Los motores cohete de pasta tienen amplias perspectivas de aplicación en el campo aeroespacial. Para estudiar las características balísticas internas del motor cohete de propulsante pastoso, se construyó el modelo de cambio de superficie de combustión del propulsante pastoso. Se desarrolló el programa de cálculo para calcular la evolución de la presión en la cámara de combustión, y se llevó a cabo el experimento basado en un sistema de prueba de cohetes de propulsante pastoso. Los datos calculados por el programa concuerdan bien con el experimento, el error del pico de presión inicial es sólo del 4,02%, y se analizaron detalladamente las características balísticas internas del motor cohete en cada etapa. Se investigan los efectos del tiempo de retardo de la ignición, la estructura de la tubería de transporte, el volumen libre de la cámara de combustión, el caudal másico y la velocidad de flujo del propulsor pastoso en las características balísticas internas del motor cohete de propulsión pastosa. Los resultados indican que cuando aumenta el tiempo de retardo de la ignición, la presión aumenta más rápidamente y el pico de presión inicial aumenta de forma evidente. El diámetro del tubo de transporte pasa de 11,3 mm a 7,4 mm, y el tiempo de combustión inicial y el tiempo de combustión del propulsor residual disminuyen en un 41,3y el 36,0%. La reducción del volumen libre de la cámara de combustión puede reducir el pico de presión inicial y el tiempo para alcanzar la presión de equilibrio. El pico de presión inicial y la presión de equilibrio aumentan con el incremento de la velocidad de flujo del propulsor pastoso. Mientras que el transitorio de ignición disminuye con el aumento de la velocidad de flujo del propulsor pastoso. Las propiedades balísticas internas pueden mejorarse reduciendo el tiempo de retardo de la ignición, el diámetro de la tubería de transporte y el volumen libre de la cámara de combustión, o aumentando el caudal de masa del motor cohete de propulsante pastoso.

En este trabajo, se propone la red Proper para construir la redundancia analítica del motor de ciclo variable, cuando todas las variables de control y las variables ambientales cambian simultáneamente, también acompañadas de la degradación de todo el motor. En otras palabras, la red Proper se propone para resolver un problema multivariable, fuertemente no lineal, dinámico y variable en el tiempo. Con el fin de hacer que la estructura topológica de la red Proper sea físicamente explicable, la estructura topológica de la red Proper se diseña de acuerdo con la relación física entre las variables, por lo que la redundancia analítica basada en la red Proper logra una mayor precisión con menos tiempo de cálculo. Los experimentos se compararon con el rendimiento de la redundancia analítica basada en la red Proper, siete estructuras topológicas de redes neuronales convolucionales y cinco métodos de aprendizaje superficial. Los resultados demuestran que, con un error relativo medio inferior al 1,5%, la red Proper es la más precisa y la que menos tiempo consume, lo que demuestra no sólo la eficacia de la red Proper, sino también la viabilidad del método de diseño de estructuras topológicas basado en la relación física.

Los pequeños satélites se han convertido gradualmente en un importante medio de exploración científica del espacio. La Universidad de Tsinghua ha desarrollado un pequeño satélite esférico, el Q-SAT, cuyo objetivo es detectar los parámetros de la gravedad y la atmósfera de la Tierra. En este artículo se analiza el control térmico del Q-SAT. Para el intercambio de calor entre el satélite y el entorno, la radiación desempeña el papel principal. A diferencia de los satélites cuboides tradicionales, el actual satélite esférico no tiene un plano individual de entrada y salida de calor, lo que supone un reto para el diseño térmico del satélite. Además, se requiere que el coste de los satélites pequeños sea lo más bajo posible. En el Q-SAT se emplea una solución de control térmico pasivo basada en una estructura esférica integrada. La combinación de dos semiesferas integradas está diseñada para facilitar la conducción del calor. Se utilizan diferentes materiales para controlar la trayectoria de la transferencia de calor. En primer lugar, un conjunto de simulaciones numéricas demuestra que el diseño actual puede adaptarse bien a un entorno de vuelo complejo. A continuación, se verifica el diseño térmico mediante pruebas térmicas. Como las lámparas de radiación térmica tradicionales no pueden cumplir los requisitos de las pruebas del satélite esférico, se propone un método de prueba de flujo de calor externo que se basa en calentadores distribuidos. Los resultados de las simulaciones numéricas coinciden con los resultados de las pruebas experimentales. Ambos resultados muestran que el sistema térmico puede garantizar las funciones del satélite. Q-SAT fue puesto en órbita con éxito el 6 de agosto de 2020. Los datos de telemetría de Q-SAT verificaron la eficacia del sistema térmico del satélite. El diseño térmico y el método de prueba propuestos en el presente documento pueden ser adoptados potencialmente para otros pequeños satélites científicos también.

