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2023 年 1 期封面

2023, 43(1).

摘要(49) PDF(10)

摘要:

2023 年 1 期目录

2023, 43(1): .

摘要(54) HTML(30) PDF(9)

摘要:

柴-燃混合循环系统发展综述及航空适用分析

丁水汀, 宋越, 杜发荣, 朱锟, 赵帅, 周煜

2023, 43(1): 1-17. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.006

摘要(123) HTML(65) PDF(14)

摘要:
在充分调研国内外混合循环动力系统发展现状的基础上，总结各种动力系统的性能优劣势，分析制约其发展的瓶颈技术难题. 基于我国小型航空动力系统的研究现状和发展所面临的严峻挑战，提出适用于航空领域的混合循环动力系统发展要求：高功重比、高工作可靠性、低结构复杂度、高热效率和低油耗. 借鉴混合循环动力系统在其他领域发展现有的研究成果和应用经验，总结混合循环动力系统在航空领域发展所面临的结构设计及布局、理论及试验研究、控制方法及策略等技术难点，给出对应的建议解决方案. 为混合循环动力系统在航空领域的应用提供技术建议，为我国发展高性能高水平的小型航空动力系统提供新的发展方向.

铝蜂窝夹芯结构抗爆性能仿真分析与优化

荣吉利, 刘东兵, 赵自通, 韦振乾

2023, 43(1): 18-26. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.013

摘要(109) HTML(56) PDF(20)

摘要:
利用CONWEP计算模型对铝蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行了有限元分析，以背板最大变形和夹芯层比吸能作为抗爆性能指标，根据不同基体材料的组合结构建立了铝蜂窝夹芯结构的基准模型. 基于基准模型，定量研究了铝蜂窝夹芯结构各部分结构参数和蜂窝胞元类型对其抗爆性能的影响规律. 结果表明面板材料采用Al2024T351，背板材料采用RHA的组合结构具有良好的抗爆性能；相比于背板厚度变化，面板厚度的变化对铝蜂窝夹芯结构抗爆性能指标的影响更显著. 应用构建代理模型的方法对铝蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行了多目标优化设计，使铝蜂窝夹芯结构的抗爆炸冲击波性能得到了明显改善，这对抗爆结构的工程设计有一定指导意义.

铝质量分数对CL-20基炸药驱动筒壁能量输出结构影响

吕中杰, 高晨宇, 赵开元, 黄宁, 刘彦, 黄风雷

2023, 43(1): 27-35. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.015

摘要(56) HTML(20) PDF(8)

摘要:
为探究铝粉质量分数对六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基炸药在爆炸驱动筒壁过程中能量输出结构的影响，考虑到筒壁及爆轰产物的轴向运动，基于微元法和爆轰产物状态方程建立了爆炸驱动过程中的能量输出模型. 设计了2种不同铝质量分数的CL-20基炸药（CA5、CA30）和对应的含氟化锂炸药（CF5、CF30），开展直径50 mm的标准圆筒实验，应用光子多普勒测速仪记录圆筒壁膨胀速度. 计算结果表明：圆筒壁膨胀过程中，基体炸药质量分数由89%降至64%时，CL-20基含铝炸药和含氟化锂炸药驱动金属的能力降低；铝粉质量分数由5%增加到30%时，膨胀结束时刻的内能随之增加；不同氟化锂质量分数的CL-20基炸药能量转化率在93%左右，该值均高于对应的含铝炸药.

基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

水小平, 王斌, 马士洲, 胡德强, 程万影, 刘铖

2023, 43(1): 36-44. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.025

摘要(47) HTML(27) PDF(4)

摘要:
研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题. 基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模，通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性，采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型，搭建了压发装置结构的精确有限元模型；设计了压发装置加载实验系统，采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性. 根据目标触发载荷范围，优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数. 数值模拟直接指导了压发装置参数设计，并已成功应用于型号研制.

