留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

当期目录

2026年  第52卷  第3期

显示方式:
2026年, 第52卷, 第3期
icon下载 (75219) 31 icon预览
塑料齿轮研究的进展和方向
石照耀, 辛栋
2026, 52(3): 627-642. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0788
摘要:

塑料齿轮以其独特的优势在智能家居、汽车等领域得到广泛应用,国内外研究人员对塑料齿轮的结构设计、材料特性及服役性能进行了大量研究,初步形成了塑料齿轮标准。为此,简要回顾了塑料齿轮的发展历程,介绍了塑料齿轮的特性和局限、齿形和结构的创新设计、新材料的改性和应用、成型工艺的优化、精度测量新方法、性能测试新技术等方面的研究进展,以及塑料齿轮标准化的情况,总结出塑料齿轮研究尚处于重要发展阶段,未来的研究方向在于通过设计创新和新材料应用提升其综合性能,开展更加系统全面的实验研究,准确理解服役行为,并评估其性能。

融合地形参数的CYGNSS青藏高原土壤湿度反演
张云, 师丽云, 杨树瑚, 潘海燕, 韩彦岭, 洪中华
2026, 52(3): 643-654. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0789
摘要:

青藏高原的土壤湿度是影响全球大气环流和气候变化的重要因素,旋风全球导航卫星系统(CYGNSS)使用全球导航卫星系统反射信号技术(GNSS-R),为监测青藏高原的土壤湿度提供了新的手段,但高原复杂的地形环境使得CYGNSS的反射率难以被直接用于土壤湿度的反演。基于此,提出了融合修正后CYGNSS反射率、CYGNSS入射角、地形参数(海拔、坡度和地表粗糙度)等5 个特征参数的星载GNSS-R土壤湿度机器学习反演模型。对 CYGNSS 反射率进行发射功率的系统误差修正、地表植被和地表粗糙度衰减误差修正;将修正后反射率等5个参数作为输入特征量,SMAP土壤湿度作为验证数据,使用2020年解冻期(6—9月)数据按5∶5随机分为训练集和验证集,分别建立随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)青藏高原土壤湿度反演模型,以2021年解冻期的数据作为测试集,考察模型的泛化能力。随机森林模型的结果优于人工神经网络模型,测试集上反演结果的均方根误差(RMSE)为0.0586 $ \text{c}{\text{m}}^{\text{3}}\text{/c}{\text{m}}^{\text{3}} $,皮尔逊相关系数为0.7033,模型具有较好的泛化性能,且反演得到的青藏高原土壤湿度的空间变化和降水的空间变化趋势相吻合。将CYGNSS土壤湿度与那曲实测土壤湿度进行对比,均方根误差为0.070 $ \text{c}{\text{m}}^{\text{3}}\text{/c}{\text{m}}^{\text{3}} $,具有较高的精度。研究结果表明,融合修正后CYGNSS反射率、CYGNSS入射角和地形参数建立的反演模型能够较为准确地反演青藏高原大范围的土壤湿度。

基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法
赵桂玲, 王金宝, 姜子昊, 高帅
2026, 52(3): 655-667. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0822
摘要:

全球导航卫星系统(GNSS)信号易受到干扰产生故障,导致滤波器性能降低,影响全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统(GNSS/SINS)组合导航系统输出精度。针对该问题,提出一种基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法。算法基于新息残差对系统量测数据进行评估,设计基于平滑有界层宽度的故障检测函数进行故障精确检测;利用故障检测函数值构造抗差协因数矩阵进行误差实时修正,提高状态估计的精度与鲁棒性。阶跃故障和缓变故障2类典型的GNSS故障实验结果表明:基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法与传统的基于残差卡方故障检测的抗差自适应算法相比,速度故障检测率提高7.6%~23.2%,位置故障检测率提高3.2%~12.3%;速度精度提高20.7%~27.1%,位置精度提高22.2%~34.6%。所提算法有效提高了GNSS/SINS组合导航系统的精度与鲁棒性。

增强上下文特征交互的实时无人机影像分割算法
李云红, 张富星, 苏雪平, 李丽敏, 王梅, 梁成名
2026, 52(3): 668-677. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0830
摘要:

针对无人机影像语义分割任务中轻量级算法缺乏全局信息交互导致分割结果中目标漏检与不完整问题,提出了一种增强上下文特征交互的实时无人机影像分割算法。算法采用双分支结构,利用不同方向的全局平均池化对通道和空间信息进行编码,保留了精准的位置信息,并增强了对图像中局部细节信息的关注;利用位置感知循环卷积和空间加权构建全局感知提取模块,实现了全局上下文信息捕获;对不同尺度特征采用加权操作进行融合,降低了融合过程中的信息损失与算法的计算量。在UAVid 和AeroScapes数据集上对所提算法进行验证,结果显示:平均交并比(mIoU)分别达到66.5%和63.0%,相比BiSeNet V2提升了2.6%和2.2%,分割速度分别达到79.9帧/s和71.4帧/s,相比BiSeNet V2提升了8.3帧/s和6.9帧/s,在保证实时分割速度的同时取得了较好的分割精度。

