- 潘卫军;冷元飞;蒋倩兰;
飞机尾流预测在动态尾流间隔系统中十分重要。通过结合激光雷达技术，提出了一种基于卷积长短期记忆网络(ConvLSTM)的飞机尾流预测模型，以预测激光雷达(LIDAR)的下一个扫描面。实验团队前期在深圳宝安机场使用激光雷达探测对尾流数据进行采集并进行预处理。然后，构建了ConvLSTM神经网络模型以对尾涡径向速度场进行外推预测。通过采集的数据对所建立模型进行训练、验证、测试。实验结果表明：模型能够有效对尾流进行时空预测，测试的RMSE值为3.30,证明了ConvLSTM在预测飞机尾流耗散演化的潜在用途。
2022年04期 v.52;No.229 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K] - 赵凯;于向财;孙涛;张赟;王永华;
针对发动机转子系统的振动信号分析问题，提出了一种基于改进马田系统的故障模式识别和分类方法。利用最优阈值小波包变换方法对振动信号进行降噪；对降噪后的振动信号进行小波包分解，提取时频域特征构建基准空间；然后利用岭估计回归分析消除马氏距离的复共线性，使用切比雪夫定理计算马田系统的概率阈值，运用有向非循环图方法对不同模式进行分类；将方法应用于转子振动数据中以验证算法的有效性。结果表明，基于改进的马田系统算法模式识别准确率高，是一种有效的振动信号故障模式分类方法。
2022年04期 v.52;No.229 5-8+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] - 闫锋;苏忠允;
审定维修要求项目(CMR)是为了限制有重大潜在失效可能的系统和相关部件的风险暴露时间，从而强制展开的一种计划维修任务。这类故障存在于多数飞行系统中，只有当潜在失效与其他故障或者事件组合发生的情况下，潜在失效的影响才会凸显出来。以空客A320系列飞机的襟翼收系统为例，开展了功能危害性分析(FHA)确定事件类型，绘制襟翼不能放下故障树，将故障树转化为Bayes网络模型，计算失效暴露时间，确定候选审定维修项目，从候选审定维修要求项目中筛选出审定维修要求项目。
2022年04期 v.52;No.229 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] - 闫静;顾嘉炜;裴龙涛;
在电气线路互联系统(EWIS)的线束通道上，重要的线束捆常用P型金属带垫卡箍固定。线束捆直径是EWIS设计和装配的基础计算参数，不仅决定卡箍的规格，而且影响卡箍与线束捆的装配质量、线束通道横截面和穿过隔板或结构件的开孔大小。目前已有直径计算主要是针对单分支最简单的线束捆，且不能给出线束截面几何排布。建立了线束捆直径计算的数学模型，模型求解基于二维不等圆Packing问题的启发式计算方法，不仅可以得到线束捆直径，而且可以计算出线束捆截面分支、分支内线芯的几何格局。在此基础上，提出了线束制造和总装装配工艺应遵循的三个原则，包括降维原则、分层原则和正圆原则。
2022年04期 v.52;No.229 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K] - 汤淼;胡明华;周龙;张洪海;陈丹;
随着无人机应用愈加广泛，三维环境下多无人机航迹协同规划问题成为近年来的研究热点。针对多机协同航迹规划问题，基于应急物流任务环境与无人机性能约束，以全局安全运行综合代价最小为优化目标建立时空协同规划模型。考虑航迹规划中粒子群算法易陷入局部极值，后期收敛慢的缺点，提出一种基于狼群优化思想的混合改进粒子群算法HPSO-W。主要是先对粒子群算法参数进行优化，加入极值变异思想，并引入头狼召唤和优胜劣汰机制，平衡算法全局和局部搜索能力，加速后期收敛，避免局部阻滞，提高寻优性能。对比验证了HPSO-W算法的高效性，并通过实例验证了协同航迹规划方法的可行性与有效性。
2022年04期 v.52;No.229 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K] - 许鸿杰;何朝阳;陈双;
面向增材制造，利用拓扑优化、参数优化、几何重构、方案权衡等综合优化技术对天窗骨架结构进行创新设计；并通过有限元计算，比较某型号天窗骨架的原始设计与综合优化模型在典型工况下的力学性能。通过计算得出综合优化模型在效能与材料分布方面优于原始模型，总质量降低，比刚度与比强度都得到了提高。优化结构的前两阶固有频率比原始设计模型的固有频率高，在阵风随机功率谱激励下其结构响应的弯矩、扭转及剪切功率峰值明显降低，抗击阵风载荷的性能优于原始设计结构。在气密载荷作用下，优化结构受到的最大主应力及最大变形比原始模型小。通过SPH方法计算鸟体撞击天窗，得出应力波在优化模型传递时间比原始设计模型中长，最大主应力峰值明显减小。
2022年04期 v.52;No.229 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K] - 赵伟;韩伟东;王航臣;胡俊杰;
