弹射器弹射距离DOE项目
弹射原理的应用
弹射原理的应用1. 弹射原理简介弹射原理是指通过施加力量将物体以一定速度和方向从原来的位置推出的物理现象。
弹射原理广泛应用于多个领域，包括工程、运动、军事等。
通过合理的设计和施加力量，可以实现高效的物体弹射，从而达到预期的目的。
2. 工程领域中的应用2.1 弹射起重机弹射原理在起重机设计中起到了重要的作用。
起重机通过合理布置杠杆和绳索系统，利用弹射原理将重物从一个位置弹射到另一个位置。
这种设计可以大大提高起重机的工作效率，并减少人为劳动的需要。
2.2 弹射桥梁弹射原理还可以应用于桥梁的设计和建设中。
通过合理设置桥墩和桥面结构，以及施加合适的力量，可以将桥梁结构弹射到预期的位置。
这样可以降低建设成本，并提高桥梁的稳定性。
3. 运动领域中的应用3.1 弹射器械弹射原理在运动器械设计中被广泛应用。
例如，弹簧板和弹力绳都是利用弹射原理的设计。
运动员可以通过运用弹射原理来提高运动能力，从而达到更好的竞技成绩。
3.2 弹射运动弹射原理还可以应用于一些特定的运动项目中。
例如，射箭和铁饼投掷等项目都是利用弹射原理进行的。
运动员通过合理掌握弹射力量和方向，可以将箭矢或铁饼尽可能远地弹射出去，从而取得更好的成绩。
4. 军事领域中的应用4.1 弹射武器弹射原理在军事武器中得到了广泛应用。
例如，弹射射弹器可以将炮弹从火炮中弹射出去，达到远程攻击的目的。
这样的设计可以大大提高战斗效率，并减少作战人员的伤亡风险。
4.2 弹射飞行器弹射原理还可以应用于飞行器的设计和制造中。
例如，弹射座椅可以在紧急情况下将飞行员弹射出飞机，保障飞行员的生命安全。
这种设计在军事和民用航空领域都得到了广泛应用。
5. 总结弹射原理作为一种重要的物理现象，广泛应用于多个领域。
在工程、运动和军事等领域，合理利用弹射原理可以实现高效的物体弹射，从而达到预期的目的。
弹射原理的应用将继续推动相关领域的发展和创新。
希望通过今天的分享，能够对弹射原理的应用有更深入的了解。
C-13系列蒸汽弹射器数据及结构
C-13系列蒸汽弹射器数据及结构项目型号C-13-0C-13-1C-13-2Power stroke/ft(弹射行程)249-10"309-83/4"306-9"blTrack length/ft (轨道行程)264-10"324-10"324-10"shuttle&piston/lb (牵引器及活塞)635063506350cylinder bore/in(汽缸内径)181821power stroke/ft3(弹射容积)91011481527（摘自美海军航空兵技术兵种培训资料）c-13-1：全长：100m动力冲程：84.5m蒸汽压力：61kg/cm2速度上限：22.7ton/148kn（273.8km/h）重量上限：33.75ton/108kn（199.8km/h）c-13-2：冲程：93.64m轨道长：99.13m活塞加牵引器：2883kg气缸直径：533.4mm冲程总容积：43239L输出动能：134MJ(兆焦)最大过载：<5g弹射周期：45s再弹间隔：60弹射末速：165kn(305km/h)（以F/A-18E/F最大起飞重量29.8ton为例（摘自国内一些论文）蒸汽弹射系统组成结构：Steam System蒸汽系统Launching Engine System弹射系统Lubrication System润滑系统Bridle Tensioning System预力系统Hydraulic System液压系统Retraction Engine System归位系统Drive System驱动系统Catapult Control System控制系统起动系统：开缝汽缸/开口活塞筒体、活塞环、引出牵引部分、U型密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪、压力传感器、密封刀、缓冲器Launch Valve Assembly弹射阀组Thrust/Exhaust Unit导气管Launch Valve Control Valve弹射阀控制阀Exhaust Valve Assembly排气阀组Pressure-Breaking Orifice Elbow Assembly压力，破坏，孔，弯头，组Keeper ValveLaunch Valve Hydraulic Lock valve Panel AssemblyExhaust Valve Hydraulic Lock ValveLaunching Engine Cylinders开口汽缸Cylinder