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- 一种长焦距航空相机振动隔离技术研究
- 作者： 杜言鲁 来源： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 减振系统 光学传递函数 振动 航空相机 图像退化仿真
- 描述： 20世纪以来,航空成像与测量技术得到了快速发展,已广泛应用于资源普查、地形测绘、军事侦察等诸多领域。为获取地面景物的高分辨率图像和地理位置信息,航空相机光学系统的焦距越来越长,此时振动已成为影响航空相机成像质量与测量精度的重要因素。本文结合某型长焦距斜视航空相机,分析了振动对相机成像质量与测量性能的影响,为提升相机动态成像性能,对振动隔离技术进行研究,主要包括以下几个方面的内容:根据长焦距斜视航空相机的工作原理,建立了摆扫成像过程中物点与像点间的映射关系,推导出斜视成像下振动像移模型,对线振动、角振动引起的振动像移进行分析,指出角振动(尤其是横滚轴方向的角振动)是影响相机成像质量的主要因素。为客观地评价振动对相机成像质量的影响,建立了振动像移与系统光学传递函数间的量化关系。着重分析了正弦振动、随机振动下的动态调制传递函数,对振动引起的图像模糊程度进行评价;针对正弦振动,提出一种基于第一类贝塞尔函数的动态调制传递函数计算方法;针对随机振动,提出基于谱密度函数复现时域随机信号的动态调制传递函数数值计算方法。采用曝光时间内像移函数的一阶统计矩,对图像几何变形进行评价;分析了同等振动幅值下图像几何变形随振动频率的变化情况,指出高频振动主要导致图像模糊,低频振动引起图像几何变形。为直观地反映摆扫方向和垂直于摆扫方向上的振动像移引起的图像退化情况,根据TDICCD工作原理,建立图像退化仿真模型;指出摆扫方向上的振动引起图像拉伸或压缩,垂直于摆扫方向上的振动导致图像拖影、扭曲。依据机载惯导系统测量出的载机位置、姿态信息以及相机俯角、位角信息,根据齐次坐标变换理论和地球椭球计算理论,提出一种直接对地目标定位算法;着重分析了相机与载机间减振器角振动误差对目标定位精度的影响,指出横滚轴方向角振动误差对目标定位精度影响严重,给出了提高目标定位精度的措施。结合振动环境下长焦距航空相机成像性能分析需求,为量化分析载机随机振动、振动隔离系统、振动传递效率以及残余振动对相机成像质量的综合影响,建立了一种基于功率谱的振动隔离与成像性能分析模型,并采用MATLAB软件编写了仿真分析界面,对长焦距航空相机振动隔离与成像性能进行了仿真分析。为提升振动隔离性能,对相机减振系统进行了分析、设计与试验。通过建立相机减振系统的振动分析模型,得出无振动耦合时减振系统刚度、阻尼以及安装间距间应满足的量化关系,为减振系统设计提供理论指导。为实现减振系统具有较低的固有频率(6Hz),选用金属螺旋弹簧作为弹性支撑元件;选用可调式旋转液体阻尼器,提供附加阻尼并实现减振系统阻尼可调,对减振系统中旋转液体阻尼器的布置以及阻尼值选取给出了设计方法。采用多体系动力学分析软件分析了减振系统的频率特性和振动耦合特性。通过正弦扫频试验,对减振系统的固有频率和传递率曲线进行测试,与仿真分析结果一致。通过随机振动试验,测试随机振动下减振系统的动态响应,测得减振系统隔振效率达到92.2%;采用自准直仪对角振动信号进行测量,分析了在不同阻尼系数下减振系统的振动耦合程度,通过调节各旋转液体阻尼器的阻尼值,可在一定程度上减小耦合出的角振动幅值。最后通过成像试验,验证了该减振系统可满足长焦距航空相机隔振性能要求。本论文中建立的基于功率谱的振动隔离与成像性能分析模型,可用于预估振动环境下相机的成像质量,对振动隔离系统设计具有一定的指导意义。通过对相机减振系统进行分析、设计与试验,提升振动隔离性能,使得在复杂振动环境下航空相机高分辨率成像。