跨介质弹体出水稳定性

朱睿, 张焕彬, 庄启彬, 温潍齐, 何星宇, 刘志荣

2023, 43(1): 45-53. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.031

摘要(59) HTML(30) PDF(11)

摘要:
研究弹头构型、发射角及弹射速度对弹体跨介质稳定性的影响机制，为多样化弹道跨介质兵器/飞行器的设计提供试验及理论支持. 开展弹体跨介质出水试验及数值仿真，经瞬时图像集解析获取弹体跨介质偏转角变化量及运动轨迹，构建高精度气/水跨介质数值模型，揭示弹体穿越气/水界面过程中弹头构型、发射速度、发射角对弹体承载分布及跨介质稳定性的作用机制. 研究结果表明，弹体气/水跨介质数值模型计算误差<5%；同一弹体跨介质出水稳定性随发射速度、发射角增大而提高；相同发射工况时，各弹头构型跨介质出水稳定性：圆弹头>90°锥形头>120°锥形头>平弹头；跨介质弹体表面液膜形态对称性越好、液膜面积变化量越小则有利于减少弹体跨介质径向载荷振幅，提升跨介质稳定性.

二冲程对置发动机工作特性研究

李志鹏, 张付军, 刘波澜, 赵振峰

2023, 43(1): 54-60. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.008

摘要(49) HTML(21) PDF(6)

摘要:
二冲程对置发动机以其良好的功重比广泛应用于无人机、无人车等领域，采用火花点燃的工作方式使之更适合采用汽油为工作介质。文中针对装备应用需采用航空煤油的技术需求，进行了不同介质（煤油和汽油），不同喷射系统（夹气燃油喷射和气道喷射）之间的试验对比. 结果表明：燃料同为汽油时，在不同节气门开度工况下，采用夹气喷射的发动机动力性优于气道喷射；只有夹气方式可以使煤油实现冷起动；进行了夹气煤油整机配机试验，在高转速工况下，节气门开度由30%提高至80%，发动机的功率和扭矩分别约增加了10 kW和65 N·m，工作过程与传统的火花点燃式发动机几近相同；最后探究了节气门控制在50%，夹气方式下煤油与汽油的性能差异对比，表明采用汽油燃料的动力性更优，功率和扭矩分别约增加了5 kW和35 N·m.

基于改进DFA和LDA的永磁同步电机机械故障检测

赵嗣芳, 宋强, 张艳明, 张伟

2023, 43(1): 61-69. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.010

摘要(74) HTML(32) PDF(5)

摘要:
为提高故障检测的精度，研究了变转速工况下永磁同步电机的机械故障检测方法. 首先，分析了电机轴承、转子偏心及其复合故障的振动特性；其次，采用Vold-Kalman算法对故障特征分量进行跟踪提取，并通过信号重构消除转速变化对故障特征分量的影响；提出一种基于改进去趋势波动分析和线性判别式分析的机械故障检测方法，实现对重构信号的故障特征提取和故障检测；最后，对所提出故障检测方法的有效性进行实验验证. 实验结果表明文中所提出方法的故障检测精度为88%.

负载敏感泵流量控制精度及变量机构节流损耗特性

汪浒江, 王振宇, 王涛, 唐守生, 方文华, 刘晓超, 杨啟福

2023, 43(1): 70-80. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.033

摘要(145) HTML(42) PDF(13)

摘要:
为了提升负载敏感泵控系统流量控制特性，建立了负载敏感泵控系统动态数学模型及动态仿真模型，并对模型的正确性开展了台架试验验证. 以动态模型为依据，着重分析了变量机构关键配合参数对负载敏感泵控系统流量控制精度及变量机构能耗特性的影响规律. 研究发现，适当的负载敏感阀及压力切断阀径向配合间隙和负载敏感阀口负遮盖量，不仅有利于提高负载敏感泵控系统的流量控制精度，而且能将变量机构节流损耗控制在较低水平. 过大的间隙和负遮盖量设计，不仅会导致变量机构节流损耗大幅增加，而且会导致负载敏感泵控系统的流量控制精度大幅降低.