液压作动器差动连接下双唇级联靴形往复密封特性研究
彭超, 谭爽, 叶强, 苗建明, 欧阳小平
2026, 52(3): 678-686. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0779
摘要:

液压作动器差动连接方式使活塞杆处往复密封工况更加恶劣,摩擦力增大,发生倾覆几率大幅度提高。常规单唇口往复密封无法满足高可靠密封要求,以双唇级联靴形往复密封为研究对象,基于软弹流理论,融合有限元软件与数值编程迭代方法,利用流体运输速率守恒准则迭代更新唇间压力,研究差动连接工况下双唇级联靴形往复密封的界面特性,对比双唇级联靴形往复密封与传统VL密封在差动连接工况下的摩擦与泄漏性能。结果表明:双唇级联靴形往复密封的主唇口主要起防止油液泄漏的密封作用,副唇口主要起支撑作用,增强密封结构稳定性;唇间压力有助于减小接触力和摩擦力;差动连接工况条件下,保持相同密封性能(泄漏量),与传统VL密封相比,双唇级联靴形往复密封主唇口的摩擦力下降了36.87%,能够有效减轻唇口磨损,减少差动连接工况中发生倾覆的几率。

基于R藤Copula-DBN齿轮箱故障诊断
王进花, 刘正奇, 曹洁, 刘昀强, 陈莉
2026, 52(3): 687-697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0777
摘要:

传统动态贝叶斯初始网络在多维数据下进行结构学习时,需搜索的有向无环图空间大,难以获得最优结构,导致故障诊断精度低。为此,提出一种R藤Copula模型与动态贝叶斯网络(DBN)相结合的故障诊断方法。采用结构预测模型对所提取的特征进行筛选,得到相关性较强的节点,减小网络结构空间的大小;采用R藤Copula模型第一层树结构结合传递熵方法构建动态贝叶斯初始网络,将初始网络在时间序列按马尔可夫过程展开构建DBN进行故障诊断,解决在多特征下网络构建难以获得最优结构的问题。采用东南大学齿轮箱数据进行验证,与其他方法对比,结果表明,所提方法能够更好地进行DBN结构学习,且数据与模型的拟合度较高,在故障诊断时能够取得良好的诊断结果。

横向非均匀积水对飞机滑水偏出跑道行为影响
李岳, 张耀华, 蔡靖, 任怡楠
2026, 52(3): 698-705. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0845
摘要:

机场道面积水受多重因素影响,非均匀分布特征显著,可导致飞机偏出跑道事故,仅以单一积水厚度指标表征能力不足。对此,建立飞机滑水偏出跑道行为理论模型,基于美国足尺加载试验开展飞机轮组滑水仿真分析,分段量化机场道面横向非均匀积水分布,对比两侧飞机轮组摩阻作用差异。提出一种非均匀积水临界长度评价指标,通过ADAMS整机运动学分析探讨飞机滑行轨迹及速度变化与评价指标关联,验证其合理性与适用性。结果表明:飞机在横向非均匀积水机场道面着陆时,两侧飞机轮组所受摩阻作用存在明显时程差异;飞机处于非对称偏转力交错影响之下,偏出跑道风险贯穿着陆滑行全过程;3组案例分析所得非均匀积水临界长度与理论值相差在6.6%以下,该指标可考察由横向非均匀积水引发的偏转作用累积影响,为起降安全保障及机场道面积水控制提供参考。

一种无锚旋转框遥感图像船只目标检测算法
李露, 陈科研, 刘辰阳, 史振威
2026, 52(3): 706-712. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0852
摘要:

精准高效的船只目标检测在确保海洋利益和构建海洋强国中发挥着重要作用,其现实价值显著。然而,现有的基于可见光遥感图像的船只检测算法大多依赖于锚框,计算量大、超参数多且算法的泛化能力有限。尽管自然图像目标检测算法通过采用无锚的方法改进了这些问题,但大部分只能实现水平框目标检测,无法应对船只目标形状狭长、角度分布不同和排列紧密等特点。针对这些问题,设计一种无锚旋转框遥感图像船只目标检测算法。在CenterNet的基础上,针对遥感图像船只检测任务,提出一种基于分布先验的置信度系数预测分支来产生更高质量的正样本;一种基于双曲激活的角度预测分支来限制角度的输出空间,得到更准确度旋转角度表示;同时,该算法采用柔性正负样本标签分配策略,以提供动态的精细化的监督信息,加速网络的收敛。在HRSC2016数据集上的实验验证了所设计算法相比与其他先进对比算法的优越性,并证实了所设计的各模块的有效性。

基于SCACGAN的小样本齿轮箱故障诊断
王进花, 刘秦玮, 曹洁, 陈莉
2026, 52(3): 713-723. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0819
摘要:

针对辅助分类器生成对抗网络(ACGAN)在小样本齿轮箱故障诊断过程中,生成故障样本缺乏多样性,且质量较差,导致诊断准确度不高的问题,提出一种基于自校正辅助分类器生成对抗网络(SCACGAN)的齿轮箱故障诊断方法。在辅助分类器生成对抗网络中引入一个独立的分类器,改善判别器输出错误对生成样本质量造成的不良影响,并对不同齿轮箱样本的健康状况进行分类;采用最小二乘函数,提高模型的生成能力和分类能力,改善训练过程中生成样本质量不高的问题;在生成器中引入自校正卷积神经网络,增强故障特征获取的能力。实验结果表明:在小样本条件下,所提方法能够生成质量较好的故障样本,从而提高了齿轮箱的故障诊断准确度。

基于信息熵的客机倾斜姿态应急撤离评价
程明, 韦柯宇
2026, 52(3): 724-735. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0785
摘要:

为探究与评价客机不同倾斜姿态下人员应急撤离效果,利用信息熵理论建立客机倾斜姿态应急撤离评价模型。构建人员应急撤离评价指标,以真实撤离试验数据进行宽体客机倾斜姿态应急撤离模拟仿真试验,采用熵权-逼近理想解排序(TOPSIS)法完成应急撤离效果的评价和优劣排序。试验数据显示:倾斜姿态对撤离时间影响范围为−7.32%~+3%,俯角与仰角姿态在出口2、出口3位置的人员密度呈现明显差异,速度熵峰值集中发生在撤离初期。分析表明:速度大小熵和出口人员密度为影响倾斜姿态撤离效果的2个重要因素;俯仰5°撤离效果最佳,俯仰−10°撤离效果最差,俯仰倾斜角度为5°与10°呈现出相反的撤离效果。所建模型可实现不同倾斜姿态的评价与排序,为宽体客机设计、制造与运行的安全评估提供参考。

飞机复合材料结构载荷测量的温度修正方法
李俊, 李文龙, 高腾龙, 李亚南, 刘敬礼
2026, 52(3): 736-743. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0853
摘要:

针对温度对飞机复合材料结构载荷测量结果的严重影响问题,分析飞机结构载荷测量温度影响机理,建立包含应变电桥相对响应系数和热输出的温度修正模型,并分别给出相对响应系数和热输出与结构温度的通用关系模型。通过复合材料层压板和翼面盒段试验件的温度试验及温度-载荷组合试验对关系模型进行了验证,结果表明:在黏接剂温度特性满足要求的情况下,相对响应系数倒数与无量纲结构温度呈幂函数关系;热输出与结构温度变化量呈截距为0的三次多项式的关系。利用所建模型对某型飞机复合材料翼面结构载荷飞行测量结果进行了修正,修正后的压心相对变化最大值达到30.68%,显著提高了载荷测量的精准度,为飞机飞行载荷验证提供了可靠的数据。

反舰弹道导弹杀伤效能的不确定性研究
王志辉, 相志宁, 高萍
2026, 52(3): 744-752. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0774
摘要:

在强对抗和不完备信息环境下获取较为准确的杀伤效能是反舰弹道导弹作战运用研究的重难点。基于此,提出迭代减少反舰弹道导弹杀伤效能不确定性的研究方法。建立杀伤效能评估的仿真模型;采用信度分布函数刻画影响因素的不确定性;基于仿真模型计算杀伤效能的信度分布函数;利用信度熵分析每个因素对杀伤效能不确定性的全局影响度。通过针对性减少关键因素的不确定性,高效减少杀伤效能的不确定性。在示例中,杀伤概率不确定范围由0.2~0.6缩小至0.41~0.50。所提方法为作战效能评估提供了一种新的思路。

双连孔力传感器柔度建模与应变解析
李立建, 唐守乾, 姚建涛, 王迎佳
2026, 52(3): 753-762. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0775
摘要:

双连孔力传感器在航空航天和工业计量等领域中应用广泛,但因其结构中存在变截面设计,导致其载荷位移特性和应变载荷关系较难解析描述,进而影响含双连孔结构的多维力传感器设计与性能优化。基于此,基于弹性梁理论,推导得到变截面力敏单元的柔度矩阵和应变载荷关系,进而通过柔度矩阵建模方法构建出双连孔力传感器的整体柔度模型,并以此为桥梁,获得双连孔结构上力敏单元应变片感知应变与传感器测力端作用载荷间的解析映射关系。通过有限元和实验分别对所构建的模型和应变解析关系进行验证。结果表明:期望维解析柔度相对有限元结果误差控制在3%以内,桥路输出电压理论相对于实验结果误差控制在5%以内,说明推导得到的解析公式可用于正确评价双连孔力传感器载荷位移特性和桥路输出应变与测力载荷间的映射,进而为含双连孔结构的多维力传感器优化设计提供可靠的理论技术支持。

