半硬式临近空间飞艇结构设计技术研究 被引量：1

1

作者 舒恪晟 熊伟 +1 位作者 李云仲 姜琬 《飞机设计》 2014年第2期17-22,共6页

结合某型号工程实例,简述了半硬式临近空间飞艇中各种承载部件的结构布局形式,以及结构之间的连接形式;以纺锤形临近空间飞艇为例,利用经验公式对软式、半硬式艇体分系统的质量进行评估;应用MSC.PATRAN/NASTRAN有限元分析软件分别建立... 结合某型号工程实例,简述了半硬式临近空间飞艇中各种承载部件的结构布局形式,以及结构之间的连接形式;以纺锤形临近空间飞艇为例,利用经验公式对软式、半硬式艇体分系统的质量进行评估;应用MSC.PATRAN/NASTRAN有限元分析软件分别建立软式、半硬式两种形式的结构有限元模型,并进行强度求解。结果表明:在相同边界约束、工况条件下,与软式飞艇相比,半硬式飞艇不仅结构强度高,有着很高的结构承载效率,而且有利于结构重心的布置,更符合结构设计规范要求。 展开更多

关键词 临近空间飞艇 结构设计 结构轻量化设计 半硬式结构 强度分析

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临近空间飞艇蒙皮材料研究进展和需求分析 被引量：35

2

作者 谭惠丰 刘羽熙 +3 位作者 刘宇艳 杨宏林 杨宇明 施雷 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1-8,共8页

临近空间飞艇具有大范围不间断的高效信息获取与传输能力,是近期国际上竞相发展的未来信息平台。蒙皮材料是临近空间飞艇的主要材料,其质量和性能决定了飞艇的大小、寿命和成本,是发展临近空间飞艇的基础。本文中针对临近空间飞艇蒙皮... 临近空间飞艇具有大范围不间断的高效信息获取与传输能力,是近期国际上竞相发展的未来信息平台。蒙皮材料是临近空间飞艇的主要材料,其质量和性能决定了飞艇的大小、寿命和成本,是发展临近空间飞艇的基础。本文中针对临近空间飞艇蒙皮材料选取和应用存在的若干困难,从蒙皮材料工程需求出发,对蒙皮材料的强度、耐候性、阻隔性和试验评价方法等方面的研究现状进行总结和分析,讨论未来高性能临近空间飞艇蒙皮材料的研究发展方向。 展开更多

关键词 临近空间 飞艇 蒙皮 织物复合材料 平流层

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基于遗传算法的临近空间飞艇多学科优化设计 被引量：9

3

作者 杨燕初 王生 +1 位作者 顾逸东 李英堂 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第4期49-54,共6页

临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化... 临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化。仿真结果表明利用遗传算法开展飞艇多学科优化是可行的,另外在进行设计时,不能仅将减阻作为研究重点,还应全面考虑结构重量、强度等其它因素。 展开更多

关键词 临近空间飞艇 多学科优化设计 遗传算法

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临近空间飞艇蒙皮用材料撕裂行为的数字散斑法研究 被引量：4

4

作者 刘龙斌 曹帅 吕明云 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第20期137-143,共7页

针对Vectran纤维增强型临近空间飞艇蒙皮用的柔性层压织物复合材料,利用非接触式数字散斑相关试验方法,测定了预制初始裂纹长度为15 mm的中心切口试样撕裂行为的位移场和应变场分布,定量测量了撕裂试样不同撕裂载荷工况下的全场变形值... 针对Vectran纤维增强型临近空间飞艇蒙皮用的柔性层压织物复合材料,利用非接触式数字散斑相关试验方法,测定了预制初始裂纹长度为15 mm的中心切口试样撕裂行为的位移场和应变场分布,定量测量了撕裂试样不同撕裂载荷工况下的全场变形值和平面应力撕裂断裂韧性值,对中心切口裂纹的撕裂强度进行了分析。试验结果表明:该方法可以用来测量临近空间飞艇蒙皮用的柔性层压复合织物大范围变形的撕裂裂纹尖端及附近区域的变形场,通过变形场云图可以获得撕裂裂纹扩展过程中的变形特征,并可直观的研究撕裂裂纹尖端复杂变形场的形态,为临近空间飞艇蒙皮材料的撕裂损伤行为研究提供新的试验途径。 展开更多

