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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：余智豪张仕明宋彬周云中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室

针对旋翼干扰下的共轴刚性旋翼振动载荷特性开展分析。结合中等变形梁理论的结构动力学模型和非定常自由尾迹的双旋翼气动模型,建立共轴刚性旋翼载荷计算模型。以XH-59A旋翼为研究对象,在模型验证的基础上详细分析旋翼轴倾角、间距以及... 详细信息

针对旋翼干扰下的共轴刚性旋翼振动载荷特性开展分析。结合中等变形梁理论的结构动力学模型和非定常自由尾迹的双旋翼气动模型,建立共轴刚性旋翼载荷计算模型。以XH-59A旋翼为研究对象,在模型验证的基础上详细分析旋翼轴倾角、间距以及交叉角对共轴刚性旋翼振动载荷特性影响。研究表明:旋翼俯仰角增加会使得桨毂垂向力Fz和俯仰力矩My的3/rev谐波载荷下降,但滚转力矩Mx的3/rev幅值急剧增加,在高速前飞时俯仰角具有调节桨毂载荷水平的能力;旋翼间距越低,桨毂谐波载荷越高;交叉角主要影响对桨毂Mx和My谐波载荷影响较大,在30度交叉角下桨毂Mx的3/rev幅值增加幅度要高于My的下降幅度,表明前飞时刻0度交叉角下的桨毂振动载荷水平更低。

关键词：直升机共轴刚性旋翼振动载荷旋翼干扰

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舰载直升机舰面共振非线性建模与分析

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电子制作 2021年第3期29卷 3-7页

作者：孙凤楠朱艳李贞坤中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室江西景德镇333001

本文根据舰载直升机自由着舰特点,为准确预测舰面共振稳定性,提出了考虑部件非线性特性的舰面共振建模与分析方法。舰面共振非线性动力学模型中考虑了舰船运动、粘弹减摆器刚度阻尼非线性动力学特性、旋翼桨叶挥舞摆振运动和气动力的影... 详细信息

本文根据舰载直升机自由着舰特点,为准确预测舰面共振稳定性,提出了考虑部件非线性特性的舰面共振建模与分析方法。舰面共振非线性动力学模型中考虑了舰船运动、粘弹减摆器刚度阻尼非线性动力学特性、旋翼桨叶挥舞摆振运动和气动力的影响,起落架系统的缓冲器和机轮刚度阻尼通过试验数据采用最小二乘法插值获得。仿真分析时,模拟舰船的摇晃运动对机体产生激励载荷,模拟提总距及通过扰动驾驶杆进行周期激励,采用四阶Runge-Kutta法分析基于时域仿真动力系统在扰动下的瞬态响应,从仿真试验曲线看出,自由着舰下全机振动由机身低频振动和起落架高频振动叠加而成,仿真试验能较真实地描绘舰载直升机舰面开车情况。

关键词：舰载直升机舰面共振粘弹减摆器非线性动力学瞬态响应稳定性分析

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双频隔振系统隔振性能参数影响性研究

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电子制作 2021年第3期29卷 55-59页

作者：刘晨冯志壮邢龙涛中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室江西景德镇333001

伴随新型直升机的发展,振动控制问题一直是影响机型设计的首要因素。在众多隔振方式中,动力反共振隔振技术因其具有结构简单、针对特定频率的高效率隔振等特点,使其在各型直升机的主减隔振器中得到了广泛应用。为适应新型高速直升机的... 详细信息

伴随新型直升机的发展,振动控制问题一直是影响机型设计的首要因素。在众多隔振方式中,动力反共振隔振技术因其具有结构简单、针对特定频率的高效率隔振等特点,使其在各型直升机的主减隔振器中得到了广泛应用。为适应新型高速直升机的设计需求,本文在单频动力反共振系统的基础上,通过增加一套质量弹簧系统使其成为具有两个反共振频率的双频隔振系统。推导了双频隔振系统的理论方程及传递率,探究了配重质量相关参数对隔振性能的变化规律。并通过有限元仿真模型验证了理论结果的准确性,为旋翼变转速直升机的主减隔振器设计提供了理论依据。

关键词：主减系统动力反共振双频传递率

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基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法

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机械强度 2020年第4期42卷 793-798页

作者：丛雷熊邦书李新民孙伟金小强南昌航空大学图像处理与模式识别江西省重点实验室南昌330063 中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室景德镇333001

针对加权平均方法计算得到动态阈值准确度不高的问题,利用正常数据概率密度和不同故障类型数据概率密度的特点,提出一种基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解对振动信号进行预处理,滤除噪声对动... 详细信息