为降低航班的返航备降率，做到精细化签派放行，提出了一种AHP与TOPSIS相结合的方法。分析了恶劣天气下签派放行的要素，提出航线结构、航程时间、酌情携带燃油时间、机组资质和航班保障状态五个指标。使用AHP法确定指标的权重，提出不同运行环境、不同天气条件下应给予不同的权重，并指出先根据属地机场的空域和天气特点确定出最不重要的指标赋值为1,以之为基础确定其他指标的权重，从而降低签派员在填写重要度时容易出现一致性不通过的可能。建立了AHP-TOPSIS分批次决策模型，给出了决策步骤和计算方法。以北京大兴国际机场一次平流雾造成的低能见度为例验证模型，模型可将平均等待时间降低53%,返航备降航班降低65%。
2022年04期 v.52;No.229 29-32+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K] - 赵志;段炼;路东林;张杨;邱雪;
针对传统无人机路径规划方法难以满足无人机在复杂山区环境应用这一缺点，提出一种基于蚁群算法并利用插值算法和容斥算法优化的无人机三维路径规划算法。通过无人机飞行约束条件和对蚁群算法的优化在所建立的三维空间中得到最优路径。利用二次、三次样条插值、容斥算法等优化算法对无人机路径优化，规划出一条更加平滑的便于无人机执行的最佳路径，并建立了无人机冲突约束，解决了无人机冲突。
2022年04期 v.52;No.229 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K] - 张光玖;葛红娟;李文臣;曾郑志远;桑益芹;
固态功率控制器是飞机配电系统的重要组成部分，是固态配电的核心，需要在系统研制过程中进行完善的风险识别与安全性分析。当今使用较多的方法如故障树分析等主要基于部件独立性计算系统失效率，但针对组件之间非线性交互带来的安全性问题的研究较少。为此以固态功率控制器为对象，应用STPA方法识别不安全控制行为，利用UPPAAL工具建立形式化模型并对不安全控制行为进行验证，基于过程模型识别危害场景并进行形式化验证，形成更详细的SSPC安全控制约束清单。结果表明，方法可以有效识别出SSPC组件交互不当产生的安全性问题。
2022年04期 v.52;No.229 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K] - 任慧玲;胡明华;赵征;
配对进近模式可以显著提高近距平行跑道的利用率，科学合理地计算配对进近安全区的安全前界对保证配对进近的安全运行尤为重要。针对配对进近过程中前机发生错误进近侵入后机航向道的情况，考虑了后机是否避让的两种行为选择，并融合了风速、侵入角度、避让角度、反应时间等相关参数建立了基于两机位置的运动轨迹模型。通过对两机运动过程进行蒙特卡洛仿真，分析不同参数变化时后机需要保持的最小安全前界。以B737和B747作为配对前后机为例进行方法实证，实验结果表明：随着前机入侵角度增加，不采取避让时，不同机型组合中的后机分别需在FAF点保持430 m、423 m和646 m的最小安全前界；采取避让时，整个进近过程中分别需要保持249 m、268 m和379 m的最小安全前界。
2022年04期 v.52;No.229 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K] - 秦乐;
主要介绍一种无人机垂直剖面的飞行轨迹控制算法的设计和仿真验证。无人机在高度改变过程中，纵向采用轨迹控制的算法，通过控制垂直高度偏差和航迹倾角偏差使无人机沿着预定的轨迹飞行，且实现垂直高度偏差、航迹倾角偏差为零。算法中创新性地引入航迹倾角、地速与现时垂直速度的转换函数，进行给定法向过载的计算。纵向采用精确轨迹控制，自动油门采用渐变的油门杆控制实现速度保持，常用的轨迹控制算法为利用高度差与垂直速度进行比例控制，具有实际飞行航线与期望航线存在静差、超调较大的缺点。算法通过与自动油门算法相结合，可实现对无人机的纵向轨迹的自动控制，具有控制精度高、控制平稳等优点。
2022年04期 v.52;No.229 48-50+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K] - 马骁阳;肖文;沙刚刚;左洪福;
针对民机复合材料板中冲击损伤检测难度大精度低等问题，采用压电传感器激发复合材料板中Lamb波信号，并通过扫描式激光多普勒测振仪感知板中Lamb波场信号，引入Lamb波场曲率放大冲击损伤所致波场奇异成分，计算Lamb波场曲率均方根(RMS)得到损伤图像实现复合材料板中冲击损伤成像。实验结果表明，建立在压电激励和激光感知基础上的Lamb波场曲率RMS图像算法能有效检测出玻璃纤维增强复合材料(GFRP)板中冲击损伤的位置和大小。
2022年04期 v.52;No.229 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K] - 舒翔;王莎莎;曾维理;
