科学与理论

• 基于代理模型的舱体力热耦合响应瞬态重构

  闫月晖;秦玉灵;付梦思;刘吟昕;陈帅龙;余传运;陈强;

  为实现高速飞行器承载结构在力热耦合载荷下全场响应的快速求解与精确预测，利用基于多维降阶与深度学习的代理模型技术，提出一种新型的舱体力热耦合响应瞬态重构方法。采用了顺序耦合方法降低力热耦合工况下的计算复杂度；采用了载荷-空间-时间三维降阶技术完成全局瞬态响应场的基模态特征分解，截断选取包含绝大部分样本特征的基模态以线性拟合所有样本；通过深度学习方法搭建了代理模型，从而建立起决定力热载荷输入参数与拟合系数之间的映射关系，实现对结构全局瞬态响应场的快速预测。针对三维舱体承载结构开展的验证表明：该方法能较精确地预示力热耦合载荷下高速飞行器承载结构全局瞬态的应力场与位移场，其中Mises应力场平均绝对误差为0.25 MPa，位移场平均绝对误差为0.0144 mm，且单工况响应重构耗时可控制在0.6 s以内，远低于传统数值计算方法，对后续舱段结构综合强度实时评估及其在轨数字孪生体的构建具有重要意义。

  2025年06期 No.468 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 3281K]
  

技术与方法

• 高速飞行器约束空间下开裂舵展开机构设计与动力学分析

  李国旺;金亮;

  开裂式舵面采用不同偏转策略可发挥不同功能，因而被广泛应用在飞行器上。针对高速飞行器舱内结构布局紧凑、运动空间受限导致的开裂舵应用难题，提出了一种基于扇形轮+滑动副的开裂舵展开机构。通过开展扇形轮运动过程受力分析，证明了不自锁条件下开裂舵对称展开的可行性。采用ADAMS中的碰撞模型对扇形轮展开过程进行多体动力学仿真，分析了舵机推力与滑槽销挤压力随展开过程的变化情况。仿真分析与理论计算结果基本一致，证明了碰撞模型参数设置的合理性与展开机构运动逻辑的可行性。上述方案可以为约束空间下类似机构设计提供参考，仿真参数设置也可以为其他动力学仿真分析提供依据。

  2025年06期 No.468 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1847K]
  

• 基于自适应滑模的宽速域飞行器一体化控制律设计

  赵冲;吴岸平;王南天;郭辉辉;

  为满足高超声速飞行器对宽速域飞行的需求，针对飞行器在Ma=3～8飞行时气动参数非线性变化及其衍生问题，协同设计不同飞行阶段的控制系统，提出了一种基于自适应滑模方法的制导控制一体化策略。基于飞行器状态空间模型，分析了不同马赫数下的控制系统特征及长、短周期模态差异性；为优化长周期低频稳定性与短周期高频敏捷性的控制系统需求冲突，采用了制导控制一体化策略协同处理各物理约束。结合绕质心动力学方程，解算了姿态角速率与加速度的耦合关系，在轨迹坐标系下建立一体化模型。基于滑模控制方法，设计了双曲正切饱和函数平滑过渡滑模边界层，抑制滑模控制中的抖振现象；通过切换增益项应对不同速域气动参数的非线性变化，设计了指数趋近律控制收敛速度，将模型中不确定项利用自适应律补偿。通过仿真验证了所提方法的有效性、稳定性，结果表明：所提一体化控制律适用于不同马赫数下的纵向、横纵耦合控制，能够实现控制增益自适应调整，且最终所有变量均处于稳定状态，相对于制导控制分离设计方法波动更小、控制更平滑。

  2025年06期 No.468 22-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K]
  

• 基于双层优化策略的多飞行器协同截获决策方法

  刘友新;郭杰;王浩凝;李沛璘;唐胜景;

  针对远程防御任务中目标指示精度有限条件下多飞行器中末交班时刻目标协同截获问题，提出了一种基于双层优化策略的协同截获编队构型快速决策方法。通过分析卫星探测特性，建立了基于最小二乘法的目标指示区域数学模型。根据飞行器导引头探测特性，建立了多飞行器探测搜索数学模型，同时，构建了简化的编队构型优化决策场景。设计了基于Voronoi分割优化的区域覆盖算法，实现了对编队构型的初步优化，进一步设计了考虑优化时间的自适应粒子群优化算法，实现了对目标指示区域的协同截获决策。仿真结果表明，针对所建立的目标指示区域数学模型和飞行器探测搜索数学模型，所提双层优化策略可以有效解决多飞行器协同截获编队构型决策问题，具备良好的决策能力和快速响应能力。