针对加权平均方法计算得到动态阈值准确度不高的问题,利用正常数据概率密度和不同故障类型数据概率密度的特点,提出一种基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解对振动信号进行预处理,滤除噪声对动态阈值计算结果的影响;其次,采用故障频率能量特征提取方法,分别提取正常数据和内圈、外圈、滚珠故障数据的特征;最后,采用贝叶斯推理方法分别计算正常数据与内圈、外圈、滚珠故障数据的动态阈值。利用故障植入的方法获取数据,开展动态阈值计算试验,结果表明,方法能够正确找到正常数据和不同故障类型数据概率密度曲线的分界点,具有较高的正确率,较低的漏报率,方法提高了动态阈值的计算准确度。

关键词：贝叶斯推理自动倾斜器轴承动态阈值计算概率密度特征提取

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大气环境对直升机旋翼桨-涡干扰噪声辐射特性的影响

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南京航空航天大学学报 2020年第2期52卷 304-310页

作者：王菲徐国华胡志远中国直升机设计研究所景德镇333001 南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室南京210016

建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰气动载荷计算的计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)/自由尾迹耦合模型,为提高计算效率,提出了一种高效的耦合策略进行不同计算域间的信息交换策略。在此基础上,结合基于声类比法的FW-H方程... 详细信息

建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰气动载荷计算的计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)/自由尾迹耦合模型,为提高计算效率,提出了一种高效的耦合策略进行不同计算域间的信息交换策略。在此基础上,结合基于声类比法的FW-H方程构建了旋翼桨-涡干扰噪声的计算方法。应用所建立的方法,以OLS(Operational loads survey)旋翼为研究对象,深入分析了大气环境对旋翼噪声辐射特性的影响。研究发现:随着飞行高度的增加,旋翼噪声辐射特性发生了明显的改变,逐渐由桨盘前行侧转变为指向桨盘前方,噪声幅值先增大后减小。文中从桨-涡干扰距离、干扰位置变化角度计算分析了大气压力、音速及空气密度等环境参数对旋翼桨-涡干扰噪声辐射特性的影响,并得出了一些有实际意义的影响规律。

关键词：直升机旋翼桨-涡干扰噪声耦合方法大气环境

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带应急漂浮系统直升机水上迫降性能研究

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航空科学技术 2021年第12期32卷 35-41页

作者：陈立霞汪正中辛冀王明镇焦俊中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学国家级重点实验室江西景德镇333001 中国特种飞行器研究所湖北荆门448035

针对直升机水上迫降问题,以光滑粒子动力学方法离散水域进行建模,发展了机身着水载荷的理论分析模型。以带柔性气囊直升机构型的水上迫降为算例,开展了仿真分析。仿真计算结果与试验数据的对比显示,机身过载和气囊连接带的载荷的计算误... 详细信息

针对直升机水上迫降问题,以光滑粒子动力学方法离散水域进行建模,发展了机身着水载荷的理论分析模型。以带柔性气囊直升机构型的水上迫降为算例,开展了仿真分析。仿真计算结果与试验数据的对比显示,机身过载和气囊连接带的载荷的计算误差均在18%以内,验证了仿真模型的分析精度,可用于支持民用直升机水上迫降过程的强度和结构设计。从提高直升机生存率的角度出发,开展了不同着水工况下的仿真计算,对机身姿态角、重心位置等因素对各项着水载荷的影响进行了深入分析,给出了直升机水上迫降时的建议机身姿态。研究成果可为直升机水上迫降适航取证提供技术支持。

关键词：光滑粒子动力学直升机水上迫降仿真载荷

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基于MCKD和增强倒频谱的直升机自动倾斜器滚动轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2019年第2期38卷 159-163页

作者：孙伟李新民金小强黄建萍张先辉中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学国家重点实验室江西景德镇333001

针对直升机自动倾斜器滚动轴承转速低,其早期故障特征信号易被噪声淹没的问题,提出了基于最大相关峭度解卷积(MCKD)和增强倒频谱分析的直升机自动倾斜器滚动轴承故障诊断方法。该方法利用MCKD方法对故障信号进行降噪处理,采用自相关方... 详细信息

针对直升机自动倾斜器滚动轴承转速低,其早期故障特征信号易被噪声淹没的问题,提出了基于最大相关峭度解卷积(MCKD)和增强倒频谱分析的直升机自动倾斜器滚动轴承故障诊断方法。该方法利用MCKD方法对故障信号进行降噪处理,采用自相关方法和广义Shannon熵对倒频谱分析进行改进,得到增强倒频谱,提取故障特征频率。实验研究表明,所提出的方法能精确地诊断自动倾斜器滚动轴承内圈、外圈和滚珠故障,且优于传统的倒频谱分析,可以预防重大故障发生。

