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[成果] 1700520377 辽宁
V25 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:轻质高强碳纤维增强树脂基复合材料是航空航天交通等运载装备减重增效的优选材料,可显著提升装备性能。但此类材料加工极易产生损伤,且随机不可控,构件性能难以精确计算,设计性能难以保证,严重制约此类材料应用,限制装备性能提升。传统加工理论与技术难以满足航空航天高端装备对高性能复材构件高质高效加工要求,必须自主研发。该项目通过长期系统研究,首次建立虑及法向、切向约束和复材温变特性的切削理论模型,发明了两种切削机理实验方法及装置,揭示了复材去除机理和损伤形成机制,实现了切削理论源头创新。提出了“微元去除”和“反向剪切”复材加工损伤抑制原理,发明了9系列高质高效加工工具,使加工损伤由毫米、厘米量级减至0.1毫米内,为损伤控制和性能可预测奠定基础。首次揭示损伤随温度变化规律,发明了负压逆向冷却和自风冷排屑加工装置及工艺,解决了极端尺寸特征高质加工难题。发明了在位随形加工方法、低应力柔性工装和随动除尘装置,研发出13台套高性能碳纤维复材构件数字化加工装备,填补了国内空白。上述原创性成果将中国碳纤维复材构件加工技术水平推进到国际前沿。成果获发明专利27件,已应用于航天一院、三院、中航工业和商飞,突破了新型战略武器舱段、反导武器锥筒、直升机旋翼、歼击机调节板、大型客机机身筒段、高铁车身等关键复材构件加工瓶颈,实现从无法加工、手工低质加工到高质数字化加工跨越,对多种新一代重点型号研制和批产起到重要支撑作用。
[成果] 1700520243 上海
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:为实现中华民族航天梦,满足载人航天与探月工程需要,中国自行设计建造了新一代火箭(5m/7m直径)力学试验及垂直总装测试厂房。项目组针对厂房“高”-世界最高的单层混凝土结构、“重”-世界最重562t平开钢大门、“精”-土木工程领域最高精度的预埋要求、“特”-火箭测试平台、81m高空吊车、大面积泄爆墙等特点开展研究,形成该领域中国独有的建造技术,完成了新一代火箭天津力学试验厂房和海南文昌垂直总装测试厂房建设,主要创新成果如下:1.百米高单层结构建造关键技术:首次提出百米高空混凝土重型屋盖超高模架支撑结构体系设计与稳定性防控方法,研制出基于“多单元组合式竖向桁架+模块化水平稳定装置”的超高支撑结构体系与自动操控倒挂式双向吊运装置及构件拆除工艺,解决了室内净高世界第一的重型混凝土单层结构屋盖施工难题。首次提出百米高空钢结构屋盖结合建筑自有设施的“免支撑”安装新方法,发明了基于自身桥吊的可拆卸焊接操作平台与屋盖桁架安装装置,实现了高空钢桁架绿色施工,创造了百米高空平台滑移钢结构安装技术的新纪录。研发出可周转双向定型悬挑平台及单层百米混凝土柱垂直度控制技术,解决了百米高混凝土无板框架“连续高支”模架与垂直度控制难题,首次实现单层百米混凝土柱与普通建筑单层柱高垂直度偏差同等施工要求的精准控制。2.建筑工程大面积群组埋件亚毫米级高精度预埋技术:针对火箭试验工位埋件量多、离散、精度高等特点,首次研发了超大空间混凝土现场预埋多维同步影像定位测量技术,提出了建筑领域超高精度测量新方法;研制了18Cr2Ni4WA重型埋件(单支重1.5t、长度2.63m、承拉620t)高精度制作加工工艺,发明了大型组装式群组工位埋件整体预埋(IT7级高精度)定位胎具及微矫纠偏技术,实现了5184m2范围内262个离散布置重型埋件同系位置度精度≤0. 5mm,多点协调精度远高于国家规范(单点定位精度≤5mm)的要求;研发了减少混凝土施工及后期形变对埋件精密定位影响的系列控制技术,实现了钢筋混凝土中群组工位埋件与大型航天精密设备精确匹配的预期目标。3.火箭试验及垂直总装测试专用关键设施安装技术:研制了国内外首例81m高562t重型组合平开门系统安装技术;创新了铝镁锰板立面咬合式抗极值风压的泄爆墙体系施工工法,研发了火箭专用新型多级自控活动平台安装及调试技术,发明了室内81m高狭小空间(顶面净高<1.3m)非标百吨吊车自动操控就位安装方法,为新一代火箭试验和垂直总装提供了先进的重要设施。项目成果已成功应用于天津新一代运载火箭产业化基地及海南文昌航天发射场等53项工程,并为2016年长征7号/5号运载火箭的成功首飞提供了可靠设施保障。主编行业标准1部,获国家专利52项,其中发明专利17项,工法29项,发表论文36篇,获中建总公司科学技术奖一等奖,取得了显著的经济和社会效益,推动了中国航空航天建设领域的发展,促进了建筑行业的科技进步。
[成果] 1800120623 浙江
