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飞行汽车典型构型特征及动力系统架构
付健;涂良辉;闫超;沈佳琦;深入探讨了典型飞行汽车的构型特征及动力系统架构。首先，追溯了飞行汽车的发展历程，并阐述了飞行汽车运输系统的概念。然后，总结了陆空两栖飞行汽车的构型，并针对其中涉及的关键技术难题进行了深入探讨。此外，综述了纯电、油电混动和燃料电池等典型动力系统架构的设计方案。最后，以团队正在研发的飞行摩托及其小型涡轴混动系统为例，对比分析了纯电和油电混动两种动力系统架构。研究表明，一体式构型飞行汽车设计面临诸多挑战，而分体式设计可规避部分难题；在动力系统方面，当前电池技术难以满足长续航飞行汽车的需求，油电混合技术在高能量密度电池技术成熟前具有重要应用价值。
一种基于近似梯度计算的高效气动力优化方法
刘淼;钱瑞战;魏剑龙;雷武涛;针对气动优化设计中梯度求解带来巨大计算负担的问题，提出一种基于近似梯度计算的高效优化方法。以序列二次规划(SQP)算法作为基本框架，利用气动设计中不同可信度计算流体力学(CFD)模型流场模拟结果的相似性，以耗时小的低可信度模型为主体构造高可信度模型的一阶近似模型，用以代替高可信度模型进行目标函数梯度值求解，从而降低计算成本。最后，利用提出的方法对RAE2822翼型和一副设计良好的超临界机翼进行优化。结果表明，应用该方法进行优化，两轮计算后分别减阻34.89%和2.07%,所得优化结果与标准SQP方法十分相近，而累积计算时间仅为SQP优化的44.10%和54.59%。
基于有限元法的鸟羽扑翼飞行器气动性能分析
于鹏达;史春景;郝永平;王俊杰;黄功政;翅翼作为仿生扑翼飞行器动力系统的重要组成部分，其形状结构对于扑翼飞行器的气动特性有着重要影响。仿照鸟类翅膀的骨骼结构，设计了一种鸟羽扑翼飞行器的翅膀结构，建立了三维羽翼模型，通过有限元法进行了气动仿真分析，得到升力系数、阻力系数及推力系数变化曲线，处理数据得到平均力系数以及平均升阻比，与平面翼和弧形翼的气动特性进行了对比分析。仿真结果表明：仿生羽毛翅翼在相同的翼展、翼面投影面积以及运动规律下，比平面翼和弧形翼具有更优的气动特性。
基于多头卷积门控循环单元的锥套轨迹预测
李飞;朱喆;黄江涛;陈其盛;刘刚;针对空中加油对接过程中受油机难以追踪锥套运动的问题，受到飞行员经验的启发，提出基于多头卷积门控循环单元的锥套轨迹预测方法。通过卷积神经网络模型对时间序列数据进行特征提取和表示学习，以捕捉数据中的长期依赖关系；利用门控循环单元模型对提取的特征进行建模，以捕捉数据中的短期依赖关系；引入多头注意力机制对模型进行加权融合，以提高模型对不同特征的关注度和识别能力。仿真和飞行试验结果表明，所提方法能够有效预测锥套的位置。
基于MPC的空中无人加油对接段规划控制一体化
贾佳鑫;杜昕;黄江涛;刘刚;徐翔;在空中无人加油对接段，受加油机尾流、阵风、大气紊流等多重干扰影响，加油机的锥套会出现相对高频的飘摆运动，给自主对接控制带来极大挑战。目前的跟踪控制多以非零点集、LQR等方法为主，在应对模型不确定性或外部干扰等方面存在不足，故提出一种基于MPC的自主对接段轨迹跟踪控制与规划控制一体化框架。首先，利用五次多项式进行轨迹规划得到参考轨迹，并构建状态观测器；使用MPC控制器进行轨迹跟踪，并与传统的PI控制器进行了比较。其次，在初始位置与参考轨迹相差较大时，利用MPC进行重新规划，并且在MPC控制器每跟踪一定步数时，根据当前及锥套位置规划轨迹，实现规划控制一体化。仿真结果表明：MPC控制器在存在模型误差、初始位置误差时仍然能较好地跟踪轨迹；基于MPC的规划控制一体化能够实现锥套存在飘摆运动时对接轨迹的实时重规划与控制，且精度较高。
