航空宇航學(xué)科綜合課博課程總結(jié)

1、 宇航學(xué)院講座總結(jié) 航空宇航學(xué)科綜合課（博）（2017 年 1月2日） 一、氣動彈性技術(shù)發(fā)展方向楊 超 教授 2016.9.23第一次的航空宇航綜合課是由我們航空科學(xué)與工程學(xué)院院長楊超教授給我們帶來的關(guān)于氣動彈性方面的講座，雖然之前的學(xué)習(xí)過程中也聽說過一些氣動彈性的理論，但是并沒有太多的了解，這一次的講座加深了我們對于氣動彈性這門學(xué)科的認(rèn)識與理解。氣動彈性是研究彈性物體在氣流中的力學(xué)行為的學(xué)科，其任務(wù)是研究氣動力與彈性體的相互影響。氣動彈性問題是所有飛行器都存在的問題，只是程度不同主要矛盾不同。氣動彈性問題普遍的存在于古往今來所有飛行器當(dāng)中。1903年12月，萊特兄弟試飛前9天，蘭利的“空中旅

2、行者”號有動力試飛失敗，就是因機(jī)翼扭轉(zhuǎn)變形發(fā)散造成的；一戰(zhàn)中發(fā)生過多起顫振和發(fā)散的事故，而二戰(zhàn)過后，隨著飛行速度的不斷增加，顫振問題漸漸顯現(xiàn)，成為許多飛行事故的元兇；而離我們比較近的一次是1998年F-117顫振事故。因此我們必須對氣動彈性問題加以重視，并且隨著科技的進(jìn)步，尤其是對氣動彈性技術(shù)、噴氣發(fā)動機(jī)和后掠翼技術(shù)的突破，人類飛行突破“音障”已成為可能。目前氣動彈性問題的研究熱點是復(fù)合材料氣動彈性剪裁優(yōu)化和主動氣動彈性機(jī)翼（Active Aeroelastic Wing）。眾所周知，復(fù)合材料有許多獨特的優(yōu)點。例如質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、抗疲勞和抗振性能好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性好等，特別是它所具有的

3、顯著的各向異性力學(xué)特性。而氣動彈性剪裁是指通過復(fù)合材料的剛度方向性及其變形耦合來控制翼面結(jié)構(gòu)的靜力和動力氣動彈性變形，從而提高飛機(jī)性能的一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。該氣動彈性優(yōu)化算法適用于飛行器設(shè)計的初始階段。主動氣動彈性機(jī)翼的設(shè)計思想是通過全權(quán)限、快速響應(yīng)的數(shù)字式主動控制系統(tǒng)來主動且有效地利用機(jī)翼的柔性。美國從1985年開始，就逐步對該方法進(jìn)行了研究，已經(jīng)進(jìn)入了飛行測試階段。隨著導(dǎo)彈、高性能巡航導(dǎo)彈、高超音速巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)的發(fā)展，要求質(zhì)量輕、速度高，氣動彈性問題更加突出，氣動彈性的研究在工程實踐中發(fā)揮著越來越重要的作用。二、航空器適航設(shè)計技術(shù)曹義華 教授 201適航性（Air Worthines

4、s）是指航空器在預(yù)期的運行環(huán)境中在經(jīng)審明并被核準(zhǔn)的使用限制下運行時，應(yīng)具備的安全性和物理完整性品質(zhì)。這種品質(zhì)使航空器始終處于符合其型號設(shè)計及安全運行的狀態(tài)。適航性標(biāo)準(zhǔn)是為了保證實現(xiàn)民用航空器的適航性而制定的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。目前的航空器適航標(biāo)準(zhǔn)主要包括：美國聯(lián)邦航空管理局FAA的聯(lián)邦航空條例（FAR）、英國民用航空管理局CAA的英國民用適航性要求（BCAR）、西歐國家的聯(lián)合適航性要求（JAR）、俄羅斯的民用航空條例以及中國民用航空局的CCAR。另外，還存在適航審定標(biāo)準(zhǔn)。70部聯(lián)邦航空條例中的大多數(shù)是屬于管理性質(zhì)的，但其中有八部則是從最低安全要求出發(fā)，對航空器、發(fā)動機(jī)或螺旋槳的設(shè)計提出了具體的技術(shù)要