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:近年来,全国新增光伏发电装机容量增长迅猛,国家发布的《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出,到2020年太阳能装机目标将达到100吉瓦(1亿千瓦)。但国内光伏电站的整体质量不容乐观,其中光伏组件发电功率衰降现象较为严重,晶体硅组件三年内的衰减率在3.8%~7%之间,非晶硅电池组件衰减率则高达20%。然而,目前对光伏电站项目的巡检工作还是以人工巡检为主,常规的人工巡检方式不仅需要耗费大量的人工及时间成本,同时巡检人员工作也存在一定的危险性。而且,从建设规模角度来讲,光伏发电项目规模越大,电站巡检工作的复杂性越强,人工监测难以满足未来大规模光伏电站的巡检要求。基于此,利用无人机进行大规模光伏电站的智能运维成为一个热门研究方向。“基于无人机的大规模能源系统巡检项目”面对无人机民用领域的广阔市场,选择以大规模光伏电站和电力系统输电线路为代表的规模化新能源基础设施巡检作为重点突破口,实现技术产品的系统级解决方案和产业化。该项目采用了以无人机为载体硬软件集成的研发方案,搭载了包括处理器、可见光拍摄设备和红外热成像设备以及GPS定位系统的无人机巡检系统,可沿光伏电站进行定位自主巡航,可以达到对较长线路的大范围快速信息搜寻,同时实时传送拍摄影像,提供清晰可靠的现场视频和照片数据,监控人员可在电脑上同步收看与操控,且机载处理器亦可同时进行数据分析,对常见的光伏组件上的故障隐患进行快速诊断及精确定位,这样就很大程度上加强了巡检线路的可行性和效率。该系统主要分为飞行控制与航迹规划模块、视觉监测与避障模块。飞行控制系统的好坏直接决定了飞行平台的安全性与精准性。飞行控制系统可以控制无人机完成从自主起飞,然后根据预设的航迹点进行自主巡航飞行,悬停在空中或超低空来获取需要的数据或拍摄照片或视频,最后进行自主降落等一系列科目,包括完成一些高难度环境飞行,同时可以切换人工/自动模式,实现双模式共同操作四轴飞行器。视觉监测与避障模块主要用于对故障的分析与处理,同时通过视觉分析进行障碍物诊断视线避障。首先,视觉传感模块通过摄像头采集图像,并通过超声波传感器采集超声波数据,然后,视觉处理模块接收图像、超声波数据并进行计算处理,最后,再把得出的定位信息通过CAN-Bus连接线传输给飞控系统,或通过USB/UART连接线传输给其他智能系统,从而实现辅助测速、定位和障碍物感知等功能。项目团队综合考虑了飞行高度、无人机通讯距离及无人机续航时间等因素后,选择结合电站建设时的CAD图纸数据,利用图像处理的思路,先将电站进行分区,最终实现不规则多边形区域的高效率、短时间的路径规划。提出了一种粗定位+精确定位的方法,解决了100米高度对单块光伏板的精准定位问题。在粗定位阶段,采用了SURF尺度不变算法,对无人机初始飞行点进行匹配定位,给出光伏板区域的大致方位与距离。通过透视变换的方法对摄像头校准,使其保持与光伏板相对水平的位置,避免采集图像的过程产生畸变。在无人机飞行的过程中,反复采用这套粗定位方法对无人机的飞行航线进行调整,使无人机镜头始终保持在待识别区域的正上方并与目标区域保持相对水平的角度。在精确定位阶段,用机器学习+图像特征的融合算法对采集到的图像进行处理,该方法精度高,处理速度快,且具有较好的自适应性,可完成整套定位过程。
[成果] 1700270080 河北
V23 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目基于嵌入式与余度技术,设计了一种三余度舵机控制器,丰富了功能,制定了详细的余度管理、信号表决和故障监控策略,提高了可靠性,降低了成本。主要创新点有:(1)完善了舵机控制器的功能组成。将其分为三个控制单元,每个舵机控制单元模块化。(2)采用三余度设计方法,根据自身故障信息将舵机控制器设置成三种工作模式:正常模式、直接模式、阻尼模式。三余度设计保证飞机一次故障后能够降级完成任务,二次故障后能够安全返航。3)设置表决面,对关键信号进行信号表决,制定中值选择与平均值选择相结合的表决策略。(4)采用自监控、比较监控与软硬件联合监控的故障综合监控机制。设定符合工程实际的监控原则,根据监控结果判定故障等级进行信号表决、余度管理和故障隔离。该项目应用于航空、航天产业,可以提升可靠性和安全性,并且降低制造和维护成本,对于国防事业和百姓出行来说,具有广阔的推广应用前景。
[成果] 1800120459 北京
