飞行器坐标
飞行器空间坐标修正
摘要
随着科技的快速发展，人们追求着精益求精。毋庸置疑，精确度问题成了热点问题。特别，高精度要求的航空航天领域对精度的研究更是有很重要的理论意义和应用价值。本题的目的是利用数学的方法对飞行器的测量数据进行坐标修正，使得飞行器的空间坐标位置更加精确。
针对问题一，主要产生误差的原因是电子仪器的精度和噪声干扰等。由于仪器精读造成的误差无法消除，在这里我们只考虑噪声的干扰，可以采用迭代均值法，卡尔曼滤波器模型对坐标数据进行了误差修正。
针对问题二，飞行器坐标在长时间的飞行中，坐标数据的观测值由于误差的累积发生漂移。通过问题一的修正后的数据，采用vx,vy的坐标变换法，对（vx，vy，vh）进行变换并将它与所测数据进行比较，并进行数据融合对数据进行第二次修正。
针对问题三，我们选择的具体飞行器为无人机。由飞行器运动方程，推导出斜距与飞行状态之间的关系。在根据所测数据，利用kalman滤波方法可得斜距估计。根据实际值、最优估计值和GPS推算值进行数据融合，对空间坐标修正。在将结果进行无人机仿真表明，使用此模型可以是无人机的空间坐标位置得到很好的修正，位置更精确。
关键词：迭代均值法 kalman滤波坐标变换法飞行器运动方程数据融合
一．问题的重述
随着科学技术的高速发展，飞行器得到越来越广泛的运用，而飞行器的导航精度问题一直是航空航天领域研究的重要课题，惯性导航系统是一种不依赖于任何外部信息的自主式导航系统，在航空航天领域起着越来越重要的作用。由于其系统结构误差、惯性测量部件误差、标度系数误差等因素的影响，惯性导航系统的积累误差随着时间的推移而逐渐增大，这一问题严重影响到航空航天技术的发展。目前关于定位精度的研究成果主要是从物理技术(例如红外测距)方面来提高定位的精度，近年来，围绕定位坐标精度问题的相关研究也渐渐展开。因此进一步研究飞行器空间坐标修正方法有重要的理论意义和应用价值。本题的目标是利用数学的方法对飞行器的误差进行修正，并利用结果进行飞行器的仿真。
附录表一中给出的数据是飞行器的空间位置坐标以及其在空间的速度，还有飞行器与观测站之间的偏向角和俯仰角。其中除了观测站的位置坐标（0,0,0）是准确，其余的数据均有一定的误差，请对给出的数据进行以下三项工作：
1.飞行器坐标的数据为观测值，由于电子仪器的精度和噪声干扰等，含有一定的误差波动，建立数学模型对飞行器坐标观测值的随机波动误差进行修正。
2.由于观测数据的仪器误差，飞行器坐标在长时间的飞行中，坐标数据的观测值由于误差的累积发生漂移，建立数学模型，对飞行器的坐标的这种误差进行修正。(提示：在短时间内，可以视为飞行器坐标含有一定的常量误差，或者飞行器的这种误差是线性变化的)。
3.结合具体的飞行器给出误差修正方案。
二．问题的分析
1.问题一
用matlab做出x-t,y-t,z-t的图像，如下：
x-t图像
y-t图像
z-t图像
由三个图像可知，x与t和y与t的关系呈线性关系，因此噪声信号对x和y的值没有影响，不需要对其进行修正，而y随着t的变化而上下波动，因此需要对其进行修正。消除噪声的干扰可以采用联邦卡尔曼滤波的方法或者使用坐标变换的方法来修正。
1.问题二
用matlab作出vx-t,vy-t,vz-t的图像，如下：
vx-t
vy-t
vz-t
结合问题一中的x-t,y-t,z-t的图像分析可知，飞行器沿x轴和y轴方向上都是做类似匀速的运动，速度v都为正值，不过都有小幅度的波动，说明可能测量过程中存在很小的误差，x，y的值都有一定的偏差。
从vz-t图像中可以看出vz一直为负值，而且也有小幅度的变化，理论上h应随着t时间的推移而呈现出递增趋势，然而根据数据绘制的h-t图象确实在上下波动的，说明数据中存在偏差，更大可能是所选坐标系不同，导致测量结果的符号不同，需要进行修正。
为了对h方向上的速度和高度进行修正，可采用坐标变换以及迭代均值法以消除一定的常量误差。
2.问题三
三．模型假设
1.飞行器为刚体。
2.假设飞行器质量不变即dm/dt=0。
3.假设大气相对于地球是静止的，即忽略了风和大气紊流的影响，则飞行器相
对于空气的速度和对地球的速度相等。
4.不考虑在传输过程中的时间延迟效应。
5.在使用速度拟合位移曲线的时候假设中间时间间隔做匀速运动。
6.观测站的坐标与机体的的坐标系存在有相对运动，而且是球面作用
7.假设噪声的干扰造成的误差可以通过卡尔曼滤波器或者其他方法完全消除。
四．符号说明
x,y,h········································飞行器的空间坐标位置vx,vy,vh·····································飞行器在各个方向上的速度t············································飞行器飞行的时间alpha··········································飞行器的偏向角theta···········································飞行器的俯仰角
X’,Y’,H’······························飞行器的变换后的空间位置坐标i,j,k··································飞行器采用的坐标系的三个基向量i’,j’,k’···························观测站采用的坐标系的三个基向量
五．问题一的求解
由于仪器精读造成的误差无法消除，在这里我们只考虑噪声的干扰，可以采用迭代均值法，其中由于由于仪器精度造成的误差无法消除，在这里我们只考虑噪声的干扰，可以采用迭代均值法，其中（t，x）（t，y）线性拟合后其近似关系很好.所以对(t,h)进行拟合，所以第一题的工作重点是对（t，h）进行修正，排除数据传输过程中由于噪音等原因造成的误差，对于这类误差的过滤，卡尔曼过滤器是很好的方法，但是数据较少，用起来误差并不能的到很好的消减.。
于是我们采用附录二的程序：
设temp：取正如果h>均值，取负如果h<均值（matlab中可用mean指令直接得出）
aver则是一个类似于标准差的定义，即误差绝对值的平均数；
由于二者是元素个数相同的向量故用（.*）
又因为一次迭代的误差依然很大，为了更加精确的过滤误差值，因此我们采用多次迭代的方法，下图为迭代40次的图：
六． 问题二的求解
根据模型假设知，（x ，y ，z ）与（vx ，vy ，vh ）的测量，是在两个有相对运动的坐标系中测量的，
可以假想一下观测站的坐标系即为一个静止的球，而观测站在球心处，而机体就在一个球面上但是他的坐标系永远是面朝外的，而且随着它的相对于观测站的运动不断的变换自己的坐标使得总能保持它面朝外（此处的面朝外可以理解为坐标系里的（1，1，1）向量总是与圆心共线只想背离球心的方向） 可以用下式子表示
3（i+j+k ）/3=)' sin j' sin cos i' cos *(cos k αβαβα
（其中(i,j,k ）为机体所采用坐标系三个基向量（i ’,j ’ ,k ’）是观测站采用的坐标系的三个基向量，βα 分别为从观测站对机体的俯仰角，偏向角，前提是两个z 轴始终共面）
我们可以采用三维坐标中的坐标变换----雅各比行列式设 i=theta ，j=alpha (其中雅各比行列式如下)
sin(i)*cos(j) sin(i)*cos(j) cos(i) ; J= cos(i)*cos(j) cos(i)*sin(j) -sin(i); -sin(j) cos(j) 0
而后用v=[vx vy vh]将三个方向上的速度化为一个各时刻个方向的3×41矩阵
V ’=J*V （V ’即为还算过得速度公式）
利用 ?S=V ’*?t 得出单位时间内机体分别在（x ，y ，z ）三个方向上的位移，利用cumsum 函数对?S 的三个行向量进行累加运算，得出另一个（X ’,Y ’,H ’） 然后用此组数据对题中给定的（x ，y ，h ）进行减法运算发现二者的差值符合三个与t 有关的一次函数