Con la ayuda del software de modelado 3D y del software de análisis de elementos finitos, se obtiene en este trabajo la distribución de fuerzas de cuatro filas de pernos en la junta de ajuste de la aeronave. En el software de modelado 3D, el modelo sólido se segmenta según el área y la altura del centro de gravedad de la sección transversal. En el software de análisis de elementos finitos, los elementos de viga se utilizan para sustituir el modelo segmentado para obtener la fuerza interna aplicada en el extremo del modelo segmentado y el estado de tensión-deformación de cada segmento se calcula según la fuerza interna aplicada en el extremo de cada segmento. Por último, la distribución de fuerzas de las cuatro filas de pernos se obtiene en función de la diferencia media de fuerzas en la sección central entre las filas de pernos. Para garantizar la validez de este resultado de cálculo paso a paso, se ha comparado con el resultado del cálculo completo. Se puede concluir que la distribución de fuerzas de los dos cálculos es coherente. En las condiciones de trabajo de la junta de ajuste (130 MPa), los coeficientes de distribución de fuerzas de las cuatro filas de pernos son 0,182, 0,215, 0,197 y 0,12. Por lo tanto, es factible utilizar el método paso a paso para calcular la distribución de fuerzas de las cuatro filas de pernos en la junta de ajuste. En comparación con el cálculo completo, el cálculo paso a paso tiene las ventajas de una menor cantidad de cálculos y una mayor velocidad de cálculo.

Los complejos diseños estructurales de tres ejes y tres reductores de los sistemas de transmisión de los helicópteros son propensos a los cambios en las posiciones relativas de los ejes bajo las condiciones de las cargas del rotor principal y del rotor de cola. Estos cambios afectarán a las características de transmisión de todo el sistema de transmisión. En este estudio se examinaron los trenes de engranajes planetarios de los helicópteros. Debido a que estas estructuras se consideran las más representativas de los reductores principales de los helicópteros, se seleccionaron como objetos de estudio con el fin de examinar las características de engranaje de los trenes de engranajes planetarios cuando las posiciones relativas de los ejes cambian debido a los cambios de posición de los ejes del rotor principal en condiciones de carga variable. Se comprobó que, incorporando los valores completos de rigidez de engranaje que varían en el tiempo de los ejes del rotor principal en diferentes posiciones, se podía establecer un modelo dinámico de los cambios de posición relativa de los trenes de engranajes planetarios. A continuación, en combinación con el software de dinámica multicuerpo, se simularon y analizaron las características de engranaje de los engranajes solares, y de los engranajes planetarios, los engranajes planetarios y los engranajes de anillo interior bajo diferentes inclinaciones y desplazamientos del eje. Los resultados obtenidos en este estudio revelaron lo siguiente (1) la fuerza media de engranaje de los engranajes aumentó con los incrementos de las inclinaciones de los ángulos, y la fuerza de engranaje entre los engranajes solares y los planetarios aumentó más rápidamente que la fuerza de engranaje entre los engranajes planetarios y los de anillo interior. Se observó que durante los cambios en las posiciones de inclinación de los ejes, habían aparecido señales obvias de frecuencia lateral alrededor del pico de la frecuencia de engrane en el espectro. A continuación, con los aumentos continuos de la posición de inclinación, el pico se sumergía gradualmente; (2) la fuerza de engranaje media de los engranajes aumentaba con los aumentos del desplazamiento, y la tendencia al aumento de la fuerza de engranaje entre los engranajes solares y los engranajes planetarios era similar a la observada entre los engranajes planetarios y los engranajes de anillo interior. Se comprobó que, al cambiar la posición de desplazamiento del eje, se producía una duplicación evidente de la primera y la segunda frecuencia en el espectro; (3) los radios de la órbita del centro de masas de los engranajes solares aumentaron con los incrementos de los cambios de la posición del eje, y se comprobó que los cambios de la posición de inclinación angular tenían mayores efectos de influencia en los radios de la órbita del centro de masas de los engranajes solares que los cambios de las posiciones de desplazamiento. Los resultados de la investigación de este estudio proporcionarán una base teórica para la futura supervisión del estado operativo de los sistemas de transmisión principales de los helicópteros y son de gran importancia para mejorar la estabilidad operativa de los sistemas de transmisión de los helicópteros, lo que potencialmente garantizará la seguridad y la eficiencia de las operaciones.