  2025年06期 No.468 33-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K]
  

• 基于多模型滤波的拦截器制导律在线辨识方法

  李环宇;郭杨;王少博;张仕源;王晋;

  针对突防器面临对方拦截器拦截时，其制导律未知的问题，提出了一种基于多模型滤波的拦截器制导律辨识方法。在小角度假设下建立了线性时变制导系统，基于最优控制原理设计了考虑零控脱靶量最大化的最优突防方法；针对对方拦截器可能采用的制导策略，设计了拦截器典型制导律模型集；基于多模型滤波方法计算了各模型制导概率，从而辨识出对方拦截器采用的制导律。仿真结果表明，在视线角速率最大化的目标函数下，设计的突防最优制导方法满足加速度约束条件。在模型集已知的情况下，拦截器的制导律可以被快速准确地识别。

  2025年06期 No.468 44-52+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
  

• 基于改进DDPG算法的无人机博弈对抗方法研究

  平原;齐俊桐;张宝勇;彭艳;吴冲;王明明;

  针对无人机博弈对抗中面临的多维度参数构成复杂以及非线性快速演变等挑战，提出了一种改进深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG）算法，利用强化学习的探索优化特性，通过博弈对抗过程中的策略迭代实现动态占位攻击能力。具体来说，基于马尔可夫决策过程构建了无人机博弈对抗系统模型，引入深度神经网络构建值函数逼近器，建立连续状态空间的深度强化学习模型，显著提升决策实时性与策略稳定性；特别是结合博弈对抗动力学特性设计专用训练机制，通过优先级经验回放调整与课程学习策略优化有效提升算法收敛速度与训练效率。仿真验证表明，改进方案相较传统强化学习方法在收敛速度与策略质量方面具有显著优势。

  2025年06期 No.468 53-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
  

• 集群飞行器协同导航鲁棒虚拟观测修正算法

  刘宇轩;王融;熊智;盛盟盟;

  针对拒止环境下集群飞行器因信息不完备易出现网络缺秩以及相对量测非高斯等问题，在传统自由网平差的基础上提出了一种面向缺秩网络的协同导航鲁棒虚拟观测修正算法。在利用虚拟观测模型增强系统可观性、缓解网络缺秩影响的基础上，引入基于Huber-M估计的鲁棒加权策略，以进一步抑制非高斯噪声与异常量测的影响，从而提高网络缺秩与量测非高斯性情况下的协同导航性能。仿真结果表明，该方法在典型无人机集群定位场景中可有效提升协同解算精度与收敛稳定性，并展现出良好的鲁棒性。

  2025年06期 No.468 65-72+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2553K]
  

开发与应用

• 风机串并联对超压气球高度调节特性影响研究

  屈维;李世庆;付强;祝榕辰;张强辉;杨燕初;

  风机作为超压气球高度调节系统的核心执行机构，通过向副气囊充入压缩空气，改变系统浮重平衡状态，进而实现超压气球驻空高度调控。针对现有风机在平流层低气压、低温度环境下性能衰减的问题，将真实风机参数嵌入超压气球高度调节动力学模型，研究了单台风机及串、并联3种配置模式对高度调节过程的影响。仿真与分析结果显示：风机串联配置的最大压力可达单台风机的1.8倍，可显著提升高压差工况下的气压调节能力；并联配置的最大流量可提升至单台风机的1.9倍，更适用于大流量充气场景。超压量是决定高度调节效率的核心变量，当超压量较低时，并联配置凭借高流量优势实现快速高度调节；当系统处于高超压量状态时，串联配置凭借高压力优势充气更加稳定；而单台风机在高压差条件下易出现压力波动、输出失稳等问题，导致高度调节精度效果不佳。

  2025年06期 No.468 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
  

• 人工智能在航空发动机控制中的应用研究

  唐佳媛;支健辉;尹书颖;

  随着人工智能理论和技术的蓬勃发展，其在学术界和工业界均应用广泛。针对人工智能技术在航空发动机控制领域的应用问题，研究了航空发动机智能控制的主要框架和研究方向。从基于智能模型的控制和诊断、智能自修复控制以及智能延寿控制3个主要方向探索了人工智能技术的主要应用情况，并分析了各类智能算法的优缺点。在此基础上，总结了当前人工智能技术应用于航空发动机控制所面临的挑战，这些挑战包括算法可靠性与可解释性、模型泛化、数据完备性、数据安全以及实时性等，以期为航空发动机设计、生产、制造以及维护使用全链条提供参考借鉴和创新思路。

  2025年06期 No.468 82-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
  
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