多因素飞行冲突探测中的认知负荷评估方法
杨越, 马博凯, 程龙
2026, 52(3): 763-771. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0816
摘要:

管制员认知负荷的实时监测与评估对空管系统的安全运行具有重要意义,以生理参数反映管制指挥中认知负荷的变化情况,便于及时发现影响管制效能的不良工作状态,从而实现风险管控关口前移。基于雷达管制仿真实验平台搭建不同空域复杂性条件下的冲突探测场景,设计最小间距(4 km、12 km、16 km)×汇聚角度(45°、90°、135°)×速度特性(速度相同、快速优先、慢速优先)的被试内三因素重复测量实验方案;采集眼动和心电数据,基于多因素方差分析研究不同复杂性因素的影响效应及生理指标的变化规律,筛选能够有效表征空域复杂性的特征生理指标;在此基础上,采用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和长短期记忆网络(LSTM)3种机器学习算法对被试的认知负荷进行预测。研究表明,在同类因素的不同水平中,被试的认知负荷分别在最小间距(MD)接近告警间隔和汇聚角度(CA)为锐角的水平下达到最高,在速度特性(SC)为速度相同时达到最低。注视点总数(NrF)、扫视点总数(NrS)、平均扫视持续时间(SD)、平均扫视幅度(SA)、平均扫视峰值速度(SPV)、眨眼频率(BF)、瞳孔直径(PD)、平均呼吸频率(RR)及心率变异性中低频与高频功率的比值(LF/HF)9项生理指标可以作为有效表征不同MD水平下认知负荷的特征指标。基于单模态眼动信号的SVM模型预测准确率为94.69%,高于单模态心电信号预测模型和眼动+心电双模态信号预测模型,删除强相关的特征指标会在一定程度影响模型性能。

矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性
袁家辉, 陈水福, 夏俞超, 刘奕
2026, 52(3): 772-783. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0828
摘要:

为探讨建筑深宽比和来流湍流特性对矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性的影响,对深宽比为1/9~9的矩形高层建筑在4种风场中进行了同步测压风洞试验。基于试验结果,分析建筑深宽比、湍流强度和湍流积分尺度对顺风向脉动风荷载竖向相关系数和相干函数的影响;通过非线性最小二乘法,拟合得到了适用于深宽比为1/9~9的矩形高层建筑竖向相关性数学模型。结果表明:顺风向脉动风荷载相关系数同时受到建筑深宽比和测点层高差影响,相关系数随测点层高差增大呈指数衰减;顺风向脉动相干函数随频率增大呈指数衰减,且衰减速率与高差和平均风速的比值大致成正比;对于不同深宽比建筑,湍流积分尺度和湍流强度对顺风向脉动风荷载相关性的影响不同;本文针对不同风场提出的矩形高层建筑顺风向脉动风荷载相关系数和相干函数公式和试验结果吻合良好,可为建筑结构设计及荷载规范修订提供参考。

基于相似性加权的复杂系统费用测算模型
常菊, 刘晓东, 何荧
2026, 52(3): 784-790. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0840
摘要:

为进一步提高航天器等大型复杂系统的费用测算精度,将大型复杂系统看作一定参数集合的系统分布,定义待测系统与样本的Jensen-Shannon(JS)散度、灰色关联度及综合相似度,根据综合相似度计算样本权重大小,构建复杂系统费用测算的加权回归模型。当样本量较少不满足最小二乘法建模条件时,选择综合相似度最大的样本作为基准样本,构建费用的驱动效应矩阵,根据矩阵中参数与费用的JS散度大小,按序选取散度较大的参数作为测算模型的自变量。针对样本量大于和不大于参数量2种情况实例计算结果。结果表明:基于JS散度和灰色关联度融合的相似性加权回归测算模型具有较高的预测精度和稳定性。

半倾转构型旋翼飞行器纵向操纵策略研究
田洪源, 鲁森魁, 武上景
2026, 52(3): 791-800. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2025.0514
摘要:

半倾转构型旋翼飞行器作为一种新构型的垂直起降飞行器,由于其多舵面带来的操作冗余与倾转过渡轨迹相耦合问题,仍没有较好的解决方案。为此,基于最优控制理论,针对半倾转构型旋翼飞行器纵向操纵冗余问题,同步开展舵面分配与动态倾转过渡轨迹优化研究。针对半倾转构型特点建立纵向刚体飞行力学模型,采用操纵速率作为控制量,避免优化过程中出现跳跃不连续的操纵策略,分析纵向舵面分配问题,建立混合操纵方程。将飞行器过渡倾转过程的轨迹优化问题转化为非线性动态最优控制问题,选取合理的优化目标与约束条件,建立最优控制模型。选取不同的舵面分配方程与目标函数,多次开展正向和逆向倾转过渡过程的优化计算,并进行参数影响性分析,同步确定飞行器舵面分配及过渡飞行最优操纵策略与飞行轨迹。采用仿真分析验证了方法的有效性。相比于传统的先基于配平计算确定舵面分配,再通过优化计算确定飞行轨迹的策略制定方式,姿态的稳定性与操纵负荷得到显著的优化。