校正方程 ?x=0.648299491856981*t -0.165130488213802 X=x （测）+?x
012
3456
-0.5
00.511.522.5
33.5
4时间t/s
二者误差(X '-x )
x 的误差校正函数
012
3456
123456
78
9时间t/s
误差值（Y '-y ）
(Y-y)的误差误差校正函数
校正方程 ?y=1.406880980638946*t+ 0.083924870933847 Y=y （测）+?y
七．问题三的求解
八．模型改进
本模型对误差的修正并没有达到真正最优的效果，因为数据的组数较少，加之我
们对一些程序的设计没有到很好的掌握，未能在卡尔曼滤波器及均值迭代法消除
噪声的数值中做太多的分析，所以卡尔曼的最有滤波迭代处理的效果未能很好地
展现出来，如果能在问题一采用的卡尔曼滤波和均值迭代处理中通过程序设计消
除噪声影响，加上后面的数据融合进行修正效果会更好一些。
九．参考文献
[1].胡永红、史忠科，小型飞行器定位数据融合误差修正方法。
[2].周建兴、岂兴明、MATLAB从入门到精通，北京：人民邮电出版社，2008年；
[3].马知恩、王绵森，数学分析基础（第二版上册、下册），[M],北京：高等教
育出版社，2006年；
[4].王正东，数学软件与数学实验，北京：科学出版社，2004年；
[5].姜启源、谢金星、叶俊，数学模型（第三版）[M]，北京：高等教育出版社
2003年；
十．附录
一．
题目所给数据：
x(m) y(m) h(m) alpha theta vx(m/s) vy(m/s) vz(m/s)
x方向坐标y方向
坐标高度偏向角俯仰角
x方向速
度
y方向速
度
垂直方向(高
度)速度
1360.25 1309.5 510.352 0.794395 -0.24909 65.71203 70.73957 -0.81219 1350.5 1299 510.2122 0.794668 -0.25085 65.58372 70.89399 -0.69203 1340.75 1288.5 510.215 0.794946 -0.25261 65.84258 70.85664 -0.80888 1331 1278 510.1984 0.795228 -0.25442 65.44936 70.53094 -0.61263 1321.25 1267.5 510.108 0.795514 -0.25625 65.73986 70.46828 -0.61144 1311.5 1257 510.3356 0.795805 -0.2581 65.45338 70.72688 -0.74797 1301.75 1246.5 510.0836 0.7961 -0.25998 65.78953 70.75752 -0.4344 1292 1236 510.4421 0.796399 -0.26188 65.84546 70.56708 -0.60381 1282.25 1225.5 510.2035 0.796703 -0.26381 65.4989 70.41527 -0.66567 1272.5 1215 510.1593 0.797012 -0.26578 65.65001 70.63996 -0.7894 1262.75 1204.5 510.0681 0.797326 -0.26777 65.70493 70.70883 -0.47683 1253 1194 510.2475 0.797645 -0.26979 65.80274 70.68836 -0.62871 1243.25 1183.5 510.2803 0.797968 -0.27184 65.51997 70.84326 -0.71885 1233.5 1173 510.4077 0.798297 -0.27392 65.64495 70.48396 -0.54453 1223.75 1162.5 510.4327 0.798632 -0.27603 65.75635 70.65024 -0.5274 1214 1152 510.2398 0.798971 -0.27817 65.42981 70.74099 -0.57223
1204.25 1141.5 510.4504 0.799317 -0.28034 65.43572 70.66082 -0.70109 1194.5 1131 510.293 0.799668 -0.28255 65.80907 70.80877 -0.63122 1184.75 1120.5 510.313 0.800025 -0.2848 65.47493 70.7298 -0.56124 1175 1110 510.4912 0.800388 -0.28708 65.88649 70.7245 -0.48794 1165.25 1099.5 510.29 0.800757 -0.28939 65.6269 70.6162 -0.57056 1155.5 1089 510.2421 0.801133 -0.29174 65.44173 70.46659 -0.52142 1145.75 1078.5 510.3149 0.801515 -0.29412 65.59547 70.81569 -0.49433 1136 1068 510.0248 0.801903 -0.29655 65.43024 70.59963 -0.74168 1126.25 1057.5 510.1027 0.802299 -0.29901 65.6084 70.72843 -0.72381 1116.5 1047 510.3176 0.802702 -0.30152 65.54599 70.61583 -0.50447 1106.75 1036.5 510.2496 0.803112 -0.30406 65.89203 70.48358 -0.70365 1097 1026 510.2452 0.803529 -0.30665 65.5862 70.49906 -0.78514 1087.25 1015.5 510.1042 0.803954 -0.30928 65.56975 70.87582 -0.82096 1077.5 1005 510.103 0.804387 -0.31196 65.42634 70.76893 -0.69112 1067.75 994.5 510.071 0.804828 -0.31468 65.61142 70.67394 -0.55904 1058 984 510.026 0.805277 -0.31744 65.60887 70.89153 -0.63973 1048.25 973.5 510.0317 0.805734 -0.32026 65.75055 70.73317 -0.67194 1038.5 963 510.4295 0.806201 -0.32312 65.74905 70.73326 -0.50934 1028.75 952.5 510.1993 0.806676 -0.32603 65.46401 70.89954 -0.60229 1019 942 510.1507 0.807161 -0.32899 65.4163 70.6806 -0.71395 1009.25 931.5 510.3241 0.807656 -0.33201 65.73459 70.49522 -0.49601 999.5 921 510.427 0.80816 -0.33508 65.63036 70.89082 -0.6627 989.75 910.5 510.0886 0.808674 -0.33819 65.82776 70.72238 -0.59673 980 900 510.0591 0.809199 -0.34138 65.49546 70.61413 -0.57386 970.25 889.5 510.4997 0.809735 -0.34461 65.46031 70.69475 -0.42223