5、求，F(xiàn)AA將其進(jìn)一步定名為“標(biāo)準(zhǔn)”，其中包括7部適航標(biāo)準(zhǔn)和一部噪聲標(biāo)準(zhǔn)。航空器飛行的空間稱空域。空域的概念包括三種屬性，分別為法律屬性、自然屬性和技術(shù)屬性。法律屬性的意義在于空域是國家的重要資源，由國家實行統(tǒng)一管理，各國對于空域管理都有自己相應(yīng)的嚴(yán)密機(jī)構(gòu)，并有法律條款對各項活動進(jìn)行約束。自然屬性容易理解，空域有下確界即地表、海面等，也受天氣情況的影響。技術(shù)屬性是指空域也與許多科學(xué)技術(shù)有關(guān)，如需要在空域建立用于通信的通信場，實現(xiàn)導(dǎo)航的導(dǎo)航場，實現(xiàn)監(jiān)視功能的監(jiān)視場等?？沼蚬芾硎菫榱诉m應(yīng)航空事業(yè)的發(fā)展而提出的。航空事業(yè)的發(fā)展是伴隨著飛行器的發(fā)展而發(fā)展的。1783年作為歷史上第一個真正意義上的航空器熱

6、氣球誕生，在之后的100多年里，隨著科技的進(jìn)步以及人類對于航空器研究的不斷深入，1903年萊特兄弟成功進(jìn)行了真正意義上的飛機(jī)的首飛，1943年直升機(jī)的發(fā)明讓世界航空事業(yè)不斷完善與發(fā)展，到如今，各式各樣的飛行器翱翔天穹。近十幾年來，航空事業(yè)發(fā)展日新月異。因此要保證飛行器飛行的安全和有序，就要加強(qiáng)管理。空域管理是這種管理的一個重要方面，它有效的提高了空域利用率，增加了空域的容量和整體流量。空域管理凸顯了其重要性。三、復(fù)雜產(chǎn)品集成的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化研究徐元銘 教授 201這是本學(xué)期的第三次課，本次講座是由航空科學(xué)與工程學(xué)院的徐元銘教授為我們介紹的復(fù)雜產(chǎn)品集成的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化研究，在當(dāng)前學(xué)術(shù)界領(lǐng)域，多學(xué)

7、科優(yōu)化研究應(yīng)該說是我們作為博士研究生必須要了解甚至需要我們深入探究的一門學(xué)科。多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計是目前十分熱門的新生學(xué)科，國內(nèi)有很多學(xué)者在從事這方面的理論研究，在國外這項技術(shù)已經(jīng)有很多工程應(yīng)用。多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計（Multidisciplinary Design Optimization，MDO）解決復(fù)雜工程系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化的一種有效方法和工具。其主要設(shè)計思想為：在復(fù)雜系統(tǒng)的整個設(shè)計過程中，充分利用分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來集成各學(xué)科的知識，按照面向設(shè)計的思想來集成各個學(xué)科的模型和分析工具，通過有效的設(shè)計和優(yōu)化策略組織和管理設(shè)計過程，充分利用各學(xué)科相互作用產(chǎn)生的協(xié)調(diào)效應(yīng)來獲得系統(tǒng)整體最優(yōu)解，縮短設(shè)計周期，節(jié)

8、約成本。復(fù)雜工程系統(tǒng)（航空航天系統(tǒng)）的設(shè)計往往涉及多門學(xué)科，如氣動、結(jié)構(gòu)、控制、發(fā)動機(jī)等很多學(xué)科，傳統(tǒng)的串行設(shè)計方式的最大弊端在于它人為的割裂了各學(xué)科之間的相互作用，并沒有利用各學(xué)科之間相互影響產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)。這種設(shè)計方法只能獲得局部的最優(yōu)解，很有可能失去全局最優(yōu)解，而且設(shè)計周期長，成本高。這些特點顯然不能適應(yīng)越來越多，且越來越苛刻的設(shè)計要求的發(fā)展趨勢。多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計正是為解決這一問題的新的設(shè)計方法。目前，國內(nèi)外飛行器總體設(shè)計的研究領(lǐng)域是多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計（MDO），即全局考慮飛行器設(shè)計中多子系統(tǒng)之間相互耦合的跨學(xué)科、跨專業(yè)的系統(tǒng)優(yōu)化，以實現(xiàn)飛行器的全壽命周期設(shè)計。MDO的主要目的是為了加快設(shè)計進(jìn)