- 航空材料铝铜合金高速切削性能研究
- 作者： 刘超 来源： 沈阳理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 高速切削 高速铣削 铝铜合金 铣削力
- 描述： 高速切削技术是最近几十年发展起来的一种先进制造技术本论文以高速切削技术为基础，根据国家863计划“战略导弹贮箱高速加工技术研究”的需要通过理论分析与实验研究高速铣削加工技术，揭示了高速铣削航空材料铝铜合金时铣削力铣削温度与工件表面粗糙度的变化规律． 随着铣削速度的增加，Fx Fy与Fz的变化趋势是先增加后减小，从铣削力最大值时主轴转速的变化频率来看，主轴的固有频率可能在200Hz左右随着铣削速度的增加，Ra值的变化趋势是缓慢减小．从Ra值最大值时主轴转速的变化频率来看，533.3Hz左右为主轴的固有频率整数倍温度变化过程存在二次效应，即当n=10000r/min(即切削速度V=628m/min)时，温度最高，当切削速度继续增大时，温度下降，并最终趋于稳定本文称V=628m/min为铝铜合金高速铣削时的临界铣削速度，当铣削速度超过该值时，温度开始下降。
- 从产业组织理论看我国航空枢纽航站建设与发展
- 作者： 刘超 来源： 北京科技大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 产业经济学 航空运输业 枢纽航站
- 描述： 活动中产业内部各企业之间、产业与产业之间相互作用规律，产业在空间区域中的分布规律以及研究这些规律的方法[1]。民用航空产业作为国民经济发展中的一个重要组成部分，在综合交通运输体系中的作用日益突出、未来发展
- 航空涡轮损失预估方法研究
- 作者： 刘超 来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 涡轮 流动损失 损失模型 计算流体动力学 气膜冷却 尾缘喷射
- 描述： 涡轮尤其是冷却涡轮，内部流动非常复杂，其流动损失理论性解析计算方法尚不成熟，而CFD方法计算周期长且工作量大，如使用较准确的涡轮经验损失模型则可有效提高涡轮叶栅设计和叶片造型工作效率。本文在综合近60年来国外多种非冷却及冷却涡轮损失模型的基础上全面阐述了它们的算法原理、基本假设和计算步骤，并进行了对比和讨论。同时利用C++开发一套损失计算软件来验证各模型的准确性。 非冷却方面，以自主设计的某双级涡轮第二级为研究对象，开展11种涡轮损失模型及计算流体动力学(CFD)计算结果的对比研究。利用软件计算了叶根、叶中、叶尖三个截面处静子、转子的损失和涡轮级效率，同时还预测了不同攻角和栅距下的损失变化。对比表明：Traupel模型、Zehner模型、Soderberg模型、AMDC模型、Kacher模型和Moustapha模型的效率计算结果较好，与CFD相差在0.1%~0.7%之间，其中Zehner模型和Kacher模型能准确地预测出非设计点不同攻角下的损失大小。 冷却方面，气膜冷却选取自主设计的涡轮并在静叶处采用源项点技术模拟气膜孔冷却，尾缘冷却则选取公开发表的带尾缘劈缝的平面叶栅。几种冷却模型对附加损失的计算结果表明：气膜冷却中，速度系数增量法模型和 Shapiro 修正模型能基本反应出附加损失和流量的关系，在相对流量0.05时与CFD结果相比分别相差14.9%和19.1%；尾缘冷却中，速度系数增量法和Schobeiri模型的计算结果与试验结果吻合较好，其中速度系数增量法的适用范围为相对冷气流量不超过0.05，而Schoberi模型的适用范围较大，能反映出大流量下损失的变化规律。