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:建立船载无人直升机海洋观测系统,面向海上监测典型应用,完成海上船载飞行试验,验证和突破船载无人机起降和多传感器协同进行海洋观测的技术,为构建中国海洋观测实际业务系统,提升中国海洋维权、海上执法、海洋应急减灾能力奠定坚实技术基础。主要研究成果:船载无人机海洋观测系统融合了微型化、低功率传感器技术、船载无人直升机技术、多传感器协同观测与数据融合技术等多个学科领域的关键技术,具有大跨度、多学科交叉的特点,属于国际研究的前沿。该课题在船载无人直升机起降、微型化传感器研制、多传感器数据融合处理、知识产权与人才培养等方面成果丰硕。(1)国内首套船载无人机海洋观测系统装备。(2)面向运动船体的船载无人直升机起降控制技术。(3)微型低功耗全极化SAR系统技术。(4)小型相干多普勒测风激光雷达技术。(5)多传感器协同海-陆-气一体化观测与数据融合技术。
[成果] 1800120515 北京
V41 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目以一个创新链条(基础研究-量值复现与传递关键技术-成果应用)、三个层次(注量等绝对测量方法研究、基标准及测量装置、地面标定和在轨监测)、三个重点方向(航天空间能源、空间观测、空间运行安全)、五个任务(空间太阳电池、空间辐射带电粒子、空间天文观测X射线、空间辐射探测器、注量等导出量复现技术)进行整体规划,针对空间中太阳光、X射线、γ射线、质子、电子、中子等辐射的应用与防护,开展关键计量技术研究。项目将建立标准空间太阳电池计量标准和空间太阳电池阵校准装置,建立(0.5~300)keV范围能量连续可调的单能X射线源和K荧光特征X射线辐射源,建立基于长寿命α、β和γ核素的计量标准装置与量值溯源技术,建立空间辐射带电粒子计量标准,建立高注量率、分布均匀的热中子辐射场。拟解决的关键技术有基于差分光谱响应度法(DSR)的空间太阳电池计量技术、基于稳态大面积空间太阳模拟器的光电性能测量方法、质子水吸收剂量绝对测量技术、平行束下X射线注量测量技术、多核素多能量点空间辐射探测器校准方法和大尺寸(1米×1米)均匀热中子辐射场的设计。
[成果] 1800120185 北京
V21 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:气动声学是研究大型客机气动噪声控制的基础,该项目以多尺度旋涡发声机理,主/被动结合的气动噪声控制原理以及复杂流动情况下的气动噪声产生机理等三个共性科学问题为出发点,研究大型飞机的发动机气动噪声,机体噪声与控制等问题。基于离散涡方法的流动诱发空腔声振的涡声模型。流动诱发空腔声振是各种飞行器、地面交通工具如汽车、高铁等的重要噪声源之一。尾迹湍流/静子叶片干涉产生的宽频噪声三维预测模型。喷流噪声及其相关机理问题研究。
[成果] 1800120164 湖南
V25 应用技术 电子和电工机械专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:航空高性能铝合金材料的基础研究以现代大型飞机机体用高强高韧高淬透、超强高韧耐蚀、高耐损伤三类关键铝合金材料为对象,研究解决制约综合性能的关键科学问题,发展高综合性能铝合金成分与组织设计模式,研制新型铝合金原型,其综合性能比现有工业化铝合金提升10%以上;突破机翼、框梁和蒙皮用大规格铝合金材料制备关键技术,使其性能及其均匀性满足大飞机要求,波动性不大于5%,为中国航空铝合金材料的国产化与持续发展提供应用基础理论与技术支撑。
[成果] 1800120659 江苏
V23 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:安全性、经济性和舒适性是民航飞机的永恒追求,其中安全性是第一位的。在所有发动机和辅助动力全部失效情况下,如果不能及时实现对飞行姿态的有效控制,将造成机毁人亡的重大安全事故。为了防止此类事故发生,满足FAA25和CCAR25的适航要求,现代民用运输机上普遍安装了冲压空气涡轮(Ram Air Turbine,RAT)应急能源系统。在紧急情况下,RAT自动或手动弹出,摄取空气气流的动能转化为液压能或(和)电能用以操纵和降落飞机,也是飞机安全的最后保障。国外经过多年发展,已形成完整的RAT系统研发和生产体系,产品已实现系列化并大量装机应用。我国正在开展大型客机专项研制工作,而国内在RAT研制方面处于空白,无货架产品可供选用。针对国家科技重大项目大飞机专项的迫切需求,中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心开展了RAT系统关键技术及应用研究,建立了RAT系统设计方法与流程,重点突破了飞机应急动力冲压空气涡轮系统的设计、制造和试验等方面关键技术,制造了RAT系统样机,通过地面试验和挂飞试验验证了项目研究成果。针对不同用户对象需求的指标体系(包括功率、扭矩和安全性等),提出了RAT系统完整的解决方案,满足了全包线范围内RAT系统性能要求(包括飞机适配性、负载调节和安全控制等),具备了RAT系统整体研发能力。提出了RAT系统全包线负荷与阻力调节策略,实现了其长时和高效工作;发明了变刚度弹力释放装置,提出了非线性阻尼调节方法,实现了RAT系统快释放、小冲击。针对叶片的脆断、声疲劳与根部疲劳等问题,分析了RAT涡轮破坏机理,提出了基于大延展率的材料选配、当量厚度和等弯扭惯性矩优化与匹配的RAT叶片可靠设计方法。建立了RAT系统的风洞试验系统,提出了基于可压缩流体远场开口系统的试验数据修正分析方法和基于动量定理的等效压比方法,实现了外场参数内场化处理。该项目通过开展飞机应急动力系统的技术攻关,重点突破了飞机应急动力冲压空气涡轮系统的设计、研发及试验等方面的关键技术。