针对机场时刻分配效率低、滥用、航班延误等问题，结合航班在起飞和降落运行过程中造成机场与空域关键节点拥堵的严重情况和其他属性，建立航班运行优先级，提出了最少筛选调整航班的方法。考虑为时刻协调提供灵活性，满足不同层级需求，建立考虑优先级的最小化总偏移航班时刻弹性优化模型，设计出高效的最优化算法并且使用MATLAB工具箱进行求解。以浦东机场冬春航季典型日计划为例检验模型和算法的有效性，优化后的航班时刻表能够很好地满足航空公司偏好，生成多解也能够为时刻协调员提供多个辅助决策方案。
2022年04期 v.52;No.229 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] - 常祎雯;王雪锋;李品;
机场港湾的存在可以大幅提高近机位的数量，但同时也会导致局部区域航班运行冲突加剧、机位使用效率降低。为有效解决这一问题，结合某大型机场港湾区机位使用规则、航班运行时间节点等历史运行数据进行分析和建模，提出一种航班冲突检测算法，实现了所有航班的冲突检测，并给出等待时间过长的航班所遇到的冲突的量化评价指标，为机场指挥调度人员复盘研究和改进调度方法提供依据。
2022年04期 v.52;No.229 61-64+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
- 周霆;任晓瑞;朱晓宁;
随着机载航空电子系统综合化水平的进一步提高，安全关键的多余度控制系统也开始利用时空隔离的多分区环境集成多样化应用，从而产生了对多分区、多任务同步调度和确定性序列化调度的需求，因而分区操作系统需要提供时间确定性更高的调度模型和多余度同步调度能力。提出一种“弹性同步时间+固定主帧时间”的多分区调度同步机制，以及“前台周期任务+后台非周期任务”分区内任务调度模型，解决现有分区调度算法缺乏多余度间的弹性同步机制，以及分区内第二级调度缺乏确定性的执行序列和执行时机的问题。
2022年04期 v.52;No.229 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K] - 杨明明;陈亚洲;白振岳;董进喜;
随着微电子技术的迅猛发展，芯片的热功耗与热流密度越来越大，贯通式液体冷却技术逐渐成为解决此类芯片散热问题的主要冷却方式之一。在一些应用场景中，同一个贯通式液冷模块上对同型号的多个芯片的均温性有十分苛刻的要求。针对贯通式液冷模块中同型号芯片均温性的要求，以总热耗为200 W的贯通式液冷模块为例，给出了贯通式液冷模块内部均温性的方案、技术途径与测试验证方案。通过试验表明，在贯通式液冷模块上实施均温性方案，可将同型号发热芯片的温差控制在较低的范围，可以满足电子设备中对贯通式液冷模块均温性的要求。
2022年04期 v.52;No.229 70-72+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K] - 李军;于方春;赵刚;李阳;
在飞机燃油测量系统中，油位传感器与采集装置通常会采用屏蔽线缆进行信号传输，因传输线上存在分布电容，当出现屏蔽接地不良时就会影响油量采集的精度，进而影响系统的控制和决策。通过对一起因传输线屏蔽接地问题所造成的电容传感器采集故障进行分析和定位，根据故障发生的原因和机理，对油位传感器传输线进行建模，重点分析信号传输线在屏蔽接地不良的情况下，传输线上的固有分布电容影响信号采集精度的原理，并在实验室环境下进行了对比验证。
2022年04期 v.52;No.229 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] - 郝玉锴;戴小氐;吴姣;
为了提高软件开发的效率和质量、降低成本，软件开发的过程和方法不断演化，先进的软件工程技术一直是软件企业和组织的追求目标。介绍了业内最新提出的安全的开发运维一体化技术和其核心指导原则以及软件工厂、反馈回路等特色技术，从流程设计和建设途径等方面分析了在软件项目中推行安全的开发运维一体化技术的方法。为了将其文化和理念引入飞机机载软件开发领域，提出了机载软件在软件架构、开发方法和开发工具链等方面相对应的改进策略，为安全的开发运维一体化技术在机载软件领域的有效落地提供了参考。
2022年04期 v.52;No.229 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K] - 王广;王国振;赵建平;谢宇辰;郑家琪;
DC/DC模块是机载电源模块的核心组成部件，DC/DC模块内部功率损耗严重制约了其开关频率、效率以及功率密度的提高，低功耗DC/DC模块成为提高机载电源转换效率的主要研究方向。通过对DC/DC模块内部功耗的分析，对有源箝位软开关技术、同步整流技术、平板变压器技术、基板版图设计技术以及热设计等关键技术研究，突破了影响电源模块高频化、低功耗的技术瓶颈。采用这些技术研制了一种28V输入，5V/75W的电源模块，开关频率为300 kHz,最高转换效率可达93%,功率密度为3.2W/cm~3。