9、程和降低復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計制造費用，同時使產(chǎn)品效率、重量、壽命、可靠性和可維護(hù)性得以提高。隨著今年來大量應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程中，MDO將對未來科技和工程領(lǐng)域產(chǎn)生巨大作用。MDO在總體設(shè)計過程中，尤其是在方案論證階段具有實用價值。其中，MDO最直觀的作用就是可以根據(jù)用戶選定的優(yōu)化目標(biāo)自動進(jìn)行參數(shù)的合理選擇。四、無人機(jī)系統(tǒng)概述向錦武 教授 2016.10.21無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）通常是指由機(jī)載動力驅(qū)動，無線電遙控或自主程序控制飛行，可執(zhí)行多種任務(wù)并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器。無人機(jī)與飛機(jī)不同，駕駛員不在飛機(jī)上，飛行器設(shè)計不受人的生理控制，便于執(zhí)行高風(fēng)險任

10、務(wù)。他又與導(dǎo)彈不同，主要表現(xiàn)在：發(fā)射/回收、動力裝置，任務(wù)載荷，地面控制等方面。最小的無人機(jī)系統(tǒng)至少應(yīng)該包括：飛行器、飛行控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、任務(wù)載荷和發(fā)射/回收系統(tǒng)。無人機(jī)系統(tǒng)的特點為：安全性好，可執(zhí)行危險任務(wù)，如縱深目標(biāo)偵查、放射性取樣、災(zāi)害搜救、反恐監(jiān)視等；隱蔽性強(qiáng)，靈活、反應(yīng)快；可長時間續(xù)航，續(xù)航時間可在數(shù)十小時以上；成本低。無人機(jī)的使命有：信息戰(zhàn)和無人化非接觸遠(yuǎn)程作戰(zhàn)的平臺；科學(xué)研究與應(yīng)用的平臺；航空技術(shù)基礎(chǔ)研究的平臺等。自1913年世界上出現(xiàn)第一個自動駕駛儀以來，無人機(jī)受到越來越多國家的重視，發(fā)展迅猛。目前從事研究和生產(chǎn)無人機(jī)的有美國、俄羅斯、以色列、法國、英國和南非等近30個

11、國家，無人機(jī)基本型數(shù)量已增加到300多種。鑒于其獨有的低成本、低損耗、零傷亡、可重復(fù)使用和高機(jī)動等諸多優(yōu)勢，其使用范圍已拓寬到軍事、民用和科學(xué)研究三大領(lǐng)域。在軍事上可用于偵察、監(jiān)視、通信中繼、電子對抗、火力制導(dǎo)、戰(zhàn)果評估、騷擾、誘惑、對地（海）攻擊、目標(biāo)模擬和早期預(yù)警等；在民用上，可用于大地測量、氣象觀測、城市環(huán)境檢測、地球資源勘探和森林防火等；在科學(xué)研究上，可用于大氣研究，對核生化污染區(qū)的取樣與監(jiān)控、新技術(shù)新設(shè)備與新飛行器的試驗驗證等。無人機(jī)的發(fā)展，很多技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用。其中最主要的有以下幾項：氣動技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)、人工智能技術(shù)、通信技術(shù)、發(fā)射與回收技術(shù)。美國的無人機(jī)如“捕食者”、全球鷹