Covers弹射槽盖Sealing Strip密封条Sealing Strip Tensioner Installation密封条压紧机构Sealing Strip Anchor and GuideLaunching Engine Pistons起动活塞Shuttle Assembly牵引器组Water Break Installation水刹Water break Piping and Pressure Switch Installation水剎管道及压力转换器Steam Cutoff Switch Installation蒸汽截止开关弹射系统：弹射槽盖/甲板轨道、动力弹射汽缸、汽缸缝盖和密封条、飞机牵引器、推进活塞、速度感应器、水刹器蒸汽系统：蒸汽蓄压器/储气罐、蒸汽注入阀门、弹射阀门、排放阀门、减压曲管、蒸汽管道归位系统：液压发动机、滑轮钢缆系统、归位牵引器液压系统：液压泵、排放泵、液压泵、液压管道和阀门、蓄压器预力系留系统：张力瓶和活塞、电控气压阀润滑系统：润滑油缸、润滑油泵、电控油阀、流量感应器、润滑器控制系统：主控制台、甲板控制台、飞行控制板、锅炉状态显示板注：非专业人士收集，仅供参考。
DOE分析和优化
影响弹射距离Y的 显著因子： P≤0.05 A-橡皮筋 F-底座角度
所靠量的因子*6个 及其二阶交互作用 可解释变异的能力: R-Sq=99.96%
Pg 6
Step2：模型简化
P ar et o C ha rt of t he S t an dard i ze d Ef fec ts
(response is Y bar, Alpha = .05) 3.18 A F C D AF
(response is Y bar, Alpha = .05)
99 Effect Type Not Significant Significant
Factor A B C D E F Name 橡皮筋 投掷球 固定臂位置 投射臂位置 投射仓位置 底座角度
95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 AF A3 0.01598 -0.01612 0.01598 -1.01 1.28825 0.64413 0.01598 40.31 -0.05475 -0.02738 0.01598 -1.71 0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.37475 0.18737 0.01598 11.72 0.16025 0.08013 0.01598 5.01
A
1
0
10
20
30
40
Standardized Effect
Pg 7
Estimated Effects and Coefficients for Y bar (coded units) Term P Constant 101.72 0.000 Block 0.387 橡皮筋 0.000 投掷球 0.185 固定臂位置 0.001 投射臂位置 0.001 投射仓位置 0.015 底座角度 0.000 橡皮筋*投掷球 0.106 Effect Coef SE Coef T
弹射器弹射距离DOE项目
投掷仓位置
0.16025 0.08012
0.01598 5.01 0.015
底座角度
1.18125 0.59062
0.01598 36.96 0.000
橡皮筋*投掷球
0.07325 0.03663
0.01598 2.29 0.106
橡皮筋*固定臂位置
0.14675 0.07337
0.01598 4.59 0.019
Block
-0.01613 0.01888 -0.85 0.550
橡皮筋
1.28825 0.64412 0.01888 34.13 0.019
投掷球
-0.05475 -0.02737 0.01888 -1.45 0.384
固定臂位置
0.43275 0.21637 0.01888 11.46 0.055
投掷球*固定臂位置 0.08475 0.04238 0.01888 2.25 0.267
投掷球*投掷臂位置 0.01175 0.00588 0.01888 0.31 0.808
Analysis of Variance for y (coded units)
Source
DF
Seq SS Adj SS Adj MS
Y5 Y均值 1.44 1.51 3.87 3.71 2.42 2.426 1.53 1.53 0.71 0.702 1.3 1.304 0.3 0.302 1.39 1.392
6
筛选试验
2012年6月22日所作分析