关键词：滚动轴承故障诊断最大相关峭度解卷积(MCKD) 增强倒频谱自动倾斜器

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基于YOLOv3与分水岭的直升机桨叶欠曝光图像圆形标记点检测

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应用科学学报 2020年第6期38卷 906-915页

作者：张育斌熊邦书欧巧凤黄建萍陈垚锋南昌航空大学江西省图像处理与模式识别重点实验室江西南昌330063 中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学实验室江西景德镇333000

针对现有的直升机桨叶欠曝光图像中圆形标记点检测方法存在自适应能力不强、速度慢、精度不高的问题,提出了基于YOLOv3(you only look once)与分水岭的直升机桨叶欠曝光图像圆形标记点检测方法.首先,将采集的真实桨叶欠曝光图像中的圆... 详细信息

针对现有的直升机桨叶欠曝光图像中圆形标记点检测方法存在自适应能力不强、速度慢、精度不高的问题,提出了基于YOLOv3(you only look once)与分水岭的直升机桨叶欠曝光图像圆形标记点检测方法.首先,将采集的真实桨叶欠曝光图像中的圆形标记点进行标注后,制作成数据集,并训练YOLOv3网络;其次,用训练好的YOLOv3网络检测出圆形标记点区域;再次,改进传统分水岭标记提取方式,采用多线程技术并行在各圆形标记点区域内进行分水岭变换,得到圆形标记点边缘检测结果;最后,采用最小二乘圆拟合和奇异点去除法实现圆形标记点的精确定位.研究者通过对多幅欠曝光桨叶图像中圆形标记点进行检测实验,验证了该方法具有自适应能力强、速度快、精度高的优点,并已将其用于直升机桨叶欠曝光图像圆形标记点的检测.

关键词：欠曝光图像圆形标记点检测 YOLOv3 分水岭变换

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直升机桨叶图像中圆形标记点的识别方法

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中国体视学与图像分析 2021年第4期26卷 428-434页

作者：张育斌熊邦书陈垚锋程起有中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室江西333001 南昌航空大学江西省图像处理与模式识别重点实验室南昌330063

针对目前直升机桨叶图像中圆形标记点检测和识别难的问题,本文结合桨叶圆形标记点排布规律,提出了一种快速检测算法。首先,采用CLAHE和中值滤波对图像进行预处理,增大图像对比度和信噪比;然后,根据圆的几何性质对封闭边缘进行初步筛选,... 详细信息

针对目前直升机桨叶图像中圆形标记点检测和识别难的问题,本文结合桨叶圆形标记点排布规律,提出了一种快速检测算法。首先,采用CLAHE和中值滤波对图像进行预处理,增大图像对比度和信噪比;然后,根据圆的几何性质对封闭边缘进行初步筛选,获取图像中所有类圆轮廓;最后,依据桨叶上粘贴的圆形标记点呈阵列结构排布规律,滤除背景中的干扰,获得桨叶标记点圆心。通过对多幅桨叶图像中圆形标记点进行检测和识别,验证了该方法具有自适应能力强、速度快、精度高的优点,已用于直升机高速旋转桨叶运动轨迹和形变的高精度视觉测量。

关键词：直升机桨叶低曝光图像圆形标记点阵列结构

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直升机飞行品质等级数值认定方法研究

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航空科学技术 2021年第3期32卷 55-61页

作者：田洪源鲁可武上景刘春生李春华中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室江西景德镇333001 南京航空航天大学江苏南京210016

针对直升机机动飞行品质评估,ADS-33E-PRF飞行品质规范设立了不同机动性要求的任务—科目—单元,这些任务—科目—单元为驾驶员试飞进行品质评定提供了相应的依据。同时,这种主观评定方法存在成本高、风险大、周期长且无法指导直升机前... 详细信息

针对直升机机动飞行品质评估,ADS-33E-PRF飞行品质规范设立了不同机动性要求的任务—科目—单元,这些任务—科目—单元为驾驶员试飞进行品质评定提供了相应的依据。同时,这种主观评定方法存在成本高、风险大、周期长且无法指导直升机前期设计等问题,采用数值分析的方法是解决这一问题的有效方式。本文在总结直升机机动飞行驾驶员主观评定方法的基础上,通过引入操纵量功率谱分析、驾驶员灵敏度函数以及驾驶员快捷性指标等相关技术手段,探讨直升机机动飞行品质等级数值认定方法。最后,通过数值仿真初步验证了方法的可行性。

关键词：机动飞行驾驶员操纵负荷驾驶员灵敏度函数驾驶员快捷性操纵量功率谱密度

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