科学与理论

• 垂直起降可重复使用运载火箭着陆机构综述

  豆济材;解维奇;程龙;杨健睿;

  随着火箭发射需求的日益增长，传统运载火箭的发射成本严重制约了航天的发展。火箭的重复回收技术作为一项能够显著降低发射成本、提高资源利用效率的关键技术，已成为当前航天领域的研究热点。针对垂直起降可重复使用运载火箭着陆结构采用了综述分析对比方法，研究了其结构构型、缓冲材料以及动力学分析等关键内容；阐述了这些技术的主要原理与方法，各技术要点的优缺点、内在关联与未来的优化方向；提出了发展垂直起降可重复使用运载火箭着陆机构相关启示观点。结论指出，着陆机构的发展需以多学科融合为核心驱动力，通过构型创新、材料突破及动力学模型优化，为提升可重复使用运载火箭的可靠性与经济性提供关键技术支撑。

  2025年05期 No.467 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
  

• 智能算法在飞行器气动力参数辨识中的应用

  崔瀚;何开锋;和争春;姚熊亮;

  飞行器气动力参数辨识通过飞行器飞行时的运动学响应反向识别其在真实飞行环境中气动力特征的技术，是飞行器动力学建模、气动设计和性能评估的核心环节。论述了智能算法应用于飞行器气动力参数辨识领域的优势。系统综述了智能优化和机器学习两类智能算法在飞行器气动力参数辨识过程中核心算法的应用进展，并进一步总结了将多种智能算法融合形成的复合智能算法在飞行器气动力参数辨识领域的研究动态、算法互补形式和辨识能力提升策略，展望了未来在飞行器气动力参数辨识领域引入新智能算法、探索多智能算法的融合以及发展智能在线辨识算法的3个发展趋势，为智能算法在该领域的创新应用和发展提供了一定参考。

  2025年05期 No.467 13-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
  

技术与方法

• 高速飞行器头锥结构变截面热管优化设计研究

  李福贵;陈强;费庆国;李彦斌;

  针对高速飞行器头锥结构热防护需求，提出了一种沿长度方向变化直径的变截面热管结构，实现了结构形态与热管理性能间的有效平衡。分析了充液率、角度和热功率等因素对变截面热管性能的影响；基于径向基神经网络代理模型和非支配排序遗传算法，提出了一种动态迭代优化设计方案，以充液率、角度和热功率为设计变量，以热管等温性能和传热性能为优化目标，对变截面热管进行优化设计。研究结果表明：在变截面热管较小角度时，增大角度有助于降低等效热阻，但当角度超过临界值后，等效热阻则会显著增加；所提出的动态迭代优化设计方案显著提升了优化效率，优化后热管的等温性能提升了34.43%、传热性能提升了33.88%。

  2025年05期 No.467 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
  

• 高速飞行器可调节热膨胀夹芯结构设计及热变形分析

  韦彦靖;戴婷;

  热防护系统在应对飞行器高速飞行时的严苛热力载荷条件起着至关重要的作用，针对飞行器热防护结构的热变形匹配及维形需求，提出一种具有可调节热膨胀特性的双材料夹芯结构。通过力学推导得到变形协调组合变形量的影响因素，开展夹芯热防护结构设计。将设计的基础模型与传统夹芯结构进行对比，从夹芯结构材料的选取，芯杆横截面面积和芯杆角度等关键设计参数入手，对其展开热力响应机理的数值研究。结果表明，所设计的夹芯结构在承受热载荷时能够有效减少热膨胀量，通过调节夹芯结构的设计参数可以使所设计夹芯结构的热膨胀系数由正到负转变，双材料之间的热膨胀性能差距越大、芯杆横截面面积越小以及芯杆角度越小时，结构的负热膨胀效果越好。

  2025年05期 No.467 40-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K]
  

• 基于深度确定性策略梯度调节的终端滑模制导律设计

  徐长吉;魏雪飞;刘万刚;

  针对飞行环境复杂多变、传统滑模制导律在应对高机动目标时存在倾角高频抖动，动态响应特性难以满足的问题，提出了一种基于滑模变结构控制理论与深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG）算法，结合非线性干扰观测器（Nonlinear Disturbance Observer,NDO）与自适应增益超螺旋算法（Adaptive Gain Super-Twisting Algorithm,AGSTA）的非奇异自适应终端滑模（Nonsingular Adaptive Terminal Sliding Mode,NATSM）制导策略。该方法能够动态调整滑模变量结构项中的增益参数，从而提升系统在复杂环境下的适应性，并且通过动态优化NDO增益，有效缩减制导律的扰动误差并实现全飞行阶段的自适应控制。仿真验证表明：所设计的制导律能有效减小末端倾角速率的波动，相较于传统滑模制导方法具有更优的稳定性，实现对高速机动目标的精准打击具有更高的控制精度与环境适应性。