二．>> x=[0
0.15
0.3
0.45
0.6
0.75
0.9
1.05
1.2
1.5 1.65 1.8
1.95
2.1 2.25 2.4 2.55 2.7 2.85 3
3.15 3.3 3.45 3.6 3.75
3.9
4.05 4.2 4.35 4.5
4.8
4.95
5.1
5.25
5.4
5.55
5.7
5.85
6
];
>> h=[510.3520237 510.2121547
510.2149607
510.1983958
510.1080095
510.3356322
510.0836268
510.4421405
510.2034774
510.1592621
510.0681463
510.2802798 510.4076986 510.4327193 510.2397617 510.4504262 510.2929935 510.3129799 510.4911516 510.2900452 510.2421483 510.3149417 510.0247663 510.1027471 510.317599 510.249558 510.2451786 510.1042307 510.1029878 510.0710206 510.0260389 510.0317023
510.1992947 510.150653 510.3240992 510.42705
510.0885538 510.0590776 510.4997458 ];
>> for i=1:1:40 h=nihe(h); end;
>> plot(x,h)
坐标系向国家大地坐标系的转换完整版
坐标系向国家大地坐标 系的转换 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转换 摘要：2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获取精确的三维地心坐标，能够提供高精度、地心、实用、统一的大地坐标系，自此以后的测量成果要求坐标系统采用2000国家大地坐标系，本文就北京54坐标系和2000国家大地坐标系原理和转换方法进行简单的分析。 1引言大地坐标系是地球空间框架的重要基础，是表征地球空间实体位置的三维参考基准，科学地定义和采用国家大地坐标系将会对航空航天、对地观测、导航定位、地震监测、地球物理勘探、地学研究等许多领域产生重大影响。建立大地坐标框架，是测量科技的精华，与空间导航乃至与经济、社会和军事活动均有密切关系，它是适应一定社会、经济和科技发展需要和发展水平的历史产物。过去受科技水平的限制，人们不得不使用经典大地测量技术建立局部大地坐标系，它的基本特点是非地心的、二维使用的。采用地心坐标系，即以地球质量中心为原点的坐标系统，是国际测量界的总趋势，世界上许多发达和中等发达国家和地区多年前就开始采用地心坐标系，如美国、加拿大、欧洲、墨西哥、澳大利亚、新西兰、日本、韩国等。我国也于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系—2000国家大地坐标系。 2北京54系我国北京54坐标系是采用前苏联的克拉索夫斯基椭球参数（长轴6378245ra，短轴635686m，扁率1/298．3），并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。其坐标的原点不在北京，而是在前苏联的普尔科沃。
直角坐标系中图形的两次平移与坐标的变化(20200719184846)
直角坐标系中图形的两次平移与坐标的变化导学案 【学习目标】［ 1.在学习一次平移坐标的变化特点的基础上，继续探究依次沿两个坐标轴方向平移 后坐标的变化特点及根据坐标的变化探究图形变化特点? 2.经历探究依次沿两个坐标轴方向平移后所得到的图形与原来图形之间的关系，提高学生的探究能力和方法，发展空间观念? 【学习过程】 一、复习导入 1、平移的定义：在平面内，将一个图形沿着____________ 移动 _________ 的距离，这样 的图形运动称为平移。平移不改变图形的_________ 和________ ，改变的是位置。 原图形上点的坐标平移方向平移距离对应点的坐标 (x,y) 沿x轴方向 向右平移 a个单位长度 (a > 0) x a, y 沿y轴方向 向上平移 x,y a 内容1：将图中鱼F”先向右平移3个单位长度，再向下平移2个单位长度，得到新 “鱼F'”，请在平面直角坐标系中画出平移后的图形解：(1)在平面直角坐标系中画出“鱼F'”。 (2)能否将“鱼F'”看成是“鱼F”经过一次平移得到的？如果 能，请指出平移的方向和平移的距离。 (3)在“鱼F”和“鱼F'”中，对应点的坐标之间有什 么关系？
内容2:如果将“鱼” F向右平移4个单位长度，再向下平移3 个单位长度，得到“鱼” N, 上面问题的探究结果又是什么情 况呢？ 内容3、议一议： 一个图形依次沿x轴方向、y轴方向平移后所得图形与原来的图形相比，位置有什 么变化？ 规律归纳：设(x,y)是原图形上的一点，当它沿x轴方向平移a(a > 0)个单位长度、沿y轴方 原图形上的点平移方向和平移距离对应点 的坐标 坐标的变化 (x, y) 向右平移a个单位长度，向上平移b个单位长度 向右平移a个单位长度，向下平移b个单位长度 向左平移a个单位长度，向上平移b个单位长度 向左平移a个单位长度，向下平移b个单位长度 归纳如下: 在平面直角坐标系中，一个图形先沿X轴方向平移a( a >0)个单位长度, 再沿丫轴方向平移b( b>0)个单位长度，可以看成是由原来的图形经过一次平移 得到的，则图形沿对应点连线方向平移______________ 单一位长度。
基于互补滤波的飞行器姿态解算
姿态解算 一、主线 姿态表示方式：矩阵表示，轴角表示，欧拉角表示，四元数表示。 惯性测量单元IMU（Inertial Measurement Unit）：MPU6050芯片，包含陀螺仪和加速度计，分别测量三轴加速度和三轴角速度。注意，传感器所测数据是原始数据，包含了噪声，无法直接用于飞行器的姿态解算，因此需要对数据进行滤波。 滤波算法：非线性互补滤波算法，卡尔曼滤波算法，Mahony互补滤波算法。 二、知识点补充 加速度计和陀螺仪 加速度计：加速度计,可以测量加速度,包括外力加速度和重力加速度,因此，当被测物体在静止或匀速运动（匀速直线运动）的时候,加速度计仅仅测量的是重力加速度,而重力加速度与R坐标系（绝对坐标系）是固连的,通过这种关系,可以得到加速度计所在平面与地面的角度关系也就是横滚角和俯仰角。把加速度传感器水平静止放在桌子上，它的Z轴输出的是1g的加速度。因为它Z轴方向被重力向下拉出了一个形变。可惜的是，加速度传感器不会区分重力加速度与外力加速度。所以，当系统在三维空间做变速运动时，它的输出就不正确了，或者说它的输出不能表明物体的姿态和运动状态。 陀螺仪：陀螺仪测量角速度。陀螺仪模型如图1所示，陀螺仪的每个通道检测一个轴的旋转。 图1[引自网络] 上图中，Rxz是R在XZ面上的投影，与Z轴的夹角为Axz。Ryz是R在ZY面上的投影，与Z轴的夹角为Ayz。陀螺仪就是测量上面定义角度的变化率，换句话说，它会输出一个与上面这些角度变化率线性相关的值。 加速度计工作原理介绍（摘自网络） 大多数加速度计可归为两类：数字和模拟。数字加速度计可通过I2C，SPI或USART方式获取信息，而模拟加速度计的输出是一个在预定围的电压值，你需要用ADC（模拟量转数字量）模块将其转换为数字值。不管使用什么类型的ADC模块，都会得到一个在一定围的数值。例如一个10位ADC模块的输出值围在0-1023间。假设我们从10位ADC模块得到了以下的三个轴的数据： === 586,630,561 AdcRx AdcRy AdcRz