12、等已經(jīng)能很好的應(yīng)用，無人作戰(zhàn)飛機(jī)X-45A、X-45B以及艦載無人戰(zhàn)斗機(jī)X-47A也在研制過程中。我國的無人機(jī)發(fā)展與美國、以色列相比還有一定的距離，一些技術(shù)難題還有待解決，主要是標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和信息融合處理。但同時我們也充滿信心，經(jīng)過不斷的研究、探索一定會有所突破有所發(fā)展。五、武器裝備隱身技術(shù)黃 俊 教授 2016.10.28本節(jié)課是由航空科學(xué)與工程學(xué)院的黃俊教授給我們帶來的武器裝備隱身技術(shù)的專題講座，讓我們對于隱身技術(shù)有了初步的認(rèn)識與了解。隱身技術(shù)是控制和減小作戰(zhàn)平臺及武器系統(tǒng)等目標(biāo)被敵方探測、跟蹤、識別和攻擊的各類特征信號，降低被發(fā)現(xiàn)和被攻擊的概率，從而提高其作戰(zhàn)能力和生存力的綜合性技術(shù)。隱身

13、技術(shù)主要包括雷達(dá)、紅外、聲、光、射頻、磁、電、尾跡等領(lǐng)域，跨越材料、電磁、聲、熱、光等學(xué)科，覆蓋海、陸、空、天等威懾和主戰(zhàn)裝備。隱身技術(shù)對于提高裝備生存能力，降低地方探測系統(tǒng)效能，增加戰(zhàn)爭的突然性等有著重要影響；隱身技術(shù)縮短了探測系統(tǒng)的探測距離，對現(xiàn)代預(yù)警防御體系提出更高的要求；隱身技術(shù)的投入使用，改變了襲擊兵器傳統(tǒng)的突防方式，使戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗的突然性增大。特別是隱身飛機(jī)的使用，其高的突防能力可使敵方的預(yù)警探測系統(tǒng)因只能得到非常短的探測時間或距離而很難發(fā)現(xiàn)或采取對抗措施，因而地方難以避免遭到閃電般的突襲。生存能力極強(qiáng)的隱身飛機(jī)如果再輔以各種高性能的精確制導(dǎo)武器，將極大地提高空戰(zhàn)的效能。飛機(jī)隱

14、身技術(shù)帶動了其他武器裝備隱身技術(shù)的發(fā)展。例如，美國的AGM-129A/B空射巡航導(dǎo)彈、“聯(lián)合防區(qū)外攻擊導(dǎo)彈”（JASSM）和“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈，RCS為平方米。在世界范圍內(nèi)，隨著武器科技水平的普遍提高，具有隱身技術(shù)的武器裝備不斷顯現(xiàn)，隱身飛機(jī)、隱身核潛艇、隱身作戰(zhàn)艦艇、隱身坦克戰(zhàn)車、隱身導(dǎo)彈以及隱身直升機(jī)等都是具有代表性的現(xiàn)代戰(zhàn)爭武器裝備。目前國內(nèi)外主要的隱身技術(shù)分為以下幾類：雷達(dá)隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)、聲隱身技術(shù)、可見光隱身技術(shù)以及其他一些隱身技術(shù)。我國的隱身技術(shù)目前歲迅猛發(fā)展但是距離大規(guī)模列裝和實戰(zhàn)應(yīng)用都還是需要一定的時間，這是我國航空工作者近一段時間來需要努力趕超的。六、創(chuàng)新研究的科學(xué)方法

15、王立新 教授 2016.11.4科學(xué)研究的實質(zhì)是創(chuàng)新，科學(xué)研究是探索存在于自然界固有的客觀規(guī)律，而非做漢化或拷貝的勞動?？茖W(xué)研究的創(chuàng)新有一個常用名詞原始創(chuàng)新，所指為前所未有，即在歷史上、在世界范圍內(nèi)都沒有的新創(chuàng)造，包括新發(fā)現(xiàn)、新觀點、新理論、新材料、新技術(shù)、新方法等。王老師根據(jù)自己的實踐經(jīng)驗提出了幾點科學(xué)的創(chuàng)新研究方法：1）極端注重創(chuàng)新性的獨立研究。目前很多人的思想都被書本、文獻(xiàn)左右，不能獨立的思考分析，當(dāng)然向書本他人學(xué)習(xí)是十分必要的，但不能一味的聽信書本的講授，要能獨立的分析。2）足夠地重視對飛行器本體的認(rèn)識。一切的數(shù)學(xué)知識、計算算法、控制理論都是使用的工具，真正的研究對象是飛行器本身，要想