关键词 撕裂裂纹 数字散斑相关方法 临近空间飞艇 撕裂扩展

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临近空间飞艇保形升空过程热运动特性研究 被引量：2

5

作者 郑志东 刘宁 +1 位作者 韩笑雪 戴秋敏 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第2期24-32,共9页

为了掌握双气囊临近空间飞艇升空过程中因保形需要而导致的复杂的热运动特性,文章建立了飞艇升空过程中的热平衡模型与运动模型,对某双气囊飞艇的保形升空过程进行仿真研究,获得了临近空间飞艇升空过程中轨迹与温度的变化规律。结果表明... 为了掌握双气囊临近空间飞艇升空过程中因保形需要而导致的复杂的热运动特性,文章建立了飞艇升空过程中的热平衡模型与运动模型,对某双气囊飞艇的保形升空过程进行仿真研究,获得了临近空间飞艇升空过程中轨迹与温度的变化规律。结果表明:临近空间飞艇保形升空时,升空速度呈现先降低后升高的变化趋势;受升空过程中氦气囊膨胀对外做功的影响,内部气体“过冷”现象明显,“过冷”最高可达20K;当飞艇升至驻空高度附近时,内部气体温度快速上升;受净浮力影响,飞艇的升空时间与充气质量呈反比;受夏至日太阳辐射投影面积的影响,飞艇升空过程中俯仰角越大,虽然阻力系数减小,但辐射得热降低,造成整体升空时间增加;气囊超压设置越大,飞艇升空时间越长。研究成果对临近空间飞艇的升空与运行控制具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 双气囊 保形升空 热运动特性 升空轨迹 临近空间飞艇

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空间飞艇无线通信系统太阳能供电设计仿真 被引量：2

6

作者 樊梽 周江华 王保成 《计算机仿真》 北大核心 2019年第6期36-43,共8页

空间飞艇无线通信系统为其安全飞行提供必要数据支持,而供电设计则是制约空间飞艇的安全飞行时长。为了配合空间飞艇的长航时飞行,针对无线通信系统的持久供电问题,利用太阳能电池进行自供电设计。高转换效率是自供电设计的重要技术难... 空间飞艇无线通信系统为其安全飞行提供必要数据支持,而供电设计则是制约空间飞艇的安全飞行时长。为了配合空间飞艇的长航时飞行,针对无线通信系统的持久供电问题,利用太阳能电池进行自供电设计。高转换效率是自供电设计的重要技术难点。为了提升太阳能自供电系统的转换效率,对传统的BOOST电路结构和最大功率点跟踪算法进行优化设计。采用同步BOOST电路结构降低电路功耗,并提出了高效率的自适应电导增量法。最后进行了Simulink仿真设计,以及硬件电路设计。实验结果表明,自适应自导增量法实现了快速、高效的最大功率点跟踪,硬件电路系统实现太阳能电池的能源转换。整个系统设计合理可行。 展开更多