El crucero periódico tiene el potencial de mejorar la eficiencia del ahorro de combustible del vehículo de crucero hipersónico, pero es difícil de optimizar. En este trabajo se propone un método de optimización en dos niveles para la trayectoria del crucero periódico. Debido a que la trayectoria de crucero periódico puede dividirse en una fase de aceleración en la que el motor funciona y una fase de planeo en la que el motor está apagado, se propone el método de optimización de dos niveles para optimizar la trayectoria en cada fase mediante el nivel correspondiente. En el primer nivel, se emplea el método Downhill Simplex (DSM) para encontrar un ángulo de ataque óptimo en la fase de aceleración. Posteriormente, la trayectoria óptima en la fase de planeo se obtiene mediante el Método Pseudoespectral (PSM) en el segundo nivel de optimización. Los resultados numéricos demuestran la eficacia del método propuesto. Finalmente, mediante la comparación con el crucero en estado estacionario, se concluye que el crucero periódico aprovecha al máximo el cambio de densidad atmosférica y la relación sustentación-arrastre, con lo que se consigue un ahorro de combustible.

Para resolver el problema de los costes de pago individuales injustos en el proceso de resolución de conflictos de vehículos aéreos no tripulados (UAV) de baja altitud, se propone un algoritmo de resolución de conflictos de UAV múltiples basado en el concepto de juego cooperativo "valor de queja de la coalición". En primer lugar, basándose en las características de la escena del conflicto de los UAV de baja altitud, según el concepto de "valor de queja de la coalición", se establece la matriz de pago de resolución de conflictos de los UAV. En segundo lugar, combinando las ventajas del método de campo potencial artificial (APF) y el algoritmo genético (GA), se propone una estrategia de solución híbrida para la resolución de conflictos basada en APF-GA. Los resultados finales de la simulación muestran que la estrategia de solución híbrida APF-GA tiene la mejor eficiencia al combinar los tres indicadores de evaluación de tiempo de cálculo, viabilidad y eficiencia del sistema. La fiabilidad del algoritmo propuesto se verifica a partir del algoritmo de Monte Carlo. La estrategia de solución basada en el juego cooperativo "valor de queja de la coalición" puede mejorar la equidad individual hasta cierto punto. Al mismo tiempo, puede alcanzar el objetivo de planificación rápida con drones prioritarios a costa de una pequeña cantidad de beneficios globales.

