计划评估系统能够从关键指标、垂直飞行剖面以及三维可视化3 个方面展开评估,从而为通用航空飞行计划的制订和审批提供依据,满足通用航空对飞行计划评估服务的需求。
引入航空器意图描述语言(ALDL)的概念袁将航空器运行意图编译生成意图描述语言指令数据,将指令数据 输入到航迹仿真模型中的逻辑控制程序,实现仿真模型中AIDL 指令数据的输入环节,完善航空器运行意图 的信息交互方法。利用航迹仿真模型获得AIDL 指令下的航迹数据,与实际雷达航迹进行对比分析,验证 AIDL 语言在数据信息传递中的准确性和有效性。
在业务流程建模与标注的基础上结合故障树分析方法对区域管制员交接班过程中的危险项进行定性/定量分析,根据业务流程建模与标注的要求,对区域管制工作任务进行分析,建立了交接班过程模型,结合故障树分析方法,对过程中的每一项任务进行危险识别。计算结果表明,该方法可有效识别空管交接班中危险项,为管制交接工作提供科学合理的风险定量计算具有指导意义。
北斗静止轨道卫星电文传输速率高,电文翻转导致捕获算法的相关增益和频移搜索精度降低。针对这一问题,结合传统部分匹配滤波器与FFT 捕获算法的优点,提出一种能够消除导航电文翻转提高频移搜索精度的快速捕获方法。首先给出算法的理论论证;然后将算法的有效性同传统算法比较;最后对算法的工程实用性通过FPGA 平台进一步验证。算法仿真以及FPGA平台的测试结果表明,在获得相同伪码搜索精度的条件下,该方法能够消除电文翻转对多普勒频移搜索精度的影响,实现北斗B1信号的高精度快速捕获。
多机坪飞机除冰调度过程是根据航班信息对除冰坪上的除冰位进行合理分类,预先设定飞机排队方式,根据设定的目标和调度规则将申请航班分配到队列中。对多个集中除冰坪的实际情况进行仔细分析,利用排队论中多服务台排队理论,建立了多机坪多队列等待制排队模型,根据航班信息,对等待除冰的飞机位置进行梳理,将缩短飞机在整个除冰系统中的逗留时间作为最终目的,缓解因除冰过程无序所导致的航班延误问题。最后在Matlab 仿真环境下,验证对除冰位进行分类和合理分配,并缩短除冰系统中飞机的总逗留时间,以有效缓解机场除冰机位拥挤现状。
单元体性能衰退将直接影响整机正常工作,及时了解其状态,对发动机的模块化维修和飞行安全至关重要。首先根据巡航段QAR数据中蕴含的发动机状态信息,获得基于主成分分析法的综合指数,用于评估压气机的相对性能衰退。然后依据热力学原理求取压气机效率,用于评估其性能。最后利用二次回归分析法建立综合指数与效率的关系模型。以航空公司历史巡航段QAR数据为学习样本对该模型进行训练,并用训练模型预测低压压气机效率。结果表明院通过巡航段QAR 数据,结合二次回归分析法可准确预测压气机效率,为航空公司对单元体性能进行深入分析和评估提供多种途径。
由于助航灯光的设置,机场跑道道面板内设有连续分布的孔,使其处于带孔工作状态。因此,设计了带孔混凝土道面板载荷试验,分别在道面板板侧和孔洞内布置电阻应变片和光纤光栅传感器,从而获得板侧弯拉应变和孔内竖向剪切应变;进而通过道面板有限元模拟分析,对孔内竖向剪切应变与板边弯拉应变的关系进行拟合,获得二者之间的相互关系,并与试验结果进行对比。结果表明:试验结果和有限元分析结果吻合,误差在20%以内,满足工程要求。进一步进行了动载试验并对动应变信号进行小波包分析,获得带裂缝板的能量分布规律,且发现裂缝处孔内剪切应变能量变化率达到84.8%,说明剪切应变对损伤具有敏感性,所提监测方法可实现损伤的识别和预警。