[成果] 1800120679 北京
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:面向无人机遥感网络作业的应用需求,建立了无人机遥感网运行管理系统,实现了无人机遥感网资源的有效管理、无人机作业任务的协同规划与指挥调度、遥感快视数据的远程实时显示以及遥感成果数据的三维可视化展示等功能,形成了满足无人机遥感网应用需求的无人机资源配置、指挥调度与运行管理平台,为无人机遥感网的规模化、规范化运行管理提供了技术支撑。成果创新性:突破了无人机遥感网任务规划与指挥调度技术,建立了无人机遥感网任务规划与指挥调度系统,实现了无人机遥感任务协同规划、无人机资源统一调度管理,为无人机网络资源快速配置、指挥调度与有效管理提供了技术保障。在国内民用应用领域首次实现了无人机遥感快视数据通过中继卫星传输的跨区域远程实时显示,数据传输带宽达到9.6Mbps,为无人机遥感作业数据获取的远程实时监视奠定了技术基础。无人机遥感网运行管理系统已申请软件著作权。成果独占性:无人机平台和遥感载荷资源数量众多,遍布全国各地,不同的无人机对遥感任务实施工作的规程与任务规划方法不同,通过研究无人机遥感网任务规划与指挥调度技术,采用工作流引擎技术建立无人机遥感网任务规划与指挥调度系统,实现了无人机资源有效管理与任务执行指挥高效调度,解决了无人机网络资源快速配置、指挥调度与有效管理等问题。针对无人机遥感作业数据获取的实时远程监控,构建了基于中继卫星链路的实时数据传输和遥感数据快速显示系统,能够实时传输全国土范围内作业的无人机姿轨数据和遥感数据,通过遥感数据快速显示系统实时显示,为远程监控和指挥人员提供了可靠的无人机遥感作业监控技术手段。无人机遥感网资源数据包括无人机资源数据、载荷资源数据、基础地理信息数据、飞行过程中远程传输的飞行诸元数据、遥感快视数据及成果数据等。通过研究无人机遥感网资源综合管理技术,解决了无人机遥感网资源数据统一管理,快速查阅的问题。成果盈利性:该系统可根据规模化遥感应用需求,进行无人机遥感任务的协同规划与统一指挥调度,实现了无人机遥感网资源的快速配置,具备全国土范围内作业的无人机姿轨数据和遥感数据的实时展示能力,提升了无人机遥感网的协同作业效率,降低了无人机遥感资源的运营成本,能有效支持我国环境、减灾、农业、水利等行业的业务应用以及相关科学研究工作的开展,对于推动无人机遥感网的规模化、规范化运行管理具有重要意义。成果持续性:中国科学院光电研究院对地观测技术与应用研究部作为本成果研发团队,确立了对地观测地面系统工程、数据质量监测与评价、新型遥感器机理与应用三大学科领域。近年来,取得了丰硕的科研积累,发表学术论文240余篇,其中SCI/EI收录90余篇,出版专著3部,获得发明专利16项,计算机软件著作权22项,获省部级科技进步奖5项。成果先进性:目前国内外现有无人机遥感网任务规划系统主要是针对简单无人机作业进行规划,多无人机协同规划技术的研究成果较多,但应用于实际作业任务的少之又少。该系统应用了无人机协同规划、无人机网络资源调度技术,在多次飞行作业任务中发挥了重要作用,有效支持了任务的规划、指挥调度与远程实时监视。系统具备基于任务申请、无人机资源、载荷资源、数据传输链路资源等多约束条件下无人机协同作业规划能力、无人机作业状态三维可视化展示能力、无人机资源及载荷资源存储管理能力、无人机遥感影像数据存储管理能力及数据共享服务能力,可满足各类无人机航空作业任务规划与指挥调度需求。
[成果] 1700510526 河南
V25 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该系列紧固件均采用TB8材料,强度等级超过1300MPa,是目前国内用于紧固件生产强度等级最高的钛合金材料。主要产品结构为平圆头和100°沉头高锁螺栓,与高锁螺母配合组成高锁连接副,具有重量轻、体积小、防松能力强、抗疲劳性能好、装配效率高的特点。通过产品表面涂铝后,产品具备了良好的耐蚀和耐高温性能。1、研究内容如下:1)研制出满足型号性能要求的高强度钛合金高锁螺栓紧固件;2)研究高强度钛合金紧固件的头部镦制成型技术;3)研究高强度钛合金紧固件的表面质量控制技术、滚丝控制技术、头下圆角强化技术和六方底孔冲切技术;4)研究高强度钛合金紧固件的螺纹过度和收尾区加工成型技术、表面涂覆技术;5)修订并完善相关的技术工艺参数,对各项工艺参数进行固化,制定满足要求的产品加工控制措施;6)对试制产品的加工过程和试验结果进行分析,分析该材料产品的性能特点。