高中数学平面直角坐标系下的图形变换及常用方法
高中数学平面直角坐标系下的图形变换及常用方法 摘要：高中数学新教材中介绍了基本函数图像，如指数函数，对数函数等图像等。而在更多的数学问题中，需要将这些基本图像通过适当的图形变换方式转化成其他的图像，要让学生理解并掌握图形变换方法。 高中数学研究的对象可分为两大部分，一部分是数，一部分是形，高中生是最需要培养的能力之一就是作图解图能力，就是根据给定图形能否提炼出更多有用信息；反之，根据已知条件能否画出准确图形。图是数学的生命线，能不能用图支撑思维活动是学好初等数学的关键之一；函数图像也是研究函数性质、方程、不等式的重要工具。 提高学生在数学知识的学习中对图形、图像的认知水平，是中学数学教学的主要任务之一，教师在教学过程中应该确立以下教学目标：一方面，要求学生通过对数学教材中基本的图形和图象的学习，建立起关于图形、图象较为系统的知识结构；培养和提高学生认识、研究和解决有关图形和图像问题的能力。为达到这一目标，教师应在教学中让学生理解并掌握图形变换的思想及其常用变换方法。 函数图形的变换，其实质是用图像形式表示的一个函数变化到另一个函数。与之对应的两个函数的解析式之间有何关系？这就是函数图像变换与解析式变换之间的一种动态的对应关系。在更多的数学问题中，需要将这些基本图像通过适当的图形变换方式转化成其它图像，要让学生理解并掌握图像变换方法。 常用的图形变换方法包括以下三种：缩放法、对称性法、平移法。 1.图形变换中的缩放法 缩放法也是图形变换中的基本方法，是蒋某基本图形进行放大或缩小，从而产生新图形的过程。若某曲线的方程F （x ，y ）=0可化为f （ax ，by ）=0（a ，b 不同时为0）的形式，那么F （x ，y ）=0的曲线可由f （x ，y ）=0的曲线上所有点的横坐标变为原来的1/a 倍，同时将纵坐标变为原来的1/b 倍后而得。 （1）函数()y af x =(0)a >的图像可以将函数()y f x =的图像中的每一点横坐标不变纵坐标伸长(1)a >或压缩（01a <<）为原来的a 倍得到； （2）函数()y f ax =(0)a >的图像可以将函数()y f x =的图像中的每一点纵 坐标不变横坐标伸长(1)a >或压缩（01a <<）为原来的1a 倍得到． ①y=f(x)ω?→x y=f(ω x );② y=f(x)ω?→y y=ωf(x). 缩放法的典型应用是在高中数学课本（三角函数部分）介绍函数)s i n (?ω+=x A y 的图像的相关知识时，课本重点分析了由函数y=sinx 的图像通
A380飞机结构的先进材料和工艺
A380飞机结构的先进材料和工艺 技术分类：工程材料来源：慧聪网发表时间：2008-01-09 A380的寿命要达到40-50年，因此必须选用先进且新型材料和工艺技术，为未来飞机搭建技术平台。这些技术不仅经过了大量全尺寸试验验证而且经过了航空公司维修专家的评审(符合检查和维修标准)。 A380结构设计准则(见图1)。重复的拉伸载荷加上载荷的变化将会在金属结构内产生微小的疲劳裂纹。裂纹增长速度以及残余强度(当裂纹产生时)将指导选择何种材料。为了防止结构由外物损伤，需要考虑材料的损伤容限性能。 压力载荷需要考虑采用屈服强度和刚度好的材料，以增加稳定性。抗腐蚀能力是选择材料和工艺的另一个重要准则，尤其是在机身下部。选择材料和工艺目标的一部分是使结构轻量化。因此，复合材料是很好的选择，但必须了解设计准则和维修需要。材料的选择不仅仅是考虑设计准则，同时还要考虑生产成本和采购问题。 1. 新型且先进的金属材料 从A380选材的分布来看(见图2)，铝合金占的比重最大，达机体结构重量的61%，因此要实现性能改进，必须开发创新的铝合金材料和工艺技术，具体是提高强度和损伤容限，加强稳定性并提高抗腐蚀能力。尤其是在A380机翼部位(机翼的80%以上是铝合金材料) 要提高性能。
A380-800飞机在铝合金结构上取得的主要成就包括： ·在机身壁板上引用了很宽的钣金材料，减少了连接件从而减轻了重量; ·在主地板横梁上采用了先进的铝锂合金挤压件，在这一部位的应用可与碳纤维增强塑料相媲美; ·在机翼大梁和翼肋上选择了新型7085合金，这种合金在很薄的板材和很大锻件上性能优于通常的高强度合金;钛合金由于具有高强度、低密度，高损伤容限和抗腐蚀能力使其代替钢而广泛应用，但是它的高价格使其应用受到限制。在A380的结构中，钛合金用量较空中客车其它机型有所增加，达到10%。仅仅挂架和起落架的钛合金用量就增加了2%。 ·A380挂架的主要结构是空中客车公司第一次采用全钛设计。在A380飞机上采用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V，在B退火状态下最大的断裂韧性和最小的裂纹增长速度。 ·在A380上第一次采用了新型钛合金VST55531，这种新的钛合金是空中客车公司与俄罗斯制造商共同开发的，能够为设计者提供良好的断裂韧性和高强度综合性能。这种合金目前用于A380飞机的机翼和挂架之间的连接件，进一步的应用还在研究当中。 2. A380复合材料的应用 A380复合材料的主要应用见下图3。
飞行器制造技术要点
一、概论 1、飞行器加工工艺就是通过改变原材料、毛坯或半成品的形状、尺寸、性质或表面状态，使之成为符合 设计要求的飞行器产品的零部件的方法。 2、飞行器结构设计的基本要求 （1）必须保证飞行器具有精确地气动外形 （2）在确保导弹一次使用成功的前提下，要满足规定的强度和刚度要求，必须尽量简化导弹结构、减轻质量并降低制造成本。 （3）必须使飞行器能够适应所规定的严酷自然环境和力学环境。 （4）必须使飞行器具备良好的可维修性 （5）必须强化飞行器系统及各分系统的电磁兼容设计 3、采取的措施 （1）飞行器的结构材料主要采用比强度和比刚度高的金属材料和非金属复合材料，部分采用钛合金和铝锂合金。 （2）在结构设计中，尽量采用先进工艺技术以满足飞行器结构、材料及加工精度等方面要求。 （3）由于飞行器正在朝小尺寸、大威力、超声速、超远程方向发展，因此应大力推广和应用整体结构、蜂窝夹层结构、强力旋压舱段（包括内外旋压）和高性能增强复合材料结构。 （4）大力推广应用计算机辅助设计与制造（CAD|CAM）一体化技术，采用高精度的通用机床设备和测试（包括无损探伤）设备，以保证新一代武器系统制造精度和缩短研制周期。 4、特点 （1）新工艺新技术应用比较多比较快，工艺预研必须走在飞行器研制的前面，以便为新型飞行器的诞生创造条件。 （2）所涉及的不少专业技术属于高科技范畴。 （3）加工工艺的实践性强，其验证工作贯穿于飞行器研制全过程，特别是地面试验必须充分并尽量模拟真实情况。 （4）所加工产品零部件的质量控制十分严格。 5、先进连接技术 焊接分：钎焊、熔焊、压焊 （1）钎焊，是使被连接的构件之间填充熔点低于被焊接材料的材料并使之熔化，而在连接界面上润湿和漫流，从而填充被焊接头的间隙，然后冷却结晶形成不可拆卸的冶金结和的连接方法。 根据焊料液相线温度高低分为：硬钎焊和软钎焊 特点：1）温度远低于母材料的融化温度，对母材性能没有明显影响。2）可在焊接熔化温度下对焊件实体整体均匀加热，对全焊缝同时焊接，焊件的温度梯度小，应力变形小，易保持焊件精度。3）可实现多种异种金属、金属与非金属之间的连接。4）对热源的要求低、工艺简单、易于自动化，焊件相对具有较高的可靠性。 （2）熔焊，是将材料加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体，利用液相的相溶而实现原子间的结合的连接方法。 加热热源不同可分为：电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊、气焊（利用化学热）。 特点：1)加热温度高2）焊接件有冶金过程3）焊接温度梯度大，因而焊件的变形也较大4）焊缝金属组织存在着相变，母材与填充金属在焊缝及其附近发生扩散迁移 （3）压焊，是在连接的表面采用加压、摩擦、扩散等特理作用下，两个连接表面在固态下达到紧密接触，金属原子获得能量，活动能力增强而互相接近并扩散形成固态连接。 压焊分：摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、扩散焊、电阻电焊。 特点：1）加热的温度低于被焊材料的熔点，必须利用压力才能是连接的材料紧密接触2）在压力下界面两侧存在着原子的扩散，扩散的是否充分，取决于加热的压力，温度和时间3）可在保持基体金属原有的性能条件下，获得同种或异种金属焊接的牢固接头4）不受零件大小、断面尺寸和表面形状的