采用动态子结构法中的固定模态综合法研究复合材料加筋板的振动特性。首先,基于逐层/实体元方法建立板和加强筋两个子结构的控制方程。然后,在固定界面下建立子结构的模态空间并将其控制方程转换成模态空间下的控制方程。最后,根据板和加强筋相互连接区域的内力平衡和位移协调条件,建立固定界面模态下的总体控制方程。通过数值算例将本文方法与MSC 软件分析结果进行对比,从而论证该方法的正确性。此外,还对复合材料加筋板进行自由振动分析,研究结果对于分析加筋板结构具有一定的指导意义。
采用微束等离子弧在钛合金上进行堆焊,用落锤法模拟发动机压气机叶片工作过程中受到的外物损伤,研究冲击后钛合金母材尧热影响区、堆焊层损伤部位的缺口尺寸和微观组织。试验结果表明:冲击缺口深度和宽度随冲击能量的增加而线性增加;冲击能量相同,堆焊层FOD 尺寸最大,其次是热影响区,母材缺口尺寸 最小;落锤法产生的FOD 损伤有表面裂纹、亚表面塑性变形、亚表面微孔、亚表面裂纹和绝热剪切带;冲击功为4~8 J时,钛合金母材、热影响区、堆焊层出现微孔,热影响区、堆焊层绝热剪切带的微孔在剪切力的作用下发展成裂纹。
为提高沥青路面损坏检测的效率和准确度,提出一种基于区域生长和最外边缘追踪的沥青路面损坏检测方法。该方法先对路面图像进行区域生长分割,得到病害的连续区域,然后利用数学形态学中的闭运算进行处理,连接邻近物体和平滑边界,接着通过边界标记和获取最外边界唯一值得到最外边界的边界点坐标,最后通过坐标转换,生成相应的GIS 图层。通过路面数据验证,证明了该方法的有效性。
采用密度泛函理论结合物理化学分析,计算了Zr 或(和)Nb 替位掺杂γ-TiAl 形成的8 个合金体系的几何结构、能量性质、弹性性质、电子性质和化学键特性。结果表明:各个掺杂体系的总能量和原子平均形成能均为负值,表明其具有较好的稳定性。掺杂体系Ti12Al11Zr、Ti12Al11Nb、Ti11NbAl11Zr和Ti11ZrAl11Nb 的轴比都有所改善,更接近于1。对单掺杂体系和双掺杂体系,晶胞体积的变化与杂质原子半径的变化趋势一致,且Zr和Nb 总是都倾向于替代Ti原子;掺杂体系均具有较好的延性,为改善γ-TiAl 基合金的延性提供了理论依据;Zr 和Nb 掺杂使体系的共价键强度降低、金属键强度增强,体系的能量稳定性有所降低,因而提高了面间的可动性,有利于改善合金的延性。
NiAl金属间化合物是航空航天工业中用来制造航空发动机涡轮叶片等关键部件的新型高温材料,但室温脆性严重阻碍了其应用。杂质效应是影响其力学性能的一个重要因素。本研究应用量子力学第一原理的方法,利用Vienna Ab-inito Simulation Package(VASP)软件研究了杂质元素磷(P)对NiAl 金属间化合物的结构和力学性能的影响。通过计算P原子在NiAl中的溶解能,得出P原子既可以替代NiAl 中的Ni 原子又可以替代Al 原子,主要取决于P 原子在NiAl中的周围环境中Ni和Al的化学计量比。在大多数化学计量范围内P更易于占据Al 替代位,只有在极其富Al 的情况下,P原子才会占据Ni 原子位置。通过计算纯NiAl 体系和加入P后的NiAl体系的弹性模量并结合经验判据,得出P 的存在增大了NiAl 的局域硬度,并且增大了NiAl的局部脆性和塑性变形阻力,在NiAl 中为有害元素。