2、主要研究成果:1)超高结构强度,承载强度≥1300MPa。钛合金高锁螺栓强度等级多为1100MPa,飞机用高强度(1300MPa级)钛合金外螺纹连接制件的研制成功,填补了国内超高强度钛合金紧固件的空白,使用效果更好,推广范围更广。2)可以使用于高温环境,耐腐蚀性好。该系列紧固件采用离子镀铝的表面处理方式,处理后的紧固件耐高温腐蚀,具备在496℃环境下工作的能力。3)高抗疲劳性能。为了满足该产品的高抗疲劳性,在进行生产工艺设计时,选择了镦制后先热处理再滚丝的工艺路线,对头下R进行冷滚压,使得该系列产品具备高抗疲劳性能,疲劳寿命远远超出标准要求的13万次。3、专利成果:用于法兰面螺栓车加工的工装,ZL201220125595.X,2012年12月;紧固件头下圆角强化加工工装,ZL201220246172.3,2013年1月;上模成型的热镦模具及其上模,ZL201420124400.9,2014年10月;锥形垫圈的弹性试验工装,ZL201310112818.8,2016年2月;高强度紧固件双剪试验工装,ZL201220638908.1,2013年6月。4、主要性能指标:1)机械性能指标:XXA系列TB8材料紧固件的主要机械性能指标有抗拉载荷、抗剪载荷、拉伸疲劳寿命。2)冶金特性指标:XXA系列TB8材料紧固件的冶金特性主要有头杆结合处金属流线、螺纹部位金属流线、螺纹缺陷及表面污染。其中螺纹部位金属流线在牙底半径处达到最大密度且不得出现微观剪切。3)表面处理指标:涂镀层的主要指标有厚度、结合力、耐流体性、耐脱漆剂、耐热性、耐蚀性。
[成果] 1700240692 广西
[U46, V24] 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该发明涉及一种交通安全椅,尤其是一种由座垫、背靠、肩抱块、主动轮、次动轮、从动轮、背压块、连杆、锁卡、钢卷带、扁状拉带等组成的交通安全椅。 背景技术:现用的飞机、汽车座椅使用安全带,但安全带对孕妇不利,安全椅的使用也还不够简便,用手操作过程也影响了反应速度和效果,应急应对能力不好。该发明技术方案:在座椅背靠上部左右两肩抱套的上方设置主动轮,在主动轮左右两侧与左右两肩抱套相对应的上方分别设置从动轮,每个从动轮卷绕一条钢卷带,钢卷带一端紧固在从动轮上,在从动轮上卷绕几圈后引出与肩抱块的上端相连接,在主动轮两侧,主动轮 与从动轮之间,各设置一次动轮,两根拉带分别接在两个次动轮上,在轮上卷绕数圈后向下引出分别连接在弹簧上 ;弹簧的另一端连接在背靠上,一根扁状拉带一端连接在主动轮上,在主动轮 上卷绕数圈后沿座椅背靠向下伸延,在扁状拉带的下半部设置一锁卡;主动轮,次动轮,从动轮 串连紧固在同一根轮轴上,轮轴的两端分别活性套接在座椅背靠的两侧,在座椅的座垫内设置一根套管,套管套在套管轴上,套管轴的两端紧固在座垫的两侧,在套管的右端向座垫后方接出一根连动拉杆,连动拉杆的另一端与扁状拉带的下端相连接;套管的左端向前连接出一根手柄,手柄从座垫的左上方向外伸出;在坐椅背靠的上半部设置一块背压块,一根背压块连杆从背压块下方向下伸出一定长度后活性套接在连杆支点上,连杆支点紧固在背靠上,在连杆的下端设置一弹片,弹片把连杆的下端向后压向背靠的硬板上。该发明益处:采用这样的结构,当人入座后把身体向后一靠,肩抱块就立即从两肩向下把人抱住,防止乘人由于飞机或汽车的突然减速或碰撞而受伤。如果原来没有使用肩抱,在飞机要降落或汽车突然发现前面有障碍要紧急刹车或碰撞时,只要立即向后一靠,肩抱块就会很快放下把人抱住,避免乘人在飞机降落 时或汽车紧急刹车或碰撞时使人受伤。把手柄一拉,肩抱块就收起,反应迅速,使用简便,可供汽车、飞机使用。
[成果] 1800120350 吉林
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:课题所属项目航空地球物理勘察技术与装备。针对航空高效率探测地磁场、电磁场、浅层穿透(雷达)、地表综合遥感图像以及高精度地形等联合勘探任务需求,在中国直升机和无人机研制先进技术基础上,研发专门服务于地球物理探测需求的旋翼驱动、联合挂载、自主导航定位和地面控制相结合的新一代智能化“重载无人直升机”系统,研发满足特殊探测任务需求的低磁、防静电、轻型和高强度特殊材料,研制一整套硬架式组合搭载稳定系统。最终研制完成重载荷多项搭载功能的共轴双桨无人直升机搭载平台,具备垂直起降、快速平移和搭载组合功能,能够完成大半径、长航时和高低空无人驾驶航空勘探作业。研究内容:系统的总体技术方案设计;无人机机械系统设计、建模、仿真与计算;基于飞控系统的半实物仿真平台研制;无人机航电系统设计与集成;无人机样机试制与测试;可调式搭载系统设计、仿真与样机试制;地面站测控运输车设计与试制;地面测控系统集成和数据处理应用软件的研发工作;无人直升机系统环境磁噪声的实验测量工作;全套样机系统的集成及测试工作;无人机航磁梯度探测系统测试飞行。