坐标系间的转换
坐标系间的转换 针对西安80坐标系和北京54坐标系之间椭球参数的转换，采用七参数布尔莎模型，进行不同坐标系之间的坐标转换。 标签：七参数布尔莎模型参考椭球MAPGIS平台 0 引言 我们现在改用的西安80坐标系与以前的北京54坐标系的参考椭球体参数是不相同的。54坐标系转换成80坐标系由于椭球参数、定位和定向的变化，必然引起地形图的图廓线、方里线位置以及地形图内地形、地物相关位置的改变。为此，若同时使用根据两种坐标系测制的地形图的情况下，一定要涉及到54坐标系向80坐标系转换问题。转换的原理和方法：大地坐标系变更后，国家基本系列地形图的变更和处理，必须在高斯平面内进行。由于新旧椭球参数不同，参心所在位置也不同，反映在高斯平面上，在同一个投影带里，它们的纵横坐标轴不重合，因此，地面上某一点经过不同椭球面而投影到高斯平面上，它距两系统坐标轴之距离是不等的，在X轴和Y轴上必定都有一个差值。我们按照一定的数学法则将地球面上的经纬网转换到平面上，使地面的地理坐标与平面直角坐标建立起函数关系，实现由曲面向平面的转化。常用的投影大概有二三十种，投影的选取要考虑地图的用途，投影的形变大小等众多因素。 1 北京54坐标系与西安80坐标系 1.1 54国家坐标系：是我国建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接，然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：①属参心大地坐标系；②采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；③大地原点在原苏联的普尔科沃；④采用多点定位法进行椭球定位；⑤高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；⑥高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得。 自P54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。 1954北京坐标系参考椭球基本几何参数 长半轴a＝6378245m 短半轴b＝6356863.0188m
飞机结构重要资料
单选 1. 直升机尾浆的作用是B A:提供向前的推力B:平衡旋翼扭矩并进行航向操纵 C:提供直升机主升力D:调整主旋翼桨盘的倾斜角 2. 正常飞行中，飞机高度上升后，在不考虑燃油消耗的前提下，要保持水平匀速飞行，则需要采取的措施为D A:降低飞行速度B:开启座舱增压设备C:打开襟翼D:提高飞行速度 3. 2.飞机高速小迎角飞行时，机翼蒙皮的受力状态是A A:上下蒙皮表面均受吸（易鼓胀）B:上下蒙皮表面均受压（易凹陷） C:上表面蒙皮受吸，下表面受压D:上表面蒙皮受压，下表面受吸 4. 3.飞机低速大迎角飞行时，蒙皮的受力状态为C A:蒙皮上表面受压，下表面受吸B:蒙皮上下表面都受吸 C:蒙皮上表面受吸，下表面受压D:蒙皮上下表面都受压 5. 4.垂直突风对飞机升力具有较大的影响主要是因为它改变了C A:飞机和空气的相对速度B:飞机的姿态C:飞机的迎角D:飞机的地速 6. 水平尾翼的控制飞机的A A:俯仰操纵和俯仰稳定性B:增升C:偏航操纵和稳定性D:减速装置 7. 2.飞机低速飞行时要作低角加速度横滚操纵一般可使用C A:飞行扰流板B:内侧高速副翼C:机翼外侧低速副翼D:飞行扰流板和外侧低速副翼 多选 1. 飞机转弯时，可能被操纵的舵面有BCD A:襟翼B:副翼C:飞行扰流板D:方向舵 2. 地面扰流板的作用有AD A:飞机着陆时减速B:横滚操纵C:俯仰操纵D:飞机着陆时卸除升力 3. 对飞机盘旋坡度具有影响的因素有A，B，C，D A:发动机推力B:飞机的临界迎角C:飞机的强度D:飞机的刚度 4. 飞机的部件过载和飞机重心的过载不相等是因为A，C，D A:飞机的角加速度不等于零B:飞机的速度不等于零 C:部件安装位置不在飞机重心上D:飞机的角速度不等于零 5. 梁式机翼主要分为A，C，D A:单梁式机翼B:整体式机翼C:双梁式机翼D:多梁式机翼 6. 从结构组成来看，翼梁的主要类型有B，C，D A:复合材料翼梁B:腹板式C:整体式D:桁架式 7. 机身的机构形式主要有A,C,D A:构架式B:布质蒙皮式C:硬壳式D:半硬壳式 8. 飞机表面清洁的注意事项有A，B，C，D A:按规定稀释厂家推荐的清洁剂与溶剂B:断开与电瓶相连的电路 C:遮盖规定部位，保证排放畅通D:防止金属构件与酸、碱性溶液接触 9. 飞机最易直接受到雷电击中的部位包括A，C，D A:雷达整流罩B:机翼上表面C:机翼、尾翼的尖端和后缘D:发动机吊舱前缘 10. 胶接的优点有: BC A:降低连接件承压能力B:减轻重量、提高抗疲劳能力 C:表面平整、光滑，气动性与气密性好D:抗剥离强度低、工作温度低
飞行器姿态控制法综述
飞行器姿态控制方法综述 一.引言 经过一个世纪的发展，各种飞行器如雨后春笋般出现，从飞机、导弹到火箭、卫星，从宇宙飞船、航天飞机、空间站到月球探测器、火星探测器。这些飞行器能在空中按预定的轨迹运动总离不开它的姿态控制系统，飞行器在空间的运动是十分复杂的。为使问题简单化，总是将一飞行器的空间运动分解为铅锤平面的纵向运动和水平面内的侧向运动，将飞行器在空间的角运动分解成俯仰、偏航和滚动三个角运动。由于角运.动使飞行器的姿态发生变化，所以对角运动的控制就是对飞行器姿态的控制。对于飞行器姿态的控制，不同的飞行器需要不同的策略，本文主要就飞行器姿态控制方法的应用与发展作一一论述。 二.姿态控制的数学模型 要控制飞行器的姿态，就是要控制使飞行器三个姿态角发生变化的力矩大小。飞行器的姿态模型可以认为是一类不确定MIMO 仿射非线性系统，如式(1)所示： ()//()//()//(cos sin )/cos cos sin sin tan cos tan x y z y x x x x x z x x x y y y x x y x y z z z x x x z x y z I I I M I I I I M I I I I M I ωωωωωωωωωψ ωθωθ??ωθωθ θωθ?ωωθ?=-+??=-+??=-+??=-??=+?=+-?? （1） 式中，x 、y 、z 下标表示空间飞行器的三个主轴方向；I 表示相对于飞行器质心的惯量矩，设飞行器是主轴对称的，则惯量积可以忽略；ω表示飞行器相对于惯性空间的角速度;M 表示控制力矩；,,ψ?θ分别是飞行器的欧拉角。控制了M 的大小，就可以控制飞行器按我们期望的轨迹运动。M 由飞行器上的执行机构产生，常见的有空气舵、推力矢量发动机、反作用飞轮、喷气执行机构或由其它环境力执行机构。 三.飞行器姿态控制方法 3.1空气动力控制 根据运动的相对性原理和气体流动时的基本定律，当飞行器在大气中以一定
平面直角坐标系下的图形变换