基于小波变换的压力脉动信号分析方法
覃子宇, 韩猛, 韩啸, 赵硕, 姜宇涵, 林宇震
2026, 52(3): 801-808. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0781
摘要:

在航空发动机燃烧室高温高压实验中采集动态压力脉动信号,通过离散小波变换(DWT)和连续小波变换(CWT)分析信号从稳定状态演变为不稳定状态的非平稳特性。结果表明:压力序列存在2种振荡模式的切换,小波分析方法能够有效识别燃烧室压力脉动动态转变过程。在转变时刻后,压力脉动表现为声学模态频率下的极限环热声振荡,在转变时刻前,压力脉动具有频率调制的特性,瞬时振荡频率随时间周期性变化。同时,运用离散小波变换可实现相比傅里叶变换更好的早期预报性能。

涵道式冲压发电涡轮部件级性能模型建模和参数设计方法
张华波, 郭迎清, 李桂财, 赵万里, 叶鹏
2026, 52(3): 809-817. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0787
摘要:

随着机载附件系统电力需求的日益增长,涵道式冲压发电涡轮因其高效、低阻的特性,被视为理想的机载发电方案。针对涵道式冲压发电涡轮布局结构导致的部件耦合性强、系统建模与性能分析难度大等挑战,提出涵道式冲压涡轮部件级模型建模和参数设计方法。采用部件法进行建模,并通过粒子群优化算法实现模型参数设计,自动实现设计点性能精确匹配;同时采用Newton Raphson方法进行模型求解,为系统分析提供可靠依据。针对某型带有旁路和增压级的涵道式冲压涡轮系统,进行模型建立和参数设计,验证了所提方法的有效性,并初步揭示了该系统的潜在优势。非设计点仿真结果显示:此系统旁路开启时26 kW下工作包线面积拓展为关闭状态的332.48%,显著增大了有效工作范围,动态阶跃干扰后响应达到95%的时间增大至307.59%,系统的稳定性显著提升。

一种定转速涡桨发动机的简化建模方法
杨阳, 戴树岭, 雷小永
2026, 52(3): 818-825. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0842
摘要:

为实现飞行仿真中涡桨发动机的精确建模,针对定转速控制规律下的涡桨发动机,深入剖析其部件工作特性,并运用简化部件模型对核心机进行一体化建模。为提高动态建模精度,引入系统辨识方法,采用二阶传递函数对模型动态过程进行近似,使加速过程的拟合度达到95.5%。此外,为提高模型的通用性,根据相似理论准则进行归一化处理,实现了模型飞行包线内运行的推广。利用公开的涡桨发动机部分试验和仿真数据,以及AH-20M涡桨发动机总体性能数据,通过调整模型设计点参数,快速进行建模。仿真结果表明:仅需利用有限的总体性能参数数据,即可迅速构建出具有一定稳态精度、动态变化过程合理的发动机模型。仿真结果为飞行仿真中的涡桨发动机建模提供了一种高效且精确的解决方案。

非均匀加热下超临界燃油在并联双管中质量流量分配特性
董昊, 赵超凡, 朱剑琴, 程泽源
2026, 52(3): 826-836. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0771
摘要:

为研究线性非均匀加热下超临界燃油在并联双管中的质量流量分配特性,通过瞬态模拟超临界燃油RP-3流经并联双管的流动过程,探究质量流量分配特性的影响因素及其作用机理;通过稳态模拟平均热流密度在2.7~3.9 MW/m2、热流增长率在0.025~0.225范围内的质量流量分配特性,研究不同非均匀加热条件对质量流量分配特性的影响。结果表明:拟临界状态、裂解反应、固体导热、分流阻力差是影响质量流量分配特性的主要因素;拟临界状态正反馈、裂解反应正反馈会增大双管间的质量流量偏差;固体导热负反馈、分流阻力差负反馈会减小双管间的质量流量偏差。裂解反应正反馈被激活的必要条件是总加热功率可使全部冷却工质达到裂解温度。保持平均热流密度3.7 MW/m2不变,热流增长率增大了8倍,质量流量相对标准差增大了11%。非均匀加热条件主要起质量流量分配偏差的诱导作用,对最终质量流量分配特性的影响较小。

基于2D-FFT与2D-CFAR的调频引信快速高精度信号处理方法
张安琪, 曹荣刚, 周宇, 李佳武, 曹宇曦, 于永滨
2026, 52(3): 837-845. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0827
摘要:

针对调频引信在实际应用中谐波定距法定距精度不高的问题,根据快速傅里叶变换(FFT)及恒虚警率(CFAR)理论,设计以二维快速傅里叶变换(2D-FFT)方法与频域二维恒虚警率(2D-CFAR)自适应检测方法为核心的差频信号处理方法。该方法将一维差频信号转换为二维矩阵,通过2D-FFT变换得到二维距离-速度频谱,并将静态杂波滤除,抑制噪声对调频引信的影响,对滤波后的二维频谱使用2D-CFAR提取目标的距离和速度。通过仿真验证所提方法性能,结果表明:所提方法在干信比15 dB的情况下,定距相对误差为0.033,测速相对误差为0.004,能够在10.26 μs内准确地输出起爆信号。所提方法能够满足调频引信与地面目标在高速交会情况下目标距离和速度的准确获取和实时性,并提高调频引信的抗扫频干扰能力。

强夯作用下夯沉量实用计算方法
许国一, 冯锦艳, OCHIENG J. OBONGO, 于卓奇, 童朝霞
2026, 52(3): 846-852. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0848
摘要:

强夯夯沉量的准确预测对其设计施工至关重要。我国规范中地基土静荷载沉降计算多采用分层总和法,该方法简便实用,且工程经验丰富。强夯冲击荷载下的竖向动应力分布与静荷载下按弹性理论计算的土中附加应力分布类似。在此基础上,借鉴分层总和法思路,提出一种计算强夯夯沉量的拟静力实用计算方法。通过便携式落锤弯沉仪试验和贯入仪试验,对计算方法中涉及的动荷载特性参数及动回弹模量与压缩模量的关系进行了初步探讨,建议了平均夯锤接触动应力的计算方法。为验证所提夯沉量实用计算方法的有效性,将3个工程实例的实测夯沉量与计算夯沉量进行对比分析,结果表明:所提方法能较好地反映地基土体在不同能级下夯击的沉降特性,对于低、中、高3种不同能级的强夯工程,计算夯沉量与实测夯沉量的相对误差分别为2.28%、2.27%和9.89%。所提强夯夯沉量实用计算方法公式简单,使用方便,可为冲击荷载作用下地基土的沉降计算提供新思路。

双置信度下多特征自适应融合的红外弱小目标实时跟踪
陈家俊, 李响, 宋延嵩, 董小娜
2026, 52(3): 853-863. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0802
摘要:

针对在红外弱小目标跟踪过程中出现的地面背景杂乱、相似目标干扰及目标微弱等一系列难题,为提高算法在复杂地面背景下跟踪的鲁棒性和实时性,利用卡尔曼滤波预测目标的初始位置,将初始位置设置为感兴趣区域(ROI)的中心。提取ROI区域中目标的灰度(GRAY)特征、梯度(HOG)特征和局部二值(LBP)特征,分别计算滤波响应图,依据3个响应结果的平均峰值相关能量(APCE)和相邻2帧的响应一致性(CFR)获得融合权重,采用自适应加权融合的方式将3个特征的响应结果进行融合,从而估计目标的最佳位置。对目标模型进行更新,并将目标位置作为卡尔曼滤波的量度。针对不同场景的红外地面背景图像序列的实验结果表明:平均距离精度(DP)为0.782,平均重叠精度(OP)为0.731,实时跟踪速度为94.7帧/s,所提算法能够有效提升复杂环境下跟踪的准确性和鲁棒性,整体性能优于对比算法。

超声速盘收口盘缝带伞不同收口比下气动性能
代雨柔, 李健, 荣伟, 薛晓鹏, 黄明星, 方康
2026, 52(3): 864-873. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0813
摘要:

火星着陆探测器的质量提升要求降落伞增大面积以保障稳降性能,同时,需控制开伞力以避免探测器结构负担过大质量。超声速盘缝带伞盘收口技术可同时满足上述2点需求。基于此,以火星环境为背景,采用流固耦合仿真分析,得到收口比与阻力系数比、投影面积比、收口绳载荷的函数关系;采用计算流体力学仿真分析方法,研究盘缝带伞的稳定性特征。研究表明,超声速盘收口盘缝带伞能够实现阻力性能的受控变化,提供满足工程应用的稳定性能。研究结果可为超声速盘收口盘缝带伞的工程设计提供参考。

丙烯工质平板环路热管的稳态建模与特性分析
贾志超, 毕涵礼, 彭正, 李国广, 吴琪, 张红星, 苗建印
2026, 52(3): 874-884. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0814
摘要:

丙烯工质平板环路热管(LHP)具有耐低温、质量轻等优势,是解决深空探测任务热控难题的关键技术。丙烯工质平板环路热管的工作性能和特性亟需掌握。基于此,建立丙烯工质新型平板环路热管的稳态模型,基于模型分析其最大传热能力和流阻特性,指出提升传热性能的主要途径。改进储液器容积和工质充装质量的计算方法,提出一种带有副储液器的环路热管设计方案,可在拓宽工作温区的同时减小质量和体积。

生物航煤燃烧低压模化数值模拟
何彦潼, 邓甜, 王伟
2026, 52(3): 885-894. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0826
摘要:

全球能源需求增长和环境污染加剧背景下,生物航煤作为清洁、低碳、可持续燃料,引领未来燃料发展。航空发动机燃烧室的原型试验受到实际条件限制,低压模化试验可简化工况参数,有效解决实际问题并满足工程需求。为此,以生物航煤为燃料,采用3种模化准则,对燃烧室进行低压模化数值模拟研究,并与原设计状态对比。结果表明:等容积流率模化准则(Q准则)预测的流场分布与原设计状态最接近,且轴向和切向温度场分布优于等燃烧效率模化准则(K准则)和L准则。低压模化条件下,与原设计状态相比,燃烧效率降低2%~3%。特别是当压力指数过高时,L准则模化后的燃油流量过小,不适用于航空发动机的模化试验。出口截面温度分布系数的预测结果显示,K准则的预测值与原设计值相比,存在负偏差,Q准则预测结果的平均误差最小。综合来看,Q准则为最优模化准则,其计算结果可为航空发动机燃烧室的低压模化试验研究提供参考。

红外遥感弱小船舶目标检测算法
谢友晨, 徐天阳, 汤张泳, 吴小俊
2026, 52(3): 895-907. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0834
摘要:

针对红外遥感弱小目标检测面临的挑战,提出一种面向弱小船舶目标的检测算法(YOLO-WIT)。针对弱小目标对位置偏移低容忍的难点,优化削减检测头,降低模型体积的同时限制锚框的最大偏移量,并设计了一种复合距离相似度度量作为损失函数降低回归分支敏感度,从而提升定位精度;针对图像背景高亮而目标灰暗的情况,设计了联接型信息扩展模块(DECO)保留微弱信号,增强对微弱特征的感知;为区分与船舶目标灰度幅值、形状相似的干扰物,利用Sobel算子求解浅层特征图的一阶导数,以边缘特征指导模型进行判断,并采用时空注意力机制进行特征强化。在数据集NUDT-SIRST-Sea上实验验证:与基线模型相比,所提算法参数量减少31.6%,在指标EmAP50上提升9%,EmAP50-95提升4.9%;与主流检测算法相比,所提算法所需资源更少,模型体积仅为9.2×106,对弱小船舶目标的检测效果更加显著。

基于近似计算技术的逻辑电路HDL级面积优化
于宗源, 王伦耀, 储著飞, 夏银水
2026, 52(3): 908-916. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0838
摘要:

针对基于近似计算技术优化算法在硬件描述语言(HDL)级电路面积优化中不能有效利用结果质量(QoR)约束所提供的优化空间问题,提出了一种包括内部信号位宽优化操作、算术运算符替换操作、近似算术电路调用及近似操作选择机制等算术电路近似优化方法,在QoR约束下实现了电路的面积优化。所提方法使用C语言编程,电路面积用EDA工具Design Compiler结合工艺库进行估算。实验结果显示:与精确优化结果相比,电路面积平均优化55.2%;与现有近似优化方法相比,平均面积优化可进一步获得24.9%提升。

SMA驱动多状态变后缘弯度机翼的设计、分析与实验
王子昂, 卢志荣, 李鸿濠, 周文雅, 王晓明
2026, 52(3): 917-925. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0844
摘要:

变弯度作为变形机翼最典型的一种变形形式,在未来智能飞行器设计领域具有广阔应用前景。针对多状态、连续变弯度机翼的设计需求,提出一种结合模块化刚柔耦合结构、交叉簧片式铰链、多级形状记忆合金(SMA)驱动器的新型变弯度机翼设计方案。针对该方案,结合交叉簧片式铰链等效刚度计算方法,推导单级、多级模块单元的等效刚度结构力学模型,并通过有限元分析完成对比验证;搭建准静态流固耦合分析模型,通过SMA完全相变驱动方式验证所提变弯度机翼方案的多状态调节能力、多工况适应性,并给出各变形状态对气动系数的影响规律;研制原理样机并搭建测试平台,完成基于前馈开环控制策略的多状态变形控制效果,验证了所提多状态变弯度机翼设计的工程可行性。

MRAM芯片单粒子功能中断机制研究
刘羽寒, 马英起, 李世行, 王菡滨, 王碧
2026, 52(3): 926-934. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0847
摘要:

随着工艺尺寸的微缩,单粒子效应成为航天器故障的重要因素之一,单粒子功能中断(SEFI)在先进工艺节点集成电路中日益突出。磁性随机存储器(MRAM)作为一种高速读写的新型存储器件,存储单元抗辐射性能优异,但其外围电路对单粒子效应更为敏感。利用脉冲激光分析SEFI对芯片的功能影响是一种高效方法。采用脉冲激光聚焦微束定位其敏感区域位于MRAM外围读电路中的控制模块,读0循环下SEFI的等效LET阈值为25 $ (\text{MeV}\cdot {\text{cm}}^{2})/\text{mg} $,发生SEFI时数据呈现百万级别的翻转错误,其翻转比特数随辐照的持续而不断上升,电流持续上升超过3 mA。分析发现,发生翻转时电流在控制端口存在正反馈效应,对MRAM的读电路通过电阻等效存储单元来建立仿真模型,得到了控制模块、灵敏放大和内存单元之间形成环路反馈结论。同时,利用电路级仿真软件对MRAM敏感区域控制模块进行单粒子故障注入,发现,控制模块同时控制的灵敏放大器(SA)单元数目越多,SA发生输出错误的时间越快。当超过3个SA被同时控制时,越易受辐照影响而发生功能中断。基于上述研究,建议从MRAM外围电路结构上抑制环路反馈,或将控制模块与SA之间采用异步处理进行抗辐射加固设计。

融合邻域信息的民间文学知识图谱补全
高方正, 王笳辉, 段亮, 岳昆, 李忠斌
2026, 52(3): 935-944. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0791
摘要:

作为民间文学的知识库,民间文学知识图谱(KG)在文本理解和知识服务等方面具有良好的应用前景,受到广泛关注。民间文学作品语言简洁,且常用短句,仅阐述民间文学人、事物间的部分关系,且KG通常难以包含领域内的所有知识,需对其进行补全。针对现有知识图谱补全(KGC)方法未能充分利用民间文学实体的不同邻域信息和关系内部的细粒度语义等问题,提出融合邻域信息的民间文学KG补全模型FolkKGC。设计关系感知注意力门控机制,融合实体邻域信息,获得民间文学实体的有效表示;设计基于交叉邻域相似度的关系学习器,对关系的邻域信息进行融合,构建细粒度的民间文学关系表示;对关系表示进行打分,完成知识图谱补全。从民间文学文本构造KG数据集,并对所提方法进行对比测试和消融实验。FolkKGC模型的MRR和Hits@n指标均高于现有模型,验证了其有效性。

城市环境改进点云配准的LiDAR辅助GNSS/IMU定位算法
黄明明, 孙蕊
2026, 52(3): 945-954. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0837
摘要:

自动驾驶技术飞速发展,对城市环境定位精度的需求不断提升,但由于城市环境的复杂性,单纯的全球卫星导航系统(GNSS)和惯性测量单元(IMU)组合无法满足该需求。激光雷达(LiDAR)可实时感知周围环境,近年来成本不断降低,由于GNSS和LiDAR良好的互补特性,GNSS/IMU/LiDAR组合被广泛地研究。针对目前GNSS/IMV/LiDAR组合定位精度无法满足需求的问题,提出一种改进点云配准的LiDAR辅助GNSS/IMU定位方法。其中,算法构建了LiDAR配准时新增误差项和局部点云来实现GNSS质量控制,设计双差特征量综合判断卫星信号,实现不同信号质量的GNSS信号定权。实测实验表明,在城市环境中,所提算法对比传统GNSS/IMU紧组合算法,水平位置精度提高49.33%,三维位置精度提高48.31%,对比传统GNSS/IMU/LiDAR组合算法,水平、三维位置精度分别提高40.33%、37.60%。

小直径C形金属封严环多道次液压成形技术
刘春雷, 孟宝, 朱宇, 闫彬宇, 万敏
2026, 52(3): 955-963. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0839
摘要:

液压成形是航空发动机复杂薄壁构件精密制造的有效方式。针对某航空发动机薄壁高温合金C形封严环构件尺寸微小的特点,提出2道次液压成形工艺方法。对多道次成形过程进行应力应变分析,建立多道次液压成形过程的有限元分析模型。基于数值模拟和工艺实验,研究合模间距和液压加载路径等工艺参数对封严环成形质量的影响规律,探究截面几何特征丢失、贴模不佳、壁厚过度减薄等失效形式,并优化工艺参数。结果表明:2道次液压成形工艺可实现薄壁C形金属封严环的精确成形,采用优化工艺参数,合模间距1.0 mm,第1道次液室压力140 MPa,第2道次液室压力180 MPa,可制成贴模度为93.9%、减薄率为10.5%以内、壁厚均匀性为85.5%的高质量C形封严环构件。

基于FastSAM辅助表示增强的自监督单目深度估计
张冬冬, 王春平, 付强
2026, 52(3): 964-972. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0846
摘要:

针对自监督单目深度估计方法对薄结构区域和边界区域深度估计效果不佳的问题,提出一种基于FastSAM辅助表示增强的自监督单目深度估计的方法。首先,引入FastSAM,在不引入额外监督的情况下为深度网络提供丰富的语义信息。其次,提出语义指导模块(SGM),以探索语义特征和深度特征之间的相关性,并增强全局特征表示。另外,设计(EGM),以引导网络更加关注局部特征,从而改善边界深度估计性能。大量实验表明,所提方法优于最先进的方法,尤其是在薄结构区域和边界区域的深度估计上具有明显优势。

常见问答