课题主要成果:(1)重载荷物探专用共轴双桨无人直升机平台:通过自主设计,采用共轴双桨布局来提高飞机的升重比,大量使用高强度、轻质、低磁材料作为机身主体框架材料,在保证机身强度同时降低飞机重量,进而实现在有限起飞重量情况下提高任务载荷量;桨叶和机身蒙皮大量采用低磁低静电复合材料,尽量降低飞机的本体电磁干扰噪声;研制适用复杂环境作业的无人机飞行控制算法,利用自适应和鲁棒控制集成控制策略,提高无人机的智能化作业水平。课题研制的重载荷智能化物探专用无人直升机样机主要技术指标:最大起飞重量400千克;最大任务载荷100千克;巡航速度≥100千米/小时;作业半径100千米;实用升限≥3500米(海拔);留空时间≥3小时;悬停定位水平方向CEP(圆概率误差)≤5米;悬停定位高度方向误差≤1.8米;直线航线飞行误差≤15米;滚转、俯仰角≤±5°;可搭载航磁测量设备,并预留技术升级空间以适应其他物探设备。(2)硬架可调式航磁梯度搭载装置:根据共轴双桨无人机电磁干扰分布情况,设计硬架式航磁梯度搭载装置,采用高轻度、低质、低磁、低静电材料作为搭载装置的材料,保证搭载装置正常工作情况下使其重量最小;探头夹持部分采用角度可调式机械设计,在不同地理区域作业时,尽量保证磁场方向与探头轴线方向垂直,提高探测信号强度;搭载装置与无人机进行振动优化设计,降低机体振动对磁力仪工作带来的影响。(3)无人机移动平台与高灵敏度磁场探测传感器的耦合匹配技术:通过设计周密的试验方案,进行大量野外实验,完成了无人机移动平台与高灵敏度磁场探测传感器的耦合匹配试验,确定了无人机航磁系统配置方式,在保证机械结构稳定性的前提下,尽量降低无人机平台对航磁传感器的影响。(4)适合复杂区域作业的无人机自导航飞行控制策略:无人机在不同作业环境,其控制方法是不同的,集成控制策略将PID控制、自适应控制和鲁棒控制等多种控制算法有机集成,通过设计切换方法,实现算法间优势互补,提高各种控制算法的整体控制效果,尽量减少控制算法的缺点对控制的影响,进而提高无人机在复杂区域自导航飞行、自主起降、障碍规避的控制能力。(5)发表论文和其他成果:获得自主知识产权包括:获得发明专利5件;获实用新型专利2件;发表学术论文8篇,其中SCI检索2篇,EI检索4篇;培养硕士研究生6名,博士研究生5人。
[成果] 1800120357 陕西
V26 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:项目将在4年内开展以下几个方面研究工作:高精度、高稳定性激光选区熔化装备设计与研制;激光选区熔化全流程集成控制软件开发;激光选区熔化增材制造装备工艺数据库及标准规范形成。项目阶段性成果:(1)项目在国家重点研发计划项目——增材制造与激光制造专项支持下,突破了面向平台互换性和动态稳定性的模块化、智能化装备设计方法,高难度复杂零件的装备高稳定性和可靠性制造技术,研制出高精度、高稳定性SLM 增材制造装备,使其达到:成形效率≥ 45立方厘米/ 小时、最大成形尺寸250毫米×250毫米×400毫米、装备无故障运行时间≥ 2400小时等国际先进技术指标。(2)西安铂力特激光成形技术有限公司自主研发的BLT-C600型、BLT-C1000 型激光成形/ 修复设备,利用自主研发的同轴送粉器有效的达到了激光能量输入与粉末输送的最优化匹配,能够根据不同材料参数自动进行加工策略调整,并对打印过程中的工艺参数进行监控及记录,设备技术达到了国际先进水平。BLT-C600型设备最大成形尺寸600毫米×600毫米×1000毫米;BLT-C1000型设备最大成形尺寸1500毫米×1000毫米×1000 毫米。
[成果] 1800120381 陕西
V25 应用技术 电子和电工机械专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:重点针对民用飞机用AlMgScZr系列合金、铝基复合材料及Ti-6Al-4V合金等轻质高强韧铝、钛合金大型复杂构件的LCD和精密复杂构件的SLM开展研究,基于LCD所具有的大熔池、较高加热/冷却速率和较强的沉积热积累效应,以及SLM所具有的微熔池、超高加热/冷却速率和较轻的沉积热累积特征,明晰这两类增材制造技术的共性和差异,揭示材料、工艺及后处理对构件成形精度和组织性能的影响机制,突破轻质高强韧合金构件整体化增材制造的精确控形控性关键技术,在大型飞机研制中实现工程试用。拟开展的主要研究内容如下:(1)激光-金属交互作用下的非平衡冶金、凝固及组织演化机制。(2)激光增材制造非均匀组织调控和宏微观强韧化机理。(3)轻质高强韧合金的激光增材制造合金化机理。(4)激光增材制造非均匀快速热-力耦合行为及形变控制。(5)基于适航要求的激光增材制造质量控制与评价方法。
[成果] 1800120393 天津