平面直角坐标系下的图形变换 王建华 图形变换是近几年来中考热点，除了选择题、解答题外，创新探索题往往以“图形变换”为载体，将试题设计成探索性问题、开放性问题综合考察学生的逻辑推理能力，一般难度较大。 在平面直角坐标系中，探索图形坐标的的变化和平移、对称、旋转和伸缩间的 关系，是中考考查平面直角坐标系的命题热点和趋势，这类试题设计灵活 平移: 上下平移横坐标不变,纵坐标改变 左右平移横坐标改变,纵坐标不变 对称: 关于x轴对称横坐标不变,纵坐标改变 关于y轴对称横坐标不变,纵坐标不变 关于中心对称横坐标、纵坐标都互为相反数 旋转：改变图形的位置，不改变图形的大小和形状 旋转角旋转半径弧长公式L=nπR／180 一、平移 例1，如图1，已知△ABC的位置，画出将ABC向右平移5个单位长度后所得的ABC，并写出三角形各顶点的坐标，平移后与平移前对应点的坐标有什么变化？ 解析：△ABC的三个顶点的坐标是：A(-2，5)、B(-4，3)、C(-1，2)． 向右平移5个单位长度后，得到的△A′B′C′对应的顶点的坐标是：A′(3，5，、B′(1，3）、C′(4，2）． 比较对应顶点的坐标可以得到：沿x轴向右平移之后，三个顶点的纵坐标都没有变化，而横坐标都增加了5个单位长度． 友情提示：如果将△ABC沿y轴向下平移5个单位，三角形各顶点的横坐标都不变，而纵坐标都减少5个单位．(请你画画看)．例2. 如图，要把线段AB平移，使得点A到达点A'(4，2)，点B到达点B'，那么点B'的坐标是_______。 析解：由图可知点A移动到A/可以认为先向右平移4个单位，再向上平移1个单位，∴)3,3(B经过相同的平移后可得)4,7(/B 反思：①根据平移的坐标变化规律： ★左右平移时：向左平移h个单位) , ( ) , (b h a b a- → 向右平移h个单位) , ( ) , (b h a b a+ → ★上下平移时：向上平移h个单位) , ( ) , (h b a b a+ → 向下平移h个单位) , ( ) , (h b a b a- → 二、旋转 例3.如图2，已知△ABC，画出△ABC关于坐标原点 0旋转180°后所得△A′B′C′，并写出三角形各顶点的 坐标，旋转后与旋转前对应点的坐标有什么变化？ 解析：△ABC三个顶点的坐标分别是： A(-2，4)，B(-4，2)，C(-1，1)． △A′B′C′三个顶点的坐标分别是： 图2 图1 B/ 图 2 图1
参考系坐标系及转换
1天球坐标系、地球坐标系和卫星测量中常用的坐标系的建立方法。 L天球直角坐标系 厂天球坐标系 天球球面坐标系 地球直角坐标系地球大地坐标系 常用的天球坐标系：天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。 在天球坐标系中，天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述。 1天球空间直角坐标系的定义 地球质心0为坐标原点，Z轴指向天球北极，X轴指向春分点，丫轴垂直于XOZ 平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系。则在此坐标系下，空间点的位置由坐标（X，丫Z）来描述。 春分点：当太阳在地球的黄道上由天球南半球进入北半球，黄道与赤道的交点）
A ＜空闵直笥坐瑟厂K V ： z 丿的楚辽” 2天球球面坐标系的定义 地球质心0为坐标原点，春分点轴与天轴（天轴：地球自转的轴）所在平面为天 球经度（赤经）测量基准一一基准子午面，赤道为天球纬度测量基准而建立球面 坐标。空间点的位置在天球坐标系下的表述为（r ,a,S ）。 天欢申诗与地球质?M 重合T 赤礙刊为舍天黏 和感分点的天球子牛面 与过天体$的天球子牛面 之间的夾角，未纬 S 为 原点Mi 天体￡的连規与 天球击道面之间的夹角, 旬題丫为展点Mi 天体S 球球】?坐抚1就，S 1 r ）的C 义： 天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图 2-1表示: 感鼻—地I 球质心M 一孑塾一指向天球北奴Pn 、 ￥菇'一垂直于XMZ 平面, 与X 抽和Z 抽枸成右 手坐 标系统。 Pn A Z y X 1 \y X 奋 My\5 Ps / /
对同一空间点，直角坐标糸与其著效的球面坐标糸参教间有如下转换关务: C X - /cos a cos S < Y= / sin cos -Z = ysin 5 Y V a = arctan —— L Xz d -arctail . 岁差和章动的影响 岁差：地球实际上不是一个理想的球体，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移，这种现象在天文学中称为岁差。 章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极旋转，大致呈椭圆，这种现象称为章动。 极移：地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，因而，地极点在地球表面上的位置，是随时间而变化的，这种现象称为极移。地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化，而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。 前者导致岁差和章动，后者导致极移。 协议天球坐标系：为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系，人们通常选择某一时刻，作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬 时春分点的方向，经过瞬时的岁差和章动改正后，分别作为 X轴和Z轴的指向, 由此建立的坐标系称为协议天球坐标系。天味奋 5 y X X Ps
飞机材料
科技论坛:https://www.360docs.net/doc/f318453180.html, 70年代 复合材料气动剪裁优化设计方法 美国通用动力公司开发的机翼气动弹性综合优化设计程序(TSO) 格鲁门公司开发的颤振和强度优化设计程序(FASTOP) 80年代 美国空军怀特实验室在1983年提出了开发自动化结构设计软件(Automated STRuctural Optimization System简称ASTROS)的计划 ASTROS系统是一个基于有限元的，能够为飞行器结构初步设计提供辅助设计功能的大型结构综合优化设计软件系统。它的最大特点在于多学科综合性，和飞行器结构设计有关的各个学科知识都可以被集成到这个系统中，比如结构的强度、刚度、稳定性、结构振动的频率、模态、气动弹性的颤振、发散、操纵效率等。在系统的统一控制下，结构设计可以同时考虑这些学科知识的设计要求，实现结构整体最优设计。经过十多年的发展，目前ASTROS已经成为美国航空宇航工业和科研院所进行结构综合优化设计和研究的标准程序洲 90年代 美国学者在对复合材料气动弹性研究的基础上，提出了主动气 动弹性机翼的概念(Active Aeroelastic Wing简称AAW)，试图利用复合材料结构的柔性，加入主动控制技术。 美国学者提出了多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization 简称MDO)思想，利用诸如遗传算法、神经网络和响应面法等非线性数值优化方法，开展了基于飞行器系统工程的设计优化，形成了诸如基于并行子空间的优化算法、并行子空间设计、协作优化算法等多学科设计优化方法，并将多学科设计优化方法应用于FIA-18和F-16战斗机的分系统设计。以FIA-18战斗机为基础，采用多学科设计优化技术重新设计机翼，在性能不变的条件下，结构重量只有原来的52%，扭转刚度可以降低40%。把多学科设计优化技术技术用于F-16战斗机机翼设计时，机翼外段刚度可降低25%，结构重量可降低20%，在高动压情况下，控制效能提高了10%。2001年 美国NASA提出了“变形飞机”设计概念。“变形飞机”是通过应用智能结构材料的传感器和作动装置，光滑而持续地改变机翼形状，对不断改变的飞行条件作出响应“变形飞机’，概念使得机翼不再是传统意义上的一个结构，而是一个在主动控制技术控制下的机构，因此它的分析方法将会更加复杂，和“变形飞机”相关的主动控制技术，大挠度柔性结构分析技术，智能材料结构设计技术、主动流场控制技术等新技术也将成为21世纪航空航天飞行器发展的关键技术。 国内相关著名学者和其相关著作 夏人伟教授，黄海教授从工程应用角度提出了基于包络函数和二级近似概念的优化算法。