  2025年05期 No.467 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  

• 基于深度学习的固体火箭发动机性能预测方法

  于鹏程;娄碧轩;崔研;杨慧欣;

  固体火箭发动机点火过程压强变化剧烈且难以实时测量，传统地面实验成本高昂，数值仿真常需简化假设，制约了精确预测。为此，提出一种基于卷积长短期记忆网络（ConvLSTM）与滑动窗口技术的深度学习预测方法。通过融合一维卷积的局部特征提取能力和LSTM的时间序列建模优势，构建端到端压强预示框架，利用历史实验数据学习不同工况下的动态规律，实现新工况下未来压强曲线的精准预测。实验表明，ConvLSTM模型的平均绝对百分比误差小于3%，较支持向量机、多层感知机及门控循环单元方法显著提升预测精度，为固体火箭发动机性能优化提供可靠的技术支撑。

  2025年05期 No.467 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K]
  

• 静轴式涡扇发动机燃烧室改进设计与试验研究

  马荣;杨京生;金贺荣;

  针对某新型静轴式涡扇发动机燃烧室滴油与喷嘴结焦积碳问题，开展燃烧室结构的改进设计与燃烧试验。通过对旋流器、喷嘴、火焰筒结构参数改进设计与分析，对比研究了某静轴式涡扇发动机燃烧室燃烧过程中的旋流、火焰形态、滴油情况以及燃烧后的喷嘴结焦积碳情况，分析了旋流器叶片角度与宽度比、喷嘴角度、防积碳结构、喷嘴油量、火焰筒进气孔对燃烧特性的影响，考察了旋流器的耐高温性能，基于燃烧效果对比确定了改进后的燃烧室结构参数。研究表明：在一定范围内，同步增加旋流器第1、2级叶片安装角和宽度比可有效提高燃烧效果、抑制滴油；在旋流器上集成防积碳结构，通过增大喷嘴前端进气量，能够有效抑制结焦积碳；旋向相反的氧化锆陶瓷J组旋流器具有抑制滴油与喷嘴结焦积碳的最佳效果。选用30°喷角、3.31 kg/h油量的离心雾化喷嘴可以提高燃烧效果；火焰筒进气孔直径从2 mm到5 mm排列能够更好满足燃烧室燃烧规律。改进后的燃烧室结构有效提升了静轴式涡扇发动机燃烧室燃烧特性。

  2025年05期 No.467 71-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
  

• 基于tau矢量场的多无人机固定时间协同编队飞行控制

  蒋超;崔玉伟;刘文金;

  针对多无人机严格按照固定时间形成和保持编队构型问题，基于仿生tau理论，提出了一种多无人机协同编队飞行控制方法。采用了tau引导策略能够按照期望时间引导多运动状态同步收敛的特性，研究构建了协同飞行矢量场，引导各无人机的位置、航向、速度严格按照期望时间收敛于编队构型。采用了拟态物理学算法生成避障矢量进行冲突消解，并周期性重规划以修正构型偏差。为以低计算量获得最佳编队控制性能，采用了序列二次规划方法对tau矢量场的参数进行优化。障碍环境中的固定时间编队仿真结果说明，提出的编队飞行控制方法能够严格按照固定时间实现多无人机位置、速度的精准同步控制，且具有较小的编队飞行偏差和更高的编队重构效率，能更好地满足固定时间多无人机编队飞行任务需求，适用于位置、速度高精度同步、快速收敛的固定时间编队飞行等场景。

  2025年05期 No.467 83-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 974K]
  

开发与应用

• 基于DoDAF和SysML的无人机集群协同任务架构设计

  潘春宇;董秋艳;于红艳;王鑫利;付超;

  针对无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）集群协同任务架构存在正向设计不足、动态任务适应性差等问题，通过对体系架构框架（Department of Defense Architecture Framework,DoDAF）和系统建模语言（System Modeling Language,SysML）进行适应性裁剪，提出基于“场景分析层-能力定义层-架构设计层-行为验证层”的UAV集群任务架构建模方法。在场景分析层通过运行视点明确UAV集群体系顶层交互逻辑与状态迁移；在能力定义层基于能力视点分解体系核心能力需求；在架构设计层利用模块定义图、内部模块图、状态图、活动图等细化系统组成与动态行为；在行为验证层通过联合仿真验证体系和系统功能逻辑一致性与动态适应性。以典型UAV集群协同任务场景为例进行仿真评估验证，结果表明UAV集群体系的仿真结果与预期能力、任务流程一致，验证了所提建模方法的有效性。

  2025年05期 No.467 93-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
  
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