关键词 空间飞艇 太阳能电池 自适应自导增量法 无线通信 仿真

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X型尾翼临近空间飞艇隐身特性仿真 被引量：2

7

作者 肖厚地 刘龙斌 吕明云 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期181-186,共6页

为了降低临近空间飞艇的雷达散射截面(RCS)特性,研究了X型尾翼变形角的不同对临近空间飞艇RCS特性的影响.采用物理光学法仿真出X型尾翼不同变形角对临近空间飞艇头向、侧向和尾向RCS特性的影响,并分别采用物理光学法和多层快速多极子法(... 为了降低临近空间飞艇的雷达散射截面(RCS)特性,研究了X型尾翼变形角的不同对临近空间飞艇RCS特性的影响.采用物理光学法仿真出X型尾翼不同变形角对临近空间飞艇头向、侧向和尾向RCS特性的影响,并分别采用物理光学法和多层快速多极子法(MLFMM)计算对比球的RCS.对比说明了物理光学法是准确合适的.仿真结果表明,X型尾翼变形角的不同对飞艇头向RCS影响较小,对侧向的RCS影响较大.变形角从0°增加到20°时,侧向RCS减小到0°时的13.7%.X型尾翼的变形可以显著改善临近空间飞艇侧向隐身性能,同时增大了其他方向的RCS. 展开更多

关键词 临近空间飞艇 X型尾翼 隐身 物理光学法 多层快速多极子法

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多囊体临近空间飞艇多要素耦合建模与仿真

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作者 史智广 杨玉洁 左宗玉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期169-185,共17页

针对多囊体临近空间飞艇多要素耦合仿真及长航时能力评估的迫切需求,详细阐述了多囊体临近空间飞艇六自由度位置与姿态动力学模型、环境热力学模型、内外囊体热力学模型及囊体氦气损失模型,通过位置、时间、姿态、空速等动力学输出信息... 针对多囊体临近空间飞艇多要素耦合仿真及长航时能力评估的迫切需求,详细阐述了多囊体临近空间飞艇六自由度位置与姿态动力学模型、环境热力学模型、内外囊体热力学模型及囊体氦气损失模型,通过位置、时间、姿态、空速等动力学输出信息与压力成形体积、氦气质量等热力学输出信息实现平台力热动态耦合,能够全面反映飞艇在大气环境及操纵力作用下力热耦合变化规律,具备飞艇平台超热超压安全下的长航时定量评估能力。通过仿真发现,囊体内氦气在随风飘状态下最大超热达到55℃左右,为保证内外囊体白天压力安全需主动释放氦气导致飞行高度上升约100 m,夜晚囊体内压将至0 Pa无法维形保持浮力导致驻空高度快速降低,姿态振荡加剧,驻空航时仅有26.5 h,且动力全开无法获得稳定的航向飞行,空速来流降温无法最大效能发挥,需要控制系统接入实现动态闭环航路飞行,才能实现长航时飞行,具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 动力学建模 热力学建模 氦气泄露建模 长航时能力评估 临近空间飞艇 多要素耦合

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临近空间飞艇蒙皮三维形变多芯光纤重构技术

9

作者 李默涵 孟阔 +3 位作者 孙广开 周康鹏 何彦霖 祝连庆 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期324-331,共8页

为解决临近空间飞艇气囊形态实时监测问题,提出了基于温度自解耦多芯光纤传感器的气囊蒙皮三维形变重构方法。根据飞艇气囊三维形态特征,设计了多芯光纤传感器布局和布设方式。将多芯光纤传感结构与Frenet-Serret方程相结合,建立了具备... 为解决临近空间飞艇气囊形态实时监测问题,提出了基于温度自解耦多芯光纤传感器的气囊蒙皮三维形变重构方法。根据飞艇气囊三维形态特征,设计了多芯光纤传感器布局和布设方式。将多芯光纤传感结构与Frenet-Serret方程相结合,建立了具备温度自解耦功能的蒙皮三维形变重构算法。以飞艇气囊柔性复合蒙皮为试验对象,设计并集成建立了蒙皮三维形变多芯光纤重构试验系统。试验分析了温度变化环境下多芯光纤传感器三维形变重构精度以及不同弯曲度下蒙皮三维形变型面重构精度,验证了所提方法的有效性。研究结果表明:利用多芯光纤传感器和温度自解耦方法能够在大变温环境下准确重构气囊蒙皮形变,蒙皮三维型面重构误差平均值小于1.5%,所提方法在临近空间飞艇气囊形态实时监测领域具有应用前景。 展开更多