基于响应值判断的目标跟踪ECO方法

陈信霖, 王建中, 孙庸

2023, 43(1): 81-86. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.024

摘要(45) HTML(17) PDF(5)

摘要:
目标跟踪(efficient convolution operator，ECO)方法因其优越的跟踪效果在各种跟踪场景中得到越来越广泛的应用，但该方法在面对遮挡、运动模糊、目标形变和背景杂乱等复杂工程实际情况时跟踪精度下降. 针对这一问题，本研究对ECO方法进行改进，加入一种相关滤波响应值判断机制，根据前几帧图像的最大响应均值和当前帧的响应峰值标准差来决定样本模型更新时机. 将改进后的ECO方法和改进前的ECO方法在相同的实验视频序列上进行对比测试，比较两种方法的跟踪效果. 在OTB2015数据集上，改进后的ECO方法的精确度达到88.0%、成功率达到79.9%，分别比改进前的ECO方法提高1.5%和1.2%，特别是面对遮挡、运动模糊和背景杂乱干扰等工程实际常见情况时跟踪效果更好，显示出改进后的ECO方法拥有更灵活的模型更新策略和更强大的适应复杂工程实际情况的能力.

基于改进SAMP的频率捷变和PRI抖动雷达群目标检测

杜慧茜, 高浩东, 傅雄军, 郎平, 董健

2023, 43(1): 87-93. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.028

摘要(126) HTML(53) PDF(20)

摘要:
针对群目标场景下目标个数未知和网格失配影响稀疏重构效果的问题，提出一种改进的稀疏度自适应匹配追踪（sparsity adaptive matching pursuit，SAMP）算法用于频率捷变和脉冲重复间隔（pulse repetition interval，PRI）抖动雷达的动目标检测. 改进算法回溯阶段的原子选择策略，通过正则化挑选出能量相近的原子进行网格失配矫正，可以有效减小重构误差、抑制重构伪峰. 根据重构信号的功率变化率自适应扩展支撑集长度（群目标个数估值），减少算法在同一步长的搜索时间. 仿真结果表明，相比于SAMP算法和传统的群目标检测算法，本文改进的算法在提升重构效果的同时也能减小距离和速度测量误差.

利用GNSS信号地表穿透特性反演土壤湿度的思考

李杰, 杨东凯, 王峰, 杨磊, 洪学宝

2023, 43(1): 94-103. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.029

摘要(55) HTML(26) PDF(8)

摘要:
利用全球导航卫星系统干涉信号（GNSS-interferometric reflectometry, GNSS-IR）进行土壤地表湿度反演具有无需信号源、探测区域宽广等特点，受到了国内外研究机构的广泛关注. 为解决传统GNSS穿透模型结构复杂的问题，根据几何构型给出了GNSS-IR计算天线相位中心与地表实际反射面垂直距离的方法，通过仿真不同土壤湿度下的高度测量偏差，建立了与GNSS信号理论穿透土壤深度的线性关系，以及与土壤湿度的反比例关系. 考虑到卫星高度角的变化对高度反演的影响，采用修正的测高模型，并利用Lomb-Scargle谱分析的方法计算了高度测量偏差. 为减少地表植被对反演天线相位中心距离地表实际反射面垂直距离的影响，利用归一化植被指数对高度测量偏差进行了修正，同时建立了GNSS信号高度测量偏差与土壤湿度的一阶反比例模型，最后对该模型进行了验证. 结果表明，对于长时间大尺度变化土壤湿度的场景，利用GNSS信号地表穿透特性进行土壤湿度反演有着很好的效果.

气溶胶浓度分布平面探测系统的仿真分析

陈思颖, 陈源源, 郭磐, 张寅超, 陈和, 郝伟, 李鑫

2023, 43(1): 104-110. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.032

摘要(68) HTML(24) PDF(7)

摘要:
为了实现气溶胶分布的成像探测，根据平面激光诱导荧光技术的基本原理，对气溶胶浓度分布平面探测系统单个像元的探测能力进行了理论分析. 以荧光素作为目标粒子，对波长为450 nm的连续激光在探测平面内的分布和衰减变化进行了计算，并根据波长范围为500~600 nm的荧光信号和sCMOS相机单个像元输出信号的信噪比公式，分析了不同系统参数变化对单个像元可探测最低粒子数的影响，以及在探测平面内的分布差异，从而了解不同系统参数对气溶胶平面成像探测准确度的影响规律，为研究气溶胶分布的平面探测提供有效方法和理论参考.

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2023年第43卷第1期

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