四轴飞行器作品说明书
四轴飞行器作品说明书
四轴飞行器在各个领域应用广泛。相比其他类型的飞行器，四轴飞行器硬件结构简单紧凑，而软件复杂。本文介绍四轴飞行器的一个实现方案，软件算法，包括加速度计校正、姿态计算和姿态控制三部分。校正加速度计采用最小二乘法。计算姿态采用姿态插值法、需要对比这三种方法然后选出一种来应用。控制姿态采用欧拉角控制或四元数控制。 关键词：四轴飞行器；姿态；控制
1.引言 (1) 2.飞行器的构成 (1) 2.1.硬件构成 (1) 2.1.1.机械构成 (1) 2.1.2.电气构成 (3) 2.2.软件构成 (3) 2.2.1.上位机 (3) 2.2.2.下位机........... . (4) 3.飞行原理........... ................................ (4) 3.1. 坐标系统 (4) 3.2.姿态的表示 (5) 3.3.动力学原理 (5) 4.姿态测量........... ................................ (6) 4.1.传感器校正 (6) 4.1.1.加速度计和电子罗盘 (6) 5.姿态控制 (6) 5.1.欧拉角控制 (6) 5.2.四元数控制 (7) 6.姿态计算 (7) 7.总结 (8) 参考文献 (9)
1.引言 四轴飞行器最开始是由军方研发的一种新式飞行器。随着MEMS传感器、单片机、电机和电池技术的发展和普及，四轴飞行器成为航模界的新锐力量。到今天，四轴飞行器已经应用到各个领域，如军事打击、公安追捕、灾害搜救、农林业调查、输电线巡查、广告宣传航拍、航模玩具等。 目前应用广泛的飞行器有：固定翼飞行器和单轴的直升机。与固定翼飞行器相比，四轴飞行器机动性好，动作灵活，可以垂直起飞降落和悬停，缺点是续航时间短得多、飞行速度不快；而与单轴直升机比，四轴飞行器的机械简单，无需尾桨抵消反力矩，成本低。 本文就小型电动四轴飞行器，介绍四轴飞行器的一种实现方案，讲解四轴飞行器的原理和用到的算法，并对几种姿态算法进行比较。 2.飞行器的构成 四轴飞行器的实现可以分为硬件和软件两部分。比起其他类型的飞行器，四轴飞行器的硬件比较简单，而把系统的复杂性转移到软件上，所以本文的主要内容是软件的实现。 2.1.硬件构成 飞行器由机架、电机、螺旋桨和控制电路构成。 2.1.1.机械构成 机架呈十字状，是固定其他部件的平台，本项目采用的是碳纤维材料的机架。电机采用无刷直流电机，固定在机架的四个端点上，而螺旋桨固定在电机转子上，迎风面垂直向下。螺旋桨按旋转方向分正桨和反桨，从迎风面看逆时针转的为正桨，四个桨的中心连成的正方形，正桨反桨交错安装。 CA D设计机架如图：
浅析飞机复合材料结构修理技术
浅析飞机复合材料结构修理技术 随着科技的不断进步，复合材料逐渐出现在航空领域，在现代航空领域的发展中被广泛应用。由于复合材料已经成为现代飞机结构的重要组成部分，并且其损伤机理与金属损伤存在差异，对复合材料结构修理技术研究具有重要的现实意义。文章主要基于飞机复合材料结构修理基础之上进行研究，促进飞机复合材料的可持续发展。 标签：飞机复合材料；结构修理；技术分析 前言 国内对于先进复合材料在航空领域的应用已经取得一定成效，但对于飞机复合材料结构修理技术的研究依旧需要不断完善。由于现代航空领域需求的不断增加，对复合材料的使用要求逐渐严格。同时在具体的应用过程中需要对复合材料进行维护，体现出飞机复合材料结构修理技术的重要性。 1 飞机复合材料结构类型以及损伤类型 目前，国内外的复合材料在航空领域的应用具有广泛性特点，材料用量占总体用量总重的25%-40%，其中民用飞机占11%-16%，直升机高达60%以上。由此可见，飞机复合材料结构在航空领域的应用具有广泛性特点。对于复合材料以及损伤类型进行分析，加深对复合材料修理技术的理解。 1.1飞机复合材料结构类型 1.1.1 压层板。复合材料当中的压层板主要是由单层板粘合而成，同时构成材料可为不同材质的单层板，也可为各向异性单层板进行构成。由于单层板构成存在复杂性以及非匀质性，导致单层板的实际构成具有各向异性的特点。 1.1.2 蜂窝夹芯结构。蜂窝夹芯机构主要是由薄面板与中间胶接低密度的夹芯构成，具体的面板结构为层压板，面板较薄。其中具体的使用材料为纤维玻璃布、单向碳纤维、编织布、芳纶有机纤维布等材料。蜂窝夹芯结构比常规金属结构具有较高的比强度、抗弯强度、高结构阻尼、消音以及耐声震、隔热性等良好的性能，在航空领域应用具有较好效果。 1.1.3 蜂窝壁板。蜂窝壁板主要是承力面以及蜂窝夹芯构成，蜂窝夹芯位于承力面板之间，使得整个蜂窝壁板的强度增加[1]。此外还有骨架元件以及众多的不锈钢板材料进行实际构成。在蜂窝壁板的实际结构当中，承力面板所承受的质量一般只是自身在平面内的负荷，骨架元件在具体应用中保证局部刚劲，提升固定地点的安全性以及耐用性。 1.2 飞机复合材料损伤类型
制作航模飞机的材料
制作航模飞机的材料 作者：admin 来源：我要航模网发布时间：2010-11-19 02:30:09 教学目标： 让学生认识几种制作航模飞机的材料。 教学过程： 1、讨论 如果让你自己制作一架航模飞机，你准备用什么材料来做？ 2、观察 出示几种模型飞机的实物，让学生观察。 请你说说这里几架航模飞机是用什么材料来做的？ 3、阅读与讲解 制作航空模型所用的材料品种很多，有木材、竹材、塑料、复合材料、纸、纺织品材料，还有少量的铝、钢、铜和一些鈦合金等金属材料。 （1）木材和竹材：木材和竹材不但材料好找、价格便宜、加工容易、粘结方便等优点，而且有较高的强度和轻度。其中木材还根据具体情况和需要分别可以用轻木、桐木、松木、桦木和层板等。但木材和竹材也容易吸潮而变形，所以在加工时需要做一些特殊处理。 （2）塑料泡沫材料：塑料泡沫材料化学稳定性较好，不容易变形，重要的是它很轻，而且非常容易加工，用发泡片材来制作简易模型飞机的机翼和尾翼特别好。但塑料泡沫材料属于不可降解材料，对环境有一定的危害性，所以我们在使用时要注意。 （3）注塑件：有些模型的零件加工比较困难，有时成批制作时加工非常费时间，所以在航空模型中象螺旋桨、翼台、机头等零件都是用注塑方法加工，一般注塑用尼龙、ABS、聚乙烯等材料。 （4）纸：常见的绘图纸、白板纸、卡片纸等都有一定的刚性，可以用来制作小型纸模型飞机的机翼、尾翼、机身等。
粘接是在制作模型飞机的过程中进行结合加工的主要手段，在所有的模型飞机结构中，除了要经常拆装的部件外，很少有使用钉子连接的地方，因此粘合剂就成了制作模型飞机不可缺少的重要材料。常用的粘合剂有快干胶（如502胶）、乳胶（如木胶）、各种合成树脂胶等。当然，许多胶水往往有一定的毒性和易燃性，所以在使用胶水的过程中要注意通风和防火。 4、实践 （1）用手摸摸卡纸、吹塑纸、桐木、轻木、塑料等材料有什么不同？ （2）用手折一下，比比各种材料的柔韧性。 （3）用刀刻一下，哪种材料比较好刻，哪种材料不容易刻？ （4）用刀削一下轻木和桐木条，怎样削比较容易？ 5、观察 制作模型飞机时，我们需要用到各式各样的工具，它们的作用是不一样的。 出示几种工具实物。 认一认上面这些工具，说一说它们的作用 6、课外实践 到五金市场、商店调查一些常见的制作工具式样和价格，如果让你购买的话，你会买哪些？
不同坐标系之间的变换