筛选试验影响因素的排列图
Pareto Chart of the Effects
(response is y, Alpha = .10)
投掷臂位置
弹射器弹射距离DOE项目课件
弹簧、气瓶或液压系统的性能，如储能密度、响 应时间等，对弹射距离有较大影响。
实验设计考虑因素
实验目的
明确实验目的，确定需要测量的参数和指标 ，如弹射距离、弹丸速度、精度等。
实验条件
确保实验条件的一致性，控制环境因素和其 他干扰因素。
实验操作
确保实验操作的规范性和准确性，避免人为 误差和操作失误。
实验数据收集
收集所有实验数据，包括弹射器类型、弹射距离、实 验条件等。
数据清洗与整理
对数据进行清洗和整理，去除异常值和缺失值，确保 数据准确性和完整性。
数据分析方法
采用合适的统计分析方法，如均值、中位数、方差等 ，对数据进行描述性分析。
结果预测与优化
ห้องสมุดไป่ตู้
预测模型建立
基于实验数据，建立预测模型，预测不同条件下的弹射距离。
将实验分为多个组，每组包含不同水平的实验因子，以探究各因子对实验结果的影响。
详细描述
拉丁方阵设计是一种实验设计方法，它将实验分为多个组，每组包含不同水平的实验因 子。通过比较不同组的结果，可以了解各个因素对实验结果的影响。这种方法可以有效
地利用实验资源，并减少实验误差。
数据分析与解释
04
实验结果分析
弹射器弹射距离DOE项 目课件
目录
• 引言 • 弹射器原理 • DOE实验设计 • 数据分析与解释 • 结论与建议 • 参考文献
引言
01
项目背景
弹射器在军事、民用领域有广 泛应用，如飞机弹射起飞、船 舶救生等。
弹射距离是评价弹射器性能的 重要指标，直接影响使用效果 。
传统弹射器存在弹射距离短、 精度低等问题，不能满足现代 战争和民用领域的需求。
航母弹射器建模与分析
☆系统建模作业^ 2015Northeastern University航母弹射器建模与分析专业：导航制导与控制学号：1姓名：2015年11月22日1舰载机弹射器的应用及控制1.1舰载机弹射器的构造弹射器（Aircraft catapult ）是航空母舰上推动舰载机增大起飞速度、缩短滑跑距离的装置，全称舰载机起飞弹射器。
结构上有落重式，飞轮式，火箭助推式，液压式和气压式多种。
弹射器一般由动力系统、往复车、导向滑轨等构成。
弹射起飞时，驾驶员操纵飞机松开刹车，加大功率，并在弹射器动力系统的强力作用下，使往复车拉着挂在飞机上的拖索，沿导向滑轨做加速运动，经过50〜95米的滑跑距离，达到升空速度起飞。
当飞机升离甲板时，拖索与往复车和飞机脱钩，落在飞行甲板前端的回收角网兜内。
然后由复位系统将往复车拖归原位，准备再次弹射。
现代弹射器中已经取消拖索，往复车通过牵引杆，与舰载机前起落架直接相连。
主要构件包括三部分：（1）弹射器做动系统：开口活塞筒体、活塞环、引出牵引部分、U型密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪、压力传感器。
（2）弹射器附属系统：海水淡化设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置。
（3）弹射器控制系统和导流板。
1.2舰载机弹射器的控制弹射起飞是目前航母舰载机广泛采用的一种起飞方式，也是舰载机飞行过程的重要阶段。
弹射起飞过程分为舰面滑跑和离舰上升两个阶段（如图一所示）。
在舰面滑跑阶段，舰载机不仅受到弹射器弹射能力约束而且受地面效应、飞机构型（如起落架）、舰面运动等带来的影响。
由于航母的飞行甲板长度较陆基飞机的机场跑道短得多，即使借助弹射器牵引力作用，其离舰速度仍比同一量级的陆基飞机离地速度要小。
由于离舰速度和离舰迎角较小，以及离舰瞬间地效突然消失，舰载机离舰上升的过舰首航迹会经历一段下沉过程。
为避免离舰上升时机体的过度抖动，以及纵、横向稳定性或操纵性的丧失，应限制迎角超过最大容许迎角。
DOE概论-基本概念汇总
DOE基本概念
“star points”
上方星点：第5水平 （1.7） 立方体顶部:：第4水平 （+1） 中心点、加上四个水平星点：第3水平 （0） 立方体底部:：第2水平 （-1）
下方星点:：第1水平 （- 1.7 ）
d=从中心点到立方体表面的距离 星点 L=d x α α=（设计中立方体点的个数）.25（四次方根）
DOE基本概念
全阶乘因子试验（全因子试验）
指所有因子的所有水平的 所有组合都至少进行一次试验：
全阶乘试验的次数：Runs=X
X--水平； k--因子数
Level 2 3 Factors 2 4 9 3 8 27 4 16 81
