多源数据融合的民航发动机修后性能预测

作者： 谭治学   钟诗胜   林琳   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 特征提取   航空发动机   多源数据融合   发动机维修决策   修后性能预测  

描述： 针对民航发动机修后排气温度裕度预测过程中的多源异构数据融合问题,提出了卷积自编码器与极端梯度提升模型结合的方法。利用所提出的条件熵增长因子规整发动机修前多元传感器参数序列中的参数排序,采用卷积自编码器提取规整后的参数序列和维修工作范围的数据特征,并将其与发动机使用时间信息组成合成特征以训练极端梯度提升模型,从而预测发动机修后性能并评估各影响因素的重要程度。经发动机机队维修案例验证,所提方法预测精度高于单维参数序列预测方法,对发动机修后排气温度的平均相对预测误差不高于8. 3%。

重油航空活塞发动机燃油喷射技术

作者： 丁水汀   邵龙涛   赵帅   朱锟   杜发荣   周煜   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷射技术   二冲程   航空活塞发动机   负碳生物燃料   重油   控制策略  

描述： 燃油喷射技术作为航空活塞发动机的关键技术之一，其结构形式及特性直接影响航空活塞发动机的整机性能，随着通用航空对发动机性能要求的不断提升，燃油喷射技术的发展也在不断延续。综述了当前各种重油航空活塞发动机采用的燃油供给系统，对其适用的经典机型进行了梳理，总结了各种燃油供给系统的优缺点。阐述了研究重油喷射技术采用的前沿理论、仿真计算及试验方法，分析了研究重油雾化过程存在的难点，给出了研究重油喷射技术的相关建议。提出了未来重油航空活塞发动机发展思路和关键技术，重点希望对重油航空活塞发动机的正向研制提供技术指导，推动中国通用航空的可持续发展。

飞机燃油质量特性计算的截面自适应分割法

作者： 宋伟   钟若瑛   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油实体   截面自适应分割   油面法向量   飞机燃油系统方案设计   燃油质量特性  

描述： 针对飞机燃油系统方案设计阶段截面连续变化的飞机油箱,提出了具有截面自适应性的燃油质量特性计算方法。首先根据飞行姿态和过载计算油面法向量,确定最低油面位置;然后根据等效燃油实体确定分割步长进行首次分割,并根据截面面积的变化情况,通过后续分割对误差进行补偿,直至分割精度达到预设精度阈值要求;最后对分割后的燃油实体进行燃油质量特性测量和计算。针对某型无人机燃油系统中多种不同类型的截面连续变化油箱进行仿真验证,表明该方法具有截面自适应性,且相比共轭梯度寻优算法,能够在保证计算精度的情况下,计算效率提升71.43%～92.31%,适用于飞机燃油系统方案设计阶段通过燃油质量特性计算快速准确地判断设计方案在重心方面的可行性。

考虑绳阻尼的绳系并联机器人动力学特性分析

作者： 彭苗娇   吴惠松   林麒   周凡桂   柳汀   王晓光   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 绳系并联机器人   风洞试验   动力学特性   绳阻尼   模型支撑  

描述： 针对应用于风洞试验模型支撑的绳系并联机器人的设计需求，采用实验和理论建模相结合的方法，研究绳阻尼对绳系并联机器人动力学特性的影响。首先，为了准确地定量描述绳阻尼，设计了一套测量绳索阻尼的实验装置，通过实验得到了不同参数下的绳阻尼比；其次，考虑了绳阻尼，对绳张力进行建模，并提出了考虑绳阻尼的绳系并联机器人的动力学建模方法；最后，分析了绳阻尼对绳系并联机器人动力学特性的影响。结果表明：绳阻尼对绳系并联机器人动力学响应的影响主要体现在响应幅值上，绳直径越大，绳阻尼对绳系并联机器人动力学响应的减振作用越明显。当绳阻尼系数大于0.6 N·s/m时，不论绳直径粗细如何，绳阻尼对绳系并联机器人动力学特性的影响不能忽略。

航空电子系统机载网络实时性能评价技术

作者： 何锋   周璇   赵长啸   李峭   王鹏   熊华钢   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 延迟分析   机载网络   实时性   航空电子系统   计算紧性  

描述： 航空电子系统机载网络实时性能评价技术

基于超统计的多阶段航空发动机剩余寿命预测

作者： 刘君强   胡东斌   潘春露   雷凡   赵倩茹   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性   航空发动机   无迹卡尔曼滤波   超统计   剩余寿命   多阶段  

描述： 针对传统航空发动机剩余寿命预测模型无法客观描述多阶段性能衰退过程及对于剩余寿命预测精度不高的问题，本文提出了一个新的多阶段航空发动机剩余寿命预测模型，包括超统计理论、突变点检测、无迹卡尔曼滤波与非线性预测四部分内容。提出了基于超统计理论的多阶段分割滤波算法，该算法首先采用超统计理论进行突变点检测，将航空发动机的健康数据划分为多个退化阶段；然后应用无迹卡尔曼滤波对融合的时变参数进行滤波处理；最后通过非线性拟合对发动机剩余寿命进行预测。实验采用美国国家航空航天局发布的航空发动机数据进行数据分析和验证。结果表明本文提出的方法在发动机性能退化中的预测具有更好的适应性，更小的拟合误差，能更准确地预测发动机的剩余寿命，预测精度比单阶段方法提高5.5%。

