1 昆明理工大学化学工程学院,云南 昆明 650500
2 昆明理工大学太阳能工程研究所,云南 昆明 650500
针对太阳翼工作特征,设计了一种截断复合平面聚光器,并通过耦合实时日地距离、地星空间关系以及太阳辐射理论,构建了太阳翼接收太阳辐射模型。研究采用编程计算、仿真模拟和实验验证相结合的方式,结果表明复合平面聚光器的聚能特性与理论预测结果趋于一致。电池板表面太阳辐照度平均绝对误差仅为0.04 W/m2,卫星受晒特征时间平均绝对误差为18.2 s。太阳翼理论发电功率峰值相较于常规太阳翼提升了约87%,且接收半角内电池板表面能流密度平均均匀度达到了0.615。研究结果可为太阳翼的结构设计与优化提供参考。
几何光学 太阳能 复合抛物聚光器 辐照度 太阳翼 能流密度
光学 精密工程
2022, 30(20): 2446
1 南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 210016
2 南京航空航天大学航天学院,江苏 南京 210016
研究了使用视觉导引系统进行固定翼无人机自主着陆时的相关问题,主要针对提高视觉导航系统获取导航参数的速度及精度展开研究。视觉导航系统获取参数分为两步:跑道检测识别、固定翼无人机相对位姿估计。提高导航系统参数获取速度,主要通过提高耗时较高的跑道检测识别算法的检测识别效率来完成。利用跑道在序列图像中的时空一致性进行候选区域提取,在不影响召回率的情形下减少无效候选区域,从而提高跑道检测效率,最终提高视觉导引系统获取导引参数的速度。为提高估计的导引参数精度,结合跑道上的点线特征进行位姿估计,通过增加可利用的特征数量来提高位姿估计精度。实验仿真结果表明,所提方法有效提高了视觉导航系统获取导航参数的速度及精度。
机器视觉 固定翼无人机 自主着陆 跑道检测识别 位姿估计 激光与光电子学进展
2022, 59(14): 1415023
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
针对激光惯性约束聚变实验中的靶丸等微球表面缺陷的真实高度测量问题,为解决现有测量方法存在的缺陷跃变处2π整数倍相位缺失问题,提出一种基于垂直扫描白光干涉技术的零位显微干涉测量方法。该方法采用白光球面零位干涉思想,通过垂直扫描球面干涉获取全视场白光干涉图,然后运用七步移相算法及蝙蝠翼校正算法实现靶丸表面缺陷的形貌计算,最后将白光干涉测量法与激光干涉测量法进行对比实验。结果表明,白光干涉法能够有效解决激光干涉法在缺陷跃变处的2π整数倍相位缺失问题,实现靶丸表面缺陷的真实高度测量,从而扩展靶丸类微球表面缺陷的测量范围。
测量 白光干涉 球面零位干涉 表面缺陷 蝙蝠翼校正算法 光学学报
2022, 42(10): 1012004
1 国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室, 湖南 长沙 410073
2 超精密加工技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
针对鸥翼型非球面面形检测的难题,提出了一种白光干涉拼接测量方案。基于白光显微干涉测量结合子孔径拼接的测量原理对扫描路径进行规划。搭建白光干涉拼接测量平台完成了对10 mm鸥翼型非球面的59个子孔径的高精度测量。利用同步子孔径拼接算法对测得的子孔径数据进行拼接,得到了全口径面形误差。开展了利用高精度轮廓仪和计算机生成全息图(CGH)补偿器对鸥翼型非球面面形进行检测的对比实验。结果表明,所提检测方案的面形误差数值和分布均与高精度轮廓仪和CGH补偿器得到的结果吻合,有效验证了所提测量方案的正确性。
测量 鸥翼型非球面 白光干涉拼接 全口径 高精度
中国电子科技集团公司第十一研究所, 北京 100015
蜻蜓被认为是飞行行为简单且机动高效的昆虫之一, 因此成为众多微型飞行器(Micro Air Vehicle, MAV)的仿生设计原型。蜻蜓优异的飞行特性与其翅特性密不可分。它不仅可承受飞行过程中的多种载荷, 而且能保持高效飞行特性。总结了蜻蜓翅结构特性、飞行特性和仿蜻蜓扑翼MAV的研究现状及最新研究进展, 并分别对蜻蜓翅的翅脉、翅膜、翅结、翅痣、褶皱结构, 体液流动, 材料特性, 飞行机理以及红外探测应用进行了概述。同时针对仿生扑翼MAV的微型化需求, 对未来研究方向进行了分析。
蜻蜓翅 微型飞行器 扑翼 仿生 dragonfly wing micro air vehicle flapping-wing bionics
1 上海交通大学 1. 微米纳米加工技术国家级重点实验室
2 2. 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系, 上海 200240
基于准稳态模型和动量理论, 探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题。针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题, 使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解, 得到实验样机的诱导角为15°。实验样机的实际升力为40g, 忽略诱导角后准稳态模型理论升力为46g, 而考虑诱导角的理论升力为37g, 验证了计算诱导角可以提高准稳态模型预测升力的准确性。基于实验样机翅膀被动扭转的实际, 采用最小二乘法计算出实际最佳几何攻角为55°, 能有效指导微型飞行器翅膀的设计, 从而提高飞行器最大升力和飞行效率。
微型扑翼飞行器 空气动力学 列文伯格-马夸尔特算法 最佳几何攻角 flapping-wing micro air vehicle aerodynamics Levenberg-Marquardt algorithm best geometric angle of attack
1 航空工业洪都650飞机设计研究所,南昌 330000
2 复旦大学,上海 200000
3 军事科学院战争研究院,北京 100000
4 陆军航空兵研究所,北京 101000
陆航旋翼机既可实施对地面部队的空对地支援,也可实施传统意义上的近距空中支援(CAS)。当前国内对空军固定翼飞机CAS虽有一定研究,却很少有人对旋翼机实施军种内空对地支援与CAS之间的关系开展研究,且很多研究人员在这方面又存在诸多疑问。针对这些问题,以美军为研究对象,首先对陆航的空对地支援与旋翼机CAS以及传统CAS的作战模型进行梳理与分析,其次对陆航旋翼机空对地支援与CAS作战在作战目的、应用方式、具体实施以及之间的联系与区别进行分析研究。
旋翼机 陆航空对地支援 近距空中支援 作战模型 rotary-wing army air-to-ground operation support close air support operation model
上海交通大学 微米/纳米加工技术国家级重点实验室,电子信息与电气工程学院 微纳电子学系,上海 200240
该文设计、制作和研究了一种亚手掌尺度的双驱扑翼微飞行器。飞行器主要采用多层平面材料的智能复合微结构(SCM)加工工艺进行加工。装配得到的样机整机质量为244 mg,翼展61 mm。对样机的压电驱动器性能进行了测试。测试结果表明, 压电驱动器空载共振频率约为1 100 Hz, 负载共振频率约为28 Hz; 对样机进行了升力测试, 得到样机的升力为 0.689 mN。
扑翼微飞行器 智能复合微结构 传动机构 激光切割 双压电驱动器 flapping wing micro-aircraft smart composite microstructures transmission mechanism laser cutting double piezoelectric actuator