[TP3, V47] 应用技术 卫星传输服务 公布年份:2017
成果简介:分布式卫星星座的队形保持与协同控制是实现卫星编队飞行的核心技术。该课题开展编队卫星系统高精度实时测量和控制技术的研究。针对基于卫星编队实现5米综合孔径的项目目标,采用主从星的编队模式,完成卫星由生成编队、编队保持,至触发合成孔径成像的编队引导、导航与控制(guidance, navigation, control,GNC)的架构、算法及敏感器的开发。根据编队卫星飞行任务的GNC需求,研究生成卫星编队的轨迹优化与控制策略;研究基于飞秒激光绝对距离测量的卫星间相对导航技术;建立低时间抖动的飞秒激光脉冲序列作为主时钟信号,发布至从卫星,实现星间时间统一的实验演示装置;研究编队构型保持的控制方案,实现从卫星的六个自由度的姿态控制与闭环轨道控制,完成编队控制的约束指标,形成卫星编队飞行仿真软件系统。成果简介:(1)编队位置测量方面:根据测量精度要求,提出了基于飞秒激光绝对距离测量的基线长度测量方案以及基于视觉摄影测量的垂直于卫星编队平面的位移测量方案,该机器视觉技术同时起到协助编队构型收敛、引导基线测距激光光束瞄准合作靶标的作用。研发了星载飞秒激光绝对测距装置与视觉定位相机。其中,飞秒激光测距仪在2.5米的基线长度上,可实现1微米级的绝对测距精度。视觉定位相机通过识别靶标图案解算星间相对位置和姿态,得到垂直于卫星基线方向的定位误差优于50微米,沿卫星基线方向的定位误差小于1毫米,相机的采集刷新频率达150fps。(2)编队控制方面:针对项目要求的卫星编队合成孔径成像任务,制定了基于旋转分时成像的空间圆编队成像控制方案和水平圆编队成像控制方案。设计的空间圆编队能够实现巡天观测和固定目标观测,水平圆编队能够实现固定目标观测。在编队控制过程中,将编队控制结构划分为期望指令决策层和期望指令跟踪层。在期望指令决策层中,设计了对各个阶段的构型期望指令和姿态期望指令的计算算法;在期望指令跟踪层中,利用主从控制方式对编队构型运动模型和姿态模型进行了控制器设计。利用Matlab/simulink对两种成像方案进行了仿真。设计并开发了数值模拟仿真软件、三轴转台平台和三维视景仿真软件,分别实现了对所设计编队控制算法的实时仿真验证、对卫星姿态变化的真实模拟验证和卫星编队飞行过程的动态演示。(3)星间时间统一方面:设计了基于飞秒激光脉冲序列作为主时钟信号的星间高稳定度时间统一的原理验证方案。建立了具有亚飞秒时间分辨率的全光平衡互相关装置,用于实现高灵敏度的时钟比对,利用该装置比对了从星搭载的飞秒激光振荡器发射的超短激光脉冲序列与主时间基准之间的时间误差,并利用该误差信号反馈控制从星搭载的飞秒激光振荡器,使其与主时间基准达成了时间统一。已经在6.5小时的时间内实现小于100飞秒的时钟同步误差。
[成果] 1700450365 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:弹射架是固定翼无人机常用的起飞辅助工具,无人机的起飞方式主要有滑跑起飞、垂直起飞、弹射起飞、手抛起飞、弹射起飞,手抛起飞技术要求高,危险性高,操作者有被无人机螺旋桨打到手的危险,因此弹射架就成了一种广受欢迎的起飞辅助设备。多数弹射架难控制,易变形,弹射成功率低,固定翼无人机常常需要野外作业,野外环境恶劣,对弹射架的稳定性、易操作性等性能要求就更高了。该发明致力于发明一款易操作、稳定性高、弹射成功率高的弹射架。该专利弹射架,总重19kg,长宽高237*70*2000px,由滑轨、支撑柱、无人机支撑架滑车、滑车减震装置、手动绞盘、滑车支架限位装置、滑轨折叠结构、滑轨连接轴、弹力绳等组成。滑车支架限位装置可以安全方便地控制滑车不会失控弹出;滑车减震装置用来消减滑车弹出时过大的冲击力,使弹出飞机的飞行轨迹不受影响,同时保护弹射架的部件;弹力绳与绞盘的结合,使操作人员可以轻松的将连接弹力绳的滑车拉到弹射位。同时,该弹射架全部采用铝制结构,稳固,滑轨不易变形,滑轨连接紧密,平滑,弹射成功率高;可折叠,易携带,总重19kg,方便外出作业,折叠后长1.2米左右,可放入汽车后备箱;通过绞盘将无人机支撑架滑车拉到弹射位,轻松省力,易操作,是固定翼作业的得力助手。