16、有所突破創(chuàng)新一定要對飛行器本身的特性有深刻的了解。3）要大膽的提出自己的見解。在對事物有一定的認(rèn)識之后，要大膽的提出自己的預(yù)測，再用數(shù)理方法證明或別人的研究成果佐證自己的預(yù)測。4）破除書本和文獻(xiàn)的神圣性，敢于懷疑一切。一切有人參與的工作均是會出現(xiàn)錯誤的，不要只相信那些白紙黑字，也要有自己的判斷。5）多方位、多角度地認(rèn)識和思考。要從多個角度考慮問題，才能提供出不同的解決方案，并從中找出最合適的。6）對科學(xué)問題要有足夠的靈敏性。平時應(yīng)多關(guān)注學(xué)科前沿的發(fā)展，靈活的進(jìn)行研究。一種理論在出現(xiàn)以后，在傳播的過程中也會出現(xiàn)很多問題。王老師舉了很多例子，例如人們目前熟知的幾個俗語，其實就是人們在傳播的過程中出

17、現(xiàn)了很大偏差?！叭齻€臭裨將，賽過諸葛亮”傳播成了“三個臭皮匠，賽過諸葛亮”，這種錯誤是非常明顯的，但是人們還是樂于接受，這反映了大多數(shù)人的一些惰性思維模式。雖然自己會有一些疑問，但是又覺得這是大眾普遍認(rèn)可的結(jié)論，默默認(rèn)為這是“真理”，使自己失去了推翻謬論的機(jī)會。此外，王教授結(jié)合自身經(jīng)驗，提出生活中處處存在創(chuàng)新研究點，鼓勵作為博士的我們要善于創(chuàng)新，積極創(chuàng)新。聽完王教授的講解，使我們意識到在創(chuàng)先探索的道路上更要注意研究方法的科學(xué)性，也為日后我們博士論文的開題創(chuàng)新點提供了研究思路。七、人機(jī)系統(tǒng)研究進(jìn)展屈香菊 教授 2016.11.11人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)是一門包含了很多綜合學(xué)科在一起的技術(shù)，其中典型的包括飛

18、行力學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、控制理論和仿真實驗等等。而人機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域包括飛行試驗技術(shù)、駕駛員行為模式識別技術(shù)、仿真器軟件和數(shù)據(jù)處理、專用設(shè)備、駕駛員行為模型數(shù)據(jù)庫、人機(jī)系統(tǒng)品質(zhì)評價方法。 人-機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用面向提出飛行平品質(zhì)準(zhǔn)則、飛機(jī)飛行品質(zhì)評估以及飛行控制系統(tǒng)設(shè)計等方向。人機(jī)工程學(xué)研究在設(shè)計人機(jī)系統(tǒng)時如何考慮人的特性和能力，以及人受機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件的限制。人機(jī)工程學(xué) 還研究人的訓(xùn)練，人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)，以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)問題。飛機(jī)發(fā)明以后，人和飛機(jī)關(guān)系對飛機(jī)性能的發(fā)揮有這越來越大的影響。最開始時可能座艙環(huán)境、操縱桿的響應(yīng)力大小對飛行員的影響較大。自動駕駛儀應(yīng)該是人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展最初階段

19、的產(chǎn)物。但自動駕駛儀的作用更多的是配平、水平飛行以及按設(shè)定航線巡航。這種自動駕駛儀在一定程度上解放了駕駛員，實現(xiàn)了部分的自動操作。在人機(jī)系統(tǒng)中，人作為特殊的控制器，人的行為受飛機(jī)特征的影響，也受到任務(wù)和環(huán)境的影響，表現(xiàn)出很強(qiáng)的自適應(yīng)性。反過來，飛機(jī)的特征也受人的影響，駕駛員和飛機(jī)相互作用，也稱為人機(jī)耦合。人機(jī)耦合即包括良性的耦合也包括不良的耦合，對于不良耦合常見的就是駕駛員誘發(fā)震蕩，其有線性的、準(zhǔn)線性的、非線性的三部分。目前研究的方法主要有基于駕駛員的現(xiàn)行仿真試驗方法、基于人機(jī)耦合關(guān)系的理論研究方法和基于飛行訓(xùn)練規(guī)則的經(jīng)驗方法。由于駕駛員動作的復(fù)雜性、模型評價的標(biāo)準(zhǔn)的不確定性等問題，使該課題的