§10.6不同坐标系之间的变换 10.6.1欧勒角与旋转矩阵 对于二维直角坐标，如图所示，有： ?? ? ?????????-=??????1122cos sin sin cos y x y x θθθθ(10-8) 在三维空间直角坐标系中，具有相同原点的两坐标系间的变换一般需要在三个坐标平面上，通过三次旋转才能完成。如图所示，设旋转次序为： ①绕1OZ 旋转Z ε角，11,OY OX 旋 转至0 0,OY OX ； ②绕0 OY 旋转Y ε角 10 ,OZ OX 旋转至0 2 ,OZ OX ； ③绕2OX 旋转X ε角， 0,OZ OY 旋转至22,OZ OY 。 Z Y X εεε,,为三维空间直角坐标变换的三个旋转角，也称欧勒角，与 它相对应的旋转矩阵分别为： ???? ? ?????-=X X X X X R εεεεεcos sin 0sin cos 00 01 )(1 (10-10) ???? ??????-=Y Y Y Y Y R εεεεεcos 0sin 010sin 0cos )(2 (10-11)
???? ??????-=10 0cos sin 0sin cos )(3Z Z Z Z Z R εεεεε (10-12) 令 )()()(3210Z Y X R R R R εεε= (10-13) 则有： ???? ? ?????=??????????=??????????1110111321222)()()(Z Y X R Z Y X R R R Z Y X Z Y X εεε (10-14) 代入： ???? ??? ??? +-+++--=Y X Z Y X Z X Z Y X Z X Y X Z Y X Z X Z Y X Z X Y Z Y Z Y R εεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεcos cos sin sin cos cos sin cos sin cos sin sin cos sin sin sin sin cos cos cos sin sin sin cos sin sin cos cos cos 0一般Z Y X εεε,,为微小转角，可取： sin sin sin sin sin sin sin ,sin ,sin 1cos cos cos =========Z Y Z X Y X Z Z Y Y X X Z Y X εεεεεεεεεεεεεεε 于是可化简 ???? ? ?????---=111 0X Y X Z Y Z R εεεεεε (10-16) 上式称微分旋转矩阵。
高超声速飞行器结构材料与热防护系统
本文2010201222收到,作者分别系中国航天科工集团三院310所助工、高级工程师 高超声速飞行器结构材料与热防护系统 郭朝邦 李文杰 图1 挂载在B 252H 机翼的X 251A 摘 要 随着人类对高超声速飞行器的不断探索,结构材料和热防护系统已成为高超技术发展的瓶颈。首先介绍了X 251A 和X 243A 的项目概况、结构材料和热防护系统,然后分别从高超声速试飞器超高温热防护材料、大面积热防护材料和热防护系统等几方面对X 251A 和X 243A 试飞器进行了分析,最后提出了结构材料和热防护系统发展的关键技术。 关键词 X 251A X 243A 结构材料 热防护 系统 飞行器 高超 引 言 随着高超声速飞行器飞行速度的不断提高,服役环境越来越恶劣,飞行器的热防护问题成为限制飞行器发展的瓶颈。而高超声速结构材料和热防护系统的研究与开发是高超声速飞行器热防护的基础,因此,各国都大力开展了高超声速飞行器热防护材料与结构的相关研究。尤其是以美国为代表的X 251A 和X 243A 高超声速飞行器在结构材料和热防护方面的研究比较突出,本文对这两种试飞器的结构材料和热防护技术分别进行详细介绍。1 X 251A 高超声速飞行器1.1 项目概况 X 251A 计划是由美国空军研究试验室(AFRL )、国防高级研究计划局(DARP A )、NAS A 、波音公司 和普惠公司联合实施的旨在验证高超声速飞行能力 的计划。终极目标是发展一种马赫数达到5～7的可以在1h 内进行全球打击的武器,包括快速响应的空间飞行器和高超声速巡航导弹。试验方式是使 用B 252H 轰炸机挂载X 251A 飞行,达到预定的飞 行条件,释放X 251A 进行飞行试验。图1是挂载在B 252H 机翼下的X 251A 。美国空军在2003年开始研 制试飞器,2004年12月完成初始设计评估,2005年1月开始详细设计,2005年9月27日被正式赋予X 251A 的代号,2007年5月该项目通过关键设计评审。2009年12月9日在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行了首次系留挂载飞行试验,X 251A 挂载在B 252H 重型轰炸机的机翼下向北起飞后爬升至15.24km 高空,随后该机携载X 251A 做了较柔和的机动动作。按计划,X 251A 将于2010年2月中旬进行了首次高超声速飞行试验。1.2 结构材料与热防护系统1.2.1 总体结构 X 251A 整个飞行器长7.62m ,质量1780kg,
图形在坐标系中的平移专题训练
图形在坐标系中的平移 【知识要点】 1.点的平移变换与坐标的变化规律是：点（x ，y ）右（左）移m 个单位，得对应点（x ±m ，y ），点（x ，y ）上（下）移n 个单位，得对应点（x ，y ±n ）. 2.图形的平移变换与坐标的变化规律一般是通过从图形中特殊点,转化为点的平移变换解决. 【温馨提示】 1.平移只改变物体的位置,不改变的物体的形状和大小,因此,平移前后图形的面积不变. 2.一个图形进行平移,这个图形上所有的点的坐标都要发生相应的变化;反之,如果图形上的点的坐标发生变化,那么这个图形进行了平移. 【方法技巧】 1.点的平移与其坐标的变化规律是解决平移问题的关键,平移的方向决定了坐标是加还是减,平移的距离决定了加（或减）的数值. 2.作平移后的图形时,可先作出平移后图形中某些特殊点,然后再连结即可得到所需要的图形. 专题一 图形平移中的规律探究题 1.在平面直角坐标系中，一蚂蚁从原点O 出发，按向上、向右、向下、向右的方向依次不断移动，每次移动1个单位．其行走路线如下图所示． （1）填写下列各点的坐标：A 4（ ， ），A 8（ ， ），A 12（ ， ）； （2）写出点A 4n 的坐标（n 是正整数）； （3）指出蚂蚁从点A 100到点A 101的移动方向． O 1 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 x y
2.如图所示，矩形ABCD 的顶点坐标分别为A （1,1）,B （2,1）,C （2,3）,D （1,3）. （1）将矩形ABCD 向上平移2个单位，画出相应的图形，并写出各点的坐标； （2）将矩形ABCD 各个顶点的横坐标都减去3，纵坐标不变，画出相应的图形； （3）观察（1）、（2）中的到的矩形，你发现了什么？ 3.在直角坐标系中，△ABC 的三个顶点的位置如图所示，现将△ABC 平移使得点A 移至图中的点A ′的位置． （1）在直角坐标系中，画出平移后所得△A′B′C′（其 中B ′、C ′分别是B 、C 的对应点）． （2）计算： 对应点的横坐标的差：=-A A x x ' ， =-B B x x ' ，=-C C x x ' ； 对应点的纵坐标的差：=-A A y y ' ，=-B B y y ' ，=-C C y y ' . （3）从（2）的计算中，你发现了什么规律？请你把发现的规律用文字表述出来． （4）根据上述规律，若将△ABC 平移使得点A 移至A ″（2，-2），那么相应的点B ″、C ″（其中B ″、C ″分别是B 、C 的对应点）的坐标分别是 、 ． 专题二 图形平移中的规律探究题 4.初三年级某班有54名学生，所在教室有6行9列座位，用（m ，n ）表示第m 行第n 列的座位，新学期准备调整座位，设某个学生原来的座位为（m ，n ），如果调整后的座位为（i ，j ）,则称该生作了平移[a ,b ]=[m - i ，n - j ]，并称a+b 为该生的位置数.若某生的位置数为10，则当m +n 取最小值时，m ?n 的最大值为 .