关键词 临近空间飞艇 气囊形态监测 柔性复合蒙皮 多芯光纤传感器 三维形变重构

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临近空间飞艇艇库外约束及稳定性分析 被引量：1

10

作者 张泰华 姜鲁华 +1 位作者 张冬辉 王立祥 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期72-80,共9页

临近空间飞艇在发放前通常停放在艇库内,一旦离开艇库就不可避免地受到艇库外天气,尤其地面风的影响,不仅影响飞艇发放操作的快捷和安全,而且还事关飞行试验的成败。文章建立了大型飞艇在地面受两侧约束时的力学模型,采用动力学方法,分... 临近空间飞艇在发放前通常停放在艇库内,一旦离开艇库就不可避免地受到艇库外天气,尤其地面风的影响,不仅影响飞艇发放操作的快捷和安全,而且还事关飞行试验的成败。文章建立了大型飞艇在地面受两侧约束时的力学模型,采用动力学方法,分析了受到地面风作用时飞艇的姿态和约束拉力的变化,得到地面风起时和风速稳定后的解析解,评估了飞艇受到地面风作用时的稳定性和安全性。通过分析得到在两侧约束条件下飞艇对正向风和侧风的承受极限,为临近空间飞艇采用两侧约束方式的可行性提供了判据,也为今后发展临近空间飞艇发放技术提供借鉴。 展开更多

关键词 临近空间飞艇 高空长航时演示验证飞艇 约束力 稳定性分析 发放技术

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临近空间伞张式飞艇气囊结构协同仿真研究 被引量：1

11

作者 刘成业 宋笔锋 王海峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1101-1107,共7页

首先介绍了临近空间伞张式飞艇气囊结构的组成和工作原理,针对原有伞张式气囊伸缩机构存在的受力集中问题提出了改进设计方案,然后对改进设计的伞张式气囊伸缩机构进行了多柔体动力学仿真,得到连接盘处的位移时间函数,并对20 km飞行高... 首先介绍了临近空间伞张式飞艇气囊结构的组成和工作原理,针对原有伞张式气囊伸缩机构存在的受力集中问题提出了改进设计方案,然后对改进设计的伞张式气囊伸缩机构进行了多柔体动力学仿真,得到连接盘处的位移时间函数,并对20 km飞行高度的飞艇气囊结构进行有限元分析,得到气囊表面应力分布和气囊张力传递到气囊伸缩机构连接盘处的作用力,最后提出了一种多柔体动力学分析和有限元分析协同仿真方法,得到整个变形过程中气囊伸缩机构中受力最大连杆的载荷历程。通过与原有气囊伸缩机构中连杆的载荷历程进行对比,验证了改进设计方案的合理性。 展开更多

关键词 临近空间飞行器 气囊伸缩机构 多柔体动力学 协同仿真

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临近空间飞艇电源系统新型拓扑结构研究

12

作者 林晓辉 陆翀 +2 位作者 张兴浩 周明中 王新征 《航天器工程》 2014年第6期41-46,共6页

针对临近空间飞艇高压载荷的需求,文章研究了飞艇高压动力母线控制电路的拓扑结构,提出更高效、更实用的高压拓扑控制电路,设计了三电平电压变换拓扑结构,可有效减小元器件电压应力,解决高压动力母线带来的问题,提高系统的效率和可靠性... 针对临近空间飞艇高压载荷的需求,文章研究了飞艇高压动力母线控制电路的拓扑结构,提出更高效、更实用的高压拓扑控制电路,设计了三电平电压变换拓扑结构,可有效减小元器件电压应力,解决高压动力母线带来的问题,提高系统的效率和可靠性。实验表明,三电平电压变换拓扑结构适用于高输入和高输出电压中大功率的应用场合,能够满足临近空间飞艇电源系统的需求。 展开更多