Como tema emergente, los enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) autónomos han atraído gran atención. Debido a la indeterminación de los sensores, se ha considerado que los enjambres cooperativos distribuidos son eficientes y robustos, pero su diseño y comprobación son difíciles. Para facilitar el desarrollo de los enjambres distribuidos, se ha propuesto utilizar una plataforma de simulación para los UAV cooperativos que utilizan la percepción imperfecta. Sin embargo, las plataformas de simulación existentes no pueden satisfacer esta demanda por varias razones. En primer lugar, están diseñadas para un propósito específico, y sus funcionalidades son difíciles de ampliar. En segundo lugar, las plataformas existentes carecen de compatibilidad para ser aplicadas a diferentes tipos de escenarios. En tercer lugar, el modelado de estas plataformas está demasiado simplificado para simular con precisión la dinámica del movimiento del vuelo y la comunicación ruidosa, lo que puede provocar una diferencia de rendimiento entre la simulación y la aplicación en el mundo real. Para abordar las cuestiones mencionadas, este trabajo modela el problema y propone una plataforma de simulación para la percepción cooperativa de enjambres distribuidos, que aborda las preocupaciones de la ingeniería de software y proporciona un conjunto de funcionalidades ampliables de un enjambre cooperativo, incluyendo la comunicación, la estimación, la fusión de la percepción y la planificación de la trayectoria. La aplicabilidad de la plataforma propuesta se verifica mediante simulaciones con la aplicación del mundo real. Los resultados de la simulación demuestran que el sistema propuesto es viable.

La seguridad operativa en el aeropuerto es el centro de atención de la industria de la aviación. El reconocimiento de objetivos en condiciones de baja visibilidad desempeña un papel esencial a la hora de organizar la circulación de objetos en el campo del aeropuerto, identificar a tiempo los obstáculos imprevisibles y supervisar las operaciones de aviación y garantizar su seguridad y eficiencia. Desde la perspectiva del aprendizaje de transferencia, este trabajo explorará la identificación de todos los objetivos (principalmente incluyendo aviones, humanos, vehículos terrestres, hangares y pájaros) en el campo del aeropuerto bajo condiciones de baja visibilidad (causadas por el mal tiempo como la niebla, la lluvia y la nieve). En primer lugar, se utiliza una variedad de redes de aprendizaje profundo de transferencia para identificar objetivos aeroportuarios bien visibles. Los resultados experimentales muestran que GoogLeNet es más eficaz, con una tasa de reconocimiento superior al 90,84%. Sin embargo, las tasas de reconocimiento de este método se reducen considerablemente en condiciones de baja visibilidad; algunas son incluso inferiores al 10%. Por lo tanto, la imagen de baja visibilidad se procesa con 11 algoritmos diferentes de eliminación de niebla y mejora de la visión, y luego se utiliza el algoritmo de red neuronal profunda GoogLeNet para identificar la imagen. Finalmente, la tasa de reconocimiento del objetivo puede mejorarse significativamente hasta más del 60%. Según los resultados, el algoritmo de canal oscuro tiene el mejor efecto de mejora de la niebla de la imagen, y la red neural profunda GoogLeNet tiene la tasa de reconocimiento de objetivos más alta.

Los sensores sintéticos permiten estimar los datos de vuelo sin necesidad de sensores físicos dedicados. Dentro de la aviónica digital moderna, los sensores sintéticos pueden implementarse y utilizarse para varios fines, como la redundancia analítica o las funciones de supervisión. El ángulo de ataque, medido a nivel del sistema de datos aéreos, puede estimarse utilizando sensores sintéticos que explotan varias soluciones, por ejemplo, observadores de estado basados en modelos, impulsados por datos y sin modelos. En la clase de observadores basados en datos, las redes neuronales de perceptrón multicapa se utilizan ampliamente para aproximar la función de ángulo de ataque del mapa de entrada-salida. Al tratar con datos de pruebas de vuelo experimentales, el perceptrón multicapa puede proporcionar una estimación fiable, aunque pueden surgir algunos problemas debido al dominio de entrenamiento ruidoso, escaso y desequilibrado. Se ofrece una alternativa mediante redes de regularización, como la función de base radial, para hacer frente al dominio de entrenamiento basado en datos de vuelo reales. El objetivo del presente trabajo es evaluar las prestaciones de una red de función de base radial generalizada feed-forward de una sola capa para la estimación de la AoA entrenada con un algoritmo secuencial. El análisis propuesto se realiza comparando los resultados obtenidos con una red perceptrón multicapa adoptando los mismos datos de entrenamiento y validación.