航空发动机转子结构布局优化设计方法

作者： 李超   金福艺   张卫浩   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   构型设计   航空发动机   结构效率   结构布局  

描述： 结构是航空发动机功能、性能及可靠性设计水平的综合体现,一切技术要求、性能指标、强度指标或者结构的安全性和可靠性都应建立在合理的结构布局设计上。提出了航空发动机转子结构布局并对其进行优化设计的观点,同时以典型高推重比涡扇发动机高压转子的结构构型为例,基于试验设计(DOE)的响应面法,应用有限元计算并通过多目标遗传优化算法,分别从抗变形能力、力学环境适应能力以及转子结构效率综合进行相关优化计算,论证了合理的结构布局形式可以大幅度提升转子的力学特性。研究方法对于航空发动机转子系统的初始结构布局设计具有指导意义,可以显著减少结构设计的迭代次数,缩短设计周期。

大型机场滑行道航空器交通流特性仿真

作者： 薛清文   陆键   姜雨   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 元胞传输模型(CTM)   交通流   相态演变   滑行道   Net   Logo  

描述： 滑行道是连接跑道和停机坪的纽带,是大型机场航空器场面运行的关键资源。随着场面航空器数量的不断增加,航空器在滑行道区域涌现出特有的交通流特性。基于滑行道航空器运行规则,结合元胞传输模型(CTM),建立宏观的滑行道航空器交通流元胞传输模型,在NetLogo系统动力学仿真平台的基础上,以中国某大型机场滑行道航空器运行为例对模型进行验证,推理滑行道交通流基本参数之间的关系和相变特征。研究表明,滑行道交通流在自由流、同步流和阻塞流3种相态中演变,其中在同步流相态中,随着密度增加,流量从0.15降至0.10架次/min,速度从20降至7.64m/s,说明流量和速度参数对于密度的变化十分敏感。当离场率与进场率的比例从0.2降至0.15时,3种相态下的临界流量从0.15、0.10降至0.13、0.05架次/min;临界速度在自由流不变,同步流和阻塞流中依次从7.64、1.07降至0.88、0.25m/s;临界密度在自由流由0.50降至0.46架次/km,而在同步流阻塞流中依次从0.88、6.21增加至3.77、13.17架次/km。本研究揭示滑行道交通流拥堵演变机理,为制定科学合理的滑行道管理控制策略提供理论基础。

航空活塞发动机涡轮增压器失效关键影响因素分级

作者： 鲍梦瑶   丁水汀   李果   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡轮增压器   系统模型   影响因素分级   对应分析法   关键影响因素  

描述： 航空活塞发动机涡轮增压技术的应用大幅增加了动力系统的复杂性,与增压器相关的安全问题日趋严峻。以某型航空活塞发动机及其两级增压器为对象,聚焦失效诱因的判断方法研究,在建立的整机系统模型基础上,提出一种改进的对应分析法实现对增压器失效模式关键影响因素的分级。结果显示:通过列轮廓坐标随关键影响因素的数值偏离程度表明影响大小的分级方法,可以有效辨识出失效的关键影响因素,废气阀直径是影响各工作边界安全裕度的首要因素,需首先加以控制。

融合注意力和多尺度特征的航空发动机缺陷检测

作者： 赵崇林   朱江   胡永进   李祖泽   王鹏举   谢涛   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 注意力机制   航空发动机   YOLOv5   深度学习   缺陷检测  

描述： 航空发动机的结构完整性关乎飞行安全。目前基于孔探技术的航空发动机缺陷检测以人工操作为主。为提高检测精度和效率，提出了一种融合注意力和多尺度特征的航空发动机缺陷智能检测算法，以辅助孔探工作。首先，针对原始孔探图像中缺陷样本的类别不平衡问题，采用了一种基于几何变换和泊松图像编辑的多样本融合数据增强方法，丰富小样本图像并构建缺陷数据集。然后，在基准网络YOLOv5中融入协调注意力模块(CA)，以强调缺陷特征的提取，增强网络对缺陷目标和复杂背景的区分。在颈部网络中构建加权双向特征金字塔结构(BiFPN)，以完成更高层次的特征融合，提升对多尺度目标的表达能力。最后，将边界框回归损失函数定义为EIOU损失，实现对缺陷目标快速、准确地定位和识别。实验结果表明，本文算法检测缺陷的平均精确度达到了89.7％，较基准网络提升了6.3％，训练后的模型大小仅为14.0M。因此，所提方法可以有效地检测航空发动机的主要缺陷。