2022年04期 v.52;No.229 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K] - 张旻;武君胜;麦先根;田丹;
近年来随着机载软件规模和复杂度的快速提升，开发和维护人员对集成开发环境的支撑能力提出了更高的要求，机载软件开发环境的运行场景和使用模式越来越复杂多样。因此，非常有必要在重新梳理机载软件开发环境运行架构的基础上，分析其运行原理，定义其运行模式及工具之间的关系。给出了一种典型的机载软件开发环境运行架构设计，在此基础上定义了其运行原理和五种主要运行模式，并描述了各模式和工具之间的衔接关系，为构建开放式、可扩展的机载软件开发环境提供了参考依据。
2022年04期 v.52;No.229 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] - 段海军;郭勇;陈福;
航空电子系统多核、多任务随机访问共享资源引起的资源竞争和原子性违背所导致的系统死锁，这类故障很难被复现。针对航空电子系统共享资源访问问题，提出了共享资源的集中访问、统一派遣的方式。系统中有且仅有一个核上的一个任务能够访问共享资源；其他核或任务需要从共享资源中获取数据时，由负责访问共享资源任务获取数据，根据需要将数据派遣给相关任务；其他核或任务需要发送数据时，将其派遣给负责访问资源的任务，由该任务访问资源发送数据。对模型进行测试，实验结果验证了方法在解决多核多任务访问共享资源访问的可行性和稳定性。
2022年04期 v.52;No.229 91-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K] - 隋新;付强;牛亮;张海伟;
某型弹载计算机是某引进型俄制武器的核心组件，是航空维修领域的重点和难点。从硬件角度阐述该型弹载计算机总体原理和内部结构。说明计算机硬件研究工作开展背景，总体介绍该型弹载计算机系统结构和内部构造，给出系统结构框图；从部分角度介绍各个板卡功能结构、工作原理和设计内涵，形成完整的板卡内部原理框图，为该型弹载计算机修理提供必要理论支撑，对弹载计算机设计与研制具有一定参考价值。
2022年04期 v.52;No.229 96-99+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K] - 景德胜;缑丽敏;高浩;
针对嵌入式计算机工作寿命监控依靠人工记录、使用时间累加器记录等方法存在的无法自动获取数据和不适宜安装在密闭环境中的问题，提出了一种嵌入式计算机工作寿命自监控的方法，方法包括硬件和软件两部分，硬件上主要复用处理器、存储器等嵌入式计算机必备资源，软件上可自动记录通电时长、通电次数等，并可根据应用软件需求实时提供不同类型寿命数据，具有成本低、实现简单的优点。经验证满足使用要求，证明方法具备工程上的可行性。
2022年04期 v.52;No.229 100-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1156K] - 吴家秀;张之江;易子淳;吴之南;
ARINC 661是一项由美国航空无线电公司制定的座舱显示系统(Cockpit Display System, CDS)和用户应用(User Application, UA)标准。目前飞机座舱显示画面采用支持该标准的桌面设计工具完成，但是这种方法已经无法满足飞行机组在线评估显示画面的需求，也无法重现已完成飞行的座舱画面情况。针对该问题，创建了一种运行于Web端的座舱显示画面设计方法。探讨了在画面设计各个阶段的关键技术，然后描述了ARINC 661基础显示部件库的设计模型，提供了一种基于数据层-视图层-发布层(Model-View-Presenter, MVP)框架使用WebSocket协议模拟CDS与UA通信，从而实现动态显示画面的设计方案。经测试验证，设计方法合理且运行可靠。
2022年04期 v.52;No.229 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] - 谢凝;
为满足新式雷达对于信号发生器的较高需求，提出一种依托于直接数字频率合成技术的可变频率源设计。选择AD9914芯片进行基于DDS技术的信号发生器，主控芯片选用具备并行优势的现场可编程门阵列，对系统框架以及FPGA、AD9914的硬件以及逻辑设计进行了详细的描述，利用Modelsim软件对AD9914的控制逻辑进行了功能仿真验证。经验证，频率源能够根据需求输出指定频率的信号，而且具有响应速度快、便于控制以及高分辨率的优势，为信号发生模块的设计提供了新的设计思路。
2022年04期 v.52;No.229 108-111+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K]