关键词 临近空间飞艇 高压载荷 电源系统 三电平电压拓扑

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临近空间艇载计算机余度管理策略研究

13

作者 吕达 颜坤 《航空电子技术》 2016年第4期28-33,共6页

平流层飞艇是可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构进行了软件管理策略的研究和设计,提出了基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于"看门狗"与"... 平流层飞艇是可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构进行了软件管理策略的研究和设计,提出了基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于"看门狗"与"心跳"相结合的CPU故障检测方法、基于节点健康矩阵的互援式总线重构方法及基于有限状态机的多CPU并行处理系统自适应重构方法。故障注入试验表明,艇载计算机在遇到故障时能实时检测出故障,诊断故障类型,并对故障进行处理,实现系统重构,保证了平流层飞艇长期驻空时的安全飞行。 展开更多

关键词 平流层飞艇 容错 余度管理 CAN总线

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临近空间飞艇内部自然对流的流场特征仿真

14

作者 张俊韬 侯中喜 +1 位作者 柳兆伟 麻震宇 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期9-14,共6页

针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,... 针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,分析了临近空间飞艇内部气体自然对流的运动特性及其影响规律,并对自然对流非稳态变化过程进行了初步的探索。仿真结果表明,在临近空间环境下,飞艇内部氦气的自然对流,对于内部氦气自身的热交换具有一定程度的促进作用,而对蒙皮受力和结构安全性影响很小。 展开更多

关键词 自然对流 临近空间飞艇 数值仿真 流场特征

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一种临近空间艇载计算机故障检测与系统重构方法

15

作者 吕达 颜坤 《遥测遥控》 2016年第5期21-27,共7页

平流层飞艇是可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构,进行软件管理策略的研究和设计,提出基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于"看门狗"与"心跳... 平流层飞艇是可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构,进行软件管理策略的研究和设计,提出基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于"看门狗"与"心跳"相结合的CPU故障检测方法、基于节点健康矩阵的互援式总线重构方法及基于有限状态机的多CPU并行处理系统自适应重构方法。在故障注入试验中,艇载计算机在遇到故障时能够实时检测出故障,诊断故障类型,并对故障进行处理,实现系统重构,保证了平流层飞艇长期驻空时的安全飞行。 展开更多

关键词 平流层飞艇 容错 余度管理 CAN总线

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表面等离子体波在临近空间飞艇减阻中的应用研究 被引量：3

16

作者 丰松江 蔡红华 +1 位作者 田希晖 聂万胜 《装备学院学报》 2013年第4期59-62,133,共4页

采用等离子体流动控制技术改善飞行器气动与推进性能,是近年来流动控制领域的研究前沿。在临近空间稀薄大气条件下,表面等离子体波可产生大面积、高密度等离子体,应用于临近空间飞艇可实现减阻的目的。分析了表面等离子体波在临近空间... 采用等离子体流动控制技术改善飞行器气动与推进性能,是近年来流动控制领域的研究前沿。在临近空间稀薄大气条件下,表面等离子体波可产生大面积、高密度等离子体,应用于临近空间飞艇可实现减阻的目的。分析了表面等离子体波在临近空间飞艇减阻中应用的基本原理,介绍了临近空间飞艇螺旋桨推进技术、临近空间飞艇气动减阻技术、等离子体流动控制技术、表面等离子体波减阻技术的研究现状,对研究表面等离子体波在飞行器减阻中的应用具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 表面等离子体波 临近空间飞艇 减阻

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平流层飞艇载SIAR雷达系统探测能力分析 被引量：2

17

作者 赵亮 董鹏署 李宗亭 《舰船电子对抗》 2017年第3期32-34,共3页

提出了一种临近空间预警监视系统——平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达(SIAR)系统,它采用综合脉冲孔径雷达体制,不仅能够实现对临近空间目标的预警监视,还具备较强的低空探测能力和反隐身能力,论证了平流层飞艇载SIAR系统的探测能力。

关键词 临近空间 平流层飞艇 综合脉冲孔径雷达

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