[成果] 1700450366 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:随着无人机高新技术的迅猛发展,无人机在各领域的应用也越来越广泛。但是当无人机的无线通信信号遇到遮挡物或者其他干扰信号干扰时信号会被中断,导致操控人员不能及时的掌握无人机的飞行状态以及位置。因此无人机上安装GPS追踪器变得尤其重要。无人机GPS追踪器主要应用于无人机追踪系统技术领域,它适用于追踪无人机的飞行轨迹,可以让操控人员及时掌握无人机的状态。该无人机GPS追踪器主要由数据处理模块,数据存储模块,GPS模块,GPS信号接收天线,信号灯模块,电源模块,GSM/GPRS网络模块,GSM/GPRS数据接收天线,远程监控平台,按键模块组成。该追踪器由电源模块连接无人机动力电池取电。工作时,GPS模块通过天线接收数据可获取无人机追踪器的定位信息。处理模块处理GPS模块接收的位置信息以及飞行状态信息后通过GSM/GPRS模块3将数据回传到远程监控平台。数据存储模块可存取GPS模块的信息,避免人机在没有信号的情况下丢失数据,当信号恢复后立即回传飞行轨迹和数据信息。该GPS追踪器简单,体积小,成本低廉,可以在无人机作业时及时了解无人机的飞行状态及位置。特别在无人机数据传输链路出现中断时,追踪器可以实时回传数据到远程控制台显示无人机的飞行轨迹,显示无人机的电量消耗情况,电压,高度,星数,坐标。在无人机出现事故坠毁或者飞丢时,也可以及时寻找无人机出现问题的原因或者飞丢地点,实用性非常好。
[成果] 1700450367 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:传统运用无人机进行三维地理信息重建时,需要相机在同一位置以五个不同角度各拍一张相片。这五个角度分别是前45度、后45度、左45度、右45度和垂直向下。传统作业方法有以下两种:在无人机上同时安装五台相机,分别调整为以上五个角度。无人机飞到拍照点时,五台相机同时曝光得到五张航片。该技术的缺点是五台相机一起安装所占体积和重量都比较大,小型无人机无法安装使用。如在大型固定翼无人机或多旋翼无人机上安装,会因大载重,严重影响无人机的续航时间。优点是操作简单,一个架次即可完成数据采集。在无人机上安装一台相机,角度调整至以上五个角度之一。飞完一个架次后,人工将相机调整至另一个角度安装,沿着上一个架次的航线再飞一遍。同一条航线飞行五个架次后即可完成数据采集。该技术的缺点是同一条航线要飞五次才能采集完各角度的相片,效率低下。优点是对无人机载重量的要求低,小型无人机即可完成。新型的无人机倾斜摄影云台,适用于无人机航拍三维地理信息重建时的数据采集。将一台相机安装到该发明说述的旋转云台上。当无人机到达拍照点时,云台控制器控制相机在初始位置(后45度)进行一次曝光,同时记录曝光点的POS信息。完成曝光后云台带着相机迅速旋转到下一个角度(垂直向下)进行第二次曝光。最后转到第三个角度(前45度)进行第三次曝光。完成后控制相机回到初始位置,完成一个拍照点的拍摄。通过旋转云台的辅助,一台相机在一个拍照点就可以完成三个角度航片的拍摄。飞机落地后,人工将云台旋转90度安装,沿着之前的航线再飞一个架次,即可完成五个角度的数据采集。可取代原始作业方法,大幅提高作业效率。该云台由机械部分和电子部分组成。结构轻巧,成本低廉,可靠性高。
[成果] 1700450021 广西
V 应用技术 航空运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:现代高科技条件下的军事战争,赢得制空权是保证战争胜利的重要条件之一,攻击机场、力争将敌机摧毁在升空前,同样是夺取制空权的重要手段。当机场受到局部或者轻微损伤时,能否快速、有效地修复跑道弹坑,以提高战机的地面生存能力,是一个很棘手的问题,并且越来越受到重视。现阶段,工程上广泛采用混凝土切割机对已发生破坏的道面进行修整,其技术的核心是混凝土切割机,但在实际应用中存在如下问题:对动力装置要求较高;须保证切割的直顺性及平稳性;切割刀片容易损坏;切割噪音大,粉尘多。该发明涉及机场跑道弹坑的修复,具体是基于水射流切割装置快速修复机场跑道弹坑的方法。所述切割系统主要通过水喷头射出的高压水流对被切割材料实施切割,该种切割方式具有快速,无尘,噪音小等特点。该发明运用便携式水射流切割装置对弹坑的松动区进行快速修整,令其切割形状尽量方正,向修整好的弹坑快速灌浆,填充混凝土模块,固定调整模块使其平整,便完成了跑道的修复工作。该发明的优点:弹坑修复体的强度与跑道母体的强度完全一样,对于超音速飞机、超高音速飞机、大型运输机及重型轰炸机的安全起降有突出优势,符合现代空军的战略要求;由于水切割能量集中,水射流切割装置的切割修整速度优于常规机械切割机;在对弹坑进行切割修整的过程中对弹坑壁母体的损伤小,且不会出现卡死现象;能较好地保证弹坑修复表面与跑道母体表面具有良好的平面度,以降低飞机在起降过程中所可能产生的巨大颠簸甚至翻机现象;修复过程中无粉尘产生,工作环境较好;修复过程中不易造成人员及设备的损伤;采用模块快速填补方法,克服了灌浆水泥早期强度不够,水化反应时间长的缺点,极大地缩短了对机场损伤跑道的修复时间,为赢得现代战场环境下的制空权创造了有利条件。该设备除了能进行机场跑道弹坑的快速修复外,还可用于抗震救灾、矿难救险、高速公路及城市道路抢修、桥梁拆建、隧道挖掘、房屋拆卸等场合,是一种典型的军民两用型工程装备。
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