20、研究有很多困難之處，有待我們進(jìn)一步的探索和解決。但就近些年來講，無人飛機(jī)即入了一個飛速發(fā)展的階段。從無人偵察飛機(jī)到無人攻擊機(jī)，以至于無人轟炸機(jī)和無人戰(zhàn)斗機(jī)也進(jìn)入了設(shè)計階段。但完全無人的飛機(jī)不會有發(fā)展前途，除非人工智能有了突破性的發(fā)展。如果人工智能真的可以達(dá)到人的智商，我想到這時就不只是一個科學(xué)的問題，而是社會倫理的問題了。因為將武力交到一個高智商卻有自主意識的機(jī)器手里，人類不會放心的。另外從另一方面來說，如果全無人操作，人機(jī)系統(tǒng)如何定義呢？八、彈載/炮射微小飛行器王 華 教授 2016.11.18彈載微小型飛行器是指：以子彈藥形式由各類子母式彈藥或無人機(jī)攜帶，拋撒后由“彈”型變成“機(jī)”型，續(xù)航

21、巡飛，完成對目標(biāo)的偵察、干擾、封鎖和攻擊等任務(wù)的無人飛行器。彈載微小型飛行器的技術(shù)包括各子系統(tǒng)核心技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。在未來軍事斗爭中，彈載微小型飛行器在軍事方面具要很大的需求。一、彈載微小型飛行器主要的研究方向和相應(yīng)的研究內(nèi)容：（1）彈載飛行器系統(tǒng)總體技術(shù)：它包括總體結(jié)構(gòu)布局、彈機(jī)總體技術(shù)、空地通訊技術(shù)。（2）環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)：它包括相關(guān)武器發(fā)射、拋撒環(huán)境分析，過載仿真技術(shù)。（3）彈機(jī)轉(zhuǎn)換控制技術(shù)：它包括彈機(jī)轉(zhuǎn)換、最有彈道設(shè)計技術(shù)、遠(yuǎn)程控制設(shè)計技術(shù)、抗旋消旋技術(shù)。（4）動力系統(tǒng)技術(shù)：即為微小型飛行器的緊湊性。（5）飛行控制技術(shù)。（6）群協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)。（7）綜合試驗測試技術(shù)。二、彈載微小型飛行器

22、能夠解決以下的難題：（1）對敵空軍機(jī)場洞庫內(nèi)的飛機(jī)等目標(biāo)實施有效的封鎖與打擊；（2）對敵航母艦隊實施突防攻擊；（3）對臺灣東海岸山體背后目標(biāo)進(jìn)行偵察；（4）引導(dǎo)海軍火力支援艦隊對目標(biāo)實施火力壓制；（5）提供城區(qū)作戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境條件下的局部戰(zhàn)場的實施信息。三、彈載微小型飛行器的發(fā)展趨勢分析：（1）與各軍兵種已列裝的主要武器平臺相兼容；（2）提高慣性器件的抗高過載能力，以適應(yīng)不同的發(fā)射、拋撒環(huán)境；（3）可執(zhí)行精確打擊、偵察、毀傷效果評估、以及干擾等多種作戰(zhàn)任務(wù)；（4）展開式機(jī)翼和動力系統(tǒng)技術(shù)提高以及飛行器的滯空時間的提高；（5）采用先進(jìn)的目標(biāo)識別與跟蹤技術(shù)，從攻擊靜止目標(biāo)發(fā)展到攻擊運動目標(biāo)；（6）采用

23、多模戰(zhàn)斗不等新的高效毀傷手段；（7）多枚飛行器組網(wǎng)提高協(xié)同作戰(zhàn)效能。目前多國已有相關(guān)武器已進(jìn)行裝備。美國的“Quiklook”炮射飛行器的主要任務(wù)是偵察，長0.99m，重36-41kg，發(fā)射過載2000g，采用充氣式結(jié)構(gòu)?！奥蹇ㄋ埂?LOCAAS)是由美國洛馬公司導(dǎo)彈與火控分公司研制的攻擊型炮射巡飛器，長787.4毫米，重38.6公斤，鑄鋁機(jī)體，是一種由火箭彈/導(dǎo)彈/布撒器等平臺投放的微小型自主寬域巡飛子彈藥?？蛇M(jìn)行廣域搜索、識別和摧毀多種地面機(jī)動目標(biāo)，有效對付時間敏感目標(biāo)。可在戰(zhàn)場上空巡邏30分鐘，利用激光雷達(dá)導(dǎo)引頭搜索預(yù)定任務(wù)區(qū)內(nèi)的目標(biāo)，搜索高度可達(dá)228米， 搜索面積為74平方千米，它可

24、摧毀地面靜止目標(biāo)和運動目標(biāo)。美國大面積偵察彈“WASP”，是1997年由美國麻省理工大學(xué)和Charles Stark Draper實驗室聯(lián)合發(fā)起的一個合作項目，主要用于偵察。WASP是一種低成本折疊式無人飛行器，可以配置在陸軍標(biāo)準(zhǔn)155mm榴彈炮M-483A或海軍5inch艦炮中向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射；出炮口后尾部六個尾翼片展開，解旋并以提供穩(wěn)定彈道飛行；當(dāng)飛到彈道頂點時，尾部的傘蓋拋掉，裝在尾部的降落傘展開將飛行器從彈丸殼體中抽出；下降到一個合適的高度和速度后，WASP機(jī)翼尾翼展開，發(fā)動機(jī)開始工作，丟棄降落傘，飛行器進(jìn)入有控飛行，執(zhí)行任務(wù)。前沿區(qū)域支援彈藥“FASM”是ALOR國防技術(shù)計劃下研制的一

25、種炮射微小型飛行器，由美國海軍研究辦公室資助，目的是支援美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的軍事行動，除具有偵察、目標(biāo)定位及戰(zhàn)場毀傷評估外，還可以進(jìn)行通信中繼、投放武器打擊目標(biāo)。九、航天器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與振動控制黃 海 教授 2016.11.25本節(jié)課是由我們宇航學(xué)院的黃海教授為我們帶來的關(guān)于航天器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及振動控制方面的講座。講座主要有一下三方面內(nèi)容組成：結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的特點和發(fā)展以及北航在結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的代表性工作。航天器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要功能有：維持衛(wèi)星外形構(gòu)形；提供其他系統(tǒng)的安裝空間；滿足各種設(shè)備的安裝方位、精度等要求；支承和保護(hù)設(shè)備，確保在各種受載條件下的設(shè)備的安全；滿足自身的剛度、強(qiáng)度和

26、熱防護(hù)等要求，確保衛(wèi)星完整性；提供其他的特定功能，如伸展部件的解鎖、展開和鎖定等。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，實際上指的是結(jié)構(gòu)分析，其過程大致是初始設(shè)計-結(jié)構(gòu)分析-設(shè)計調(diào)整-再分析-再調(diào)整-直到滿意。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是指以計算機(jī)為工具，將非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法相結(jié)合，用于受各種條件限制的承載結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的從1960年代被提出開始至今已經(jīng)有了60多年的歷史。60年代，Schmit提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念；1960-1970年代中，提出了準(zhǔn)則法；1976年一種近似的概念被提出，并引入數(shù)學(xué)規(guī)劃算法；1980年代提出了對偶法；1980-1990年代提出了自適應(yīng)算法。在殲-8機(jī)翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化案例中，設(shè)計變

27、量共有1332個，最后綜合考慮兩種工況要求，優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降了35.9kg，占優(yōu)化部分結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的14.6%。只考慮收攏單結(jié)構(gòu)工況優(yōu)化時結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降43.2kg，在考慮展開單結(jié)構(gòu)工況優(yōu)化時結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降37.4kg。根據(jù)上面的例子可以充分看出結(jié)構(gòu)優(yōu)化在飛行器設(shè)計過程所起到的舉足輕重的作用。十、高超飛行器平穩(wěn)滑翔彈道特性與導(dǎo)引方法陳萬春 教授 201本次課是由我們宇航學(xué)院陳萬春教授為我們帶來的關(guān)于高超飛行器平穩(wěn)花香彈道特性與導(dǎo)引方法方面的講座，講座主要分為以下幾個部分：平穩(wěn)滑翔概念的提出、平穩(wěn)滑翔彈道解析求解、平穩(wěn)滑翔彈道動態(tài)特性、平穩(wěn)滑翔彈道阻尼控制方法、平穩(wěn)滑翔空間彈道解析解、平穩(wěn)滑翔解析

28、再入導(dǎo)引方法、線性偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)等。首先給出平穩(wěn)滑翔的定義，并給出飛行動力學(xué)方程，根據(jù)對平穩(wěn)滑翔彈道特性的分析可以看出，不同的初始條件對于滑翔彈道特性有著很大的影響。當(dāng)利用數(shù)值求解的時候，通過對比不同的目標(biāo)函數(shù)所得到的彈道特性發(fā)現(xiàn)，將加加速度作為數(shù)值求解的目標(biāo)函數(shù)可以得到較好較平穩(wěn)的彈道特性曲線。在求解平穩(wěn)滑翔彈道解析解的時候，對高度的二階導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行簡化，、高度的解析解。利用正則攝動法，可得到高度的一階項，同理還可得到二階解。通過對比結(jié)果顯示，解析結(jié)果精度很高，相對誤差小于2%。引入彈道阻尼，飛行效果會更好，也可以對初值進(jìn)行優(yōu)化，尋找最優(yōu)的彈道。如果在討論平穩(wěn)滑翔彈道特性的過程中考慮地

29、球自轉(zhuǎn)的情況，解析過程會較為復(fù)雜，可以在射面上建立坐標(biāo)系進(jìn)行簡化，進(jìn)而得到了解耦的方程，也就得到了解析解，而且解析解的精度很高。相對于國外知名科學(xué)家的方法，該方法的有效性與精確性相對較高，并在實際型號中得到了驗證。傳統(tǒng)跟蹤方法目的是消除當(dāng)前時刻與標(biāo)準(zhǔn)彈道的誤差，而線性高斯偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)目的是消除終端誤差，只存在當(dāng)前的積分彈道；線性高斯偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)對傳統(tǒng)的跟蹤方法具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，不依賴于離線生成的標(biāo)準(zhǔn)彈道。十一、載人航天與深空探測徐世杰 教授 2016.12.9本次課是由我們宇航學(xué)院的徐世杰教授給我們帶來的載人航天與深空探測方面的專題講座，講座主要分為四部分：飛天中國載人航天

30、的歷史和現(xiàn)狀；攬月中國月球探測的歷史和現(xiàn)狀；航天夢中國未來的載人航天和深空探測計劃；任重道遠(yuǎn)中國載人航天和深空探測的世界地位。載人航天作為人類科技文明發(fā)展必不可少的一環(huán)具有多方面的重大意義，載人航天對于材料制造、空間制藥、空間育種、空間科學(xué)研究、太空旅游、政治、軍事、物種備份等諸多方面至關(guān)重要。1985年秦皇島會議上，航天界達(dá)成了研制宇宙飛船-空間站系統(tǒng)的共識；1992年9月21日“921”工程正式啟動；從1999年開始的神舟號系列飛船便正式開啟了中國載人航天事業(yè)的序幕，經(jīng)過四代飛船的研制與努力，終于在2003年，搭載著中國載人航天史上飛天第一人楊利偉的神舟五號飛船成功發(fā)射并圓滿完成中國人的飛天夢。921工程分三步走：第一步是建立天地往返系統(tǒng)，包括不載人實驗和載人實驗；第二步是建設(shè)短期有人照料的空間實驗室；第三步是建設(shè)長期有人駐留的永久性空間站。2001年國防科工委總體論證中國月球探測，而后2004年確定了我國探月工程“繞-落-回”三步走目標(biāo)，并隨著2007年中國航天史上第一枚探月航天器嫦娥一號的發(fā)射，中國的探月之旅正式開啟。截止目前，嫦娥1-2號實現(xiàn)了繞，嫦娥3號實現(xiàn)了落；而接下來2017年發(fā)射嫦娥5號，2018年發(fā)射嫦娥4號，實現(xiàn)背面落。在接下來的幾年時間里我國的載人航天事業(yè)將處于一個非常關(guān)鍵的時期，我們的航