k
5 32 243
Runs
增加一个水平要大幅度增加实验次数！ 全阶乘实验的优势 --包含所有主要结果的信息 --包含所有交互作用的信息 --量化Y=F（X） 全阶乘实验的局限性 --资源分配过多 --时间过长
Pg 14
试验计划概念
通过试验来析因、 改进和设计优化 统计技术在 生产/制造过程 中的应用是对 过程中的输入 变量（人/机/料/法/环）
进行有目的的主动优化,
使输出的变量更符合目标. 试验设计 是其中较为有效的方法。 通过试验,控制其 对不良的影响程度
Pg 15
DOE基本概念
重要术语
反应变量- 因变量、我们所研究的品质特性； 因子自变量、对反应变量有着影响的因素；
•试验的分辨率 •样本数、功效和Power •重复和复制 •划分区组 •试验实施的随机性
试验 设计
收集 数据 为何检验多个X
•多个改进机会 •试验设计的效率 •估计因子间交互作用
为何进行试验
基于试验设计(DOE)方法的无线网络参数设置
基于试验设计(DOE)方法的无线网络参数设置彭江龙【摘要】在无线网络优化中,我们采用试验设计(DOE)的方法优化无线参数,在性能优化以及节能领域均取得良好效果,DOE方法比传统参数优化方法更适用于复杂的组合参数调整,不但效率高同时能够更准确,并可以广泛应用于TD/GSM提升网络性能的研究.【期刊名称】《电信工程技术与标准化》【年(卷),期】2012(025)001【总页数】6页(P16-21)【关键词】试验设计;功率控制;参数调整;掉话率【作者】彭江龙【作者单位】中国移动通信集团山东有限公司青岛分公司,青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 试验设计试验设计(Design Of Experiment, DOE)是以概率论与数理统计为理论基础、合理安排试验的一种方法论,它研究如何制定试验方案，以提高试验效率，缩小随机误差的影响，它可以高效而经济地获取数据信息、科学地分析处理、得出正确的结论。
试验设计的基本思想，是减少偶然性因素的影响，使试验数据有一个合适的数学模型，以便使用方差分析的方法对数据进行分析。
试验设计在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是提高产品质量，改善工艺流程的重要保证。
试验设计已广泛运用于从航天业到一般生产制造业的产品质量改善、工艺流程优化，甚至已运用到医学界。
试验设计通过改变一个过程的输入因素，观察其相应的输出响应的变化，确定哪些自变量(X)对因变量(Y)的影响最大，量化自变量(X)对因变量(Y)的影响，从而最终达到优化过程的目的。
任何问题都可以看作一个过程，因此试验设计的方法在过程优化中有广泛的应用,无线网络优化也不例外。
正交表是进行部分实施法最方便的一种工具，按正交表安排并进行分析的试验称为正交试验。
如图1所示，对于3因子2水平的试验通常需要8次试验才能够获得所有数据的试验结果，而采用正交试验法，通过4次试验(绿色点代表)就可以分析验证各种因素的影响，效率提高一倍。
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-0.85 0.550
34.13 0.019 -1.45 0.384 11.46 0.055 9.93 0.064 4.25 0.147 31.29 0.020 1.94 0.303 3.89 0.160 5.03 0.125 -1.03 0.492 8.30 0.076 2.25 0.267
-0.05475 -0.02737 0.43275 0.37475 0.16025 1.18125 0.07325 0.14675 0.18975 0.21637 0.18738 0.08012 0.59062 0.03663 0.07337 0.09488
-0.03875 -0.01938 0.31325 0.08475 0.15663 0.04238
删除P值较大的两 项交互作用
投掷球*投掷臂位置
0.01175
0.00588
0.01888
0.31 0.808
Analysis of Variance for y (coded units) Source Blocks Main Effects 2-Way Interactions Residual Error Total DF 1 6 7 1 15 Seq SS 0.0042 13.6453 0.6794 0.0057 14.3346 Adj SS 0.0042 13.6453 0.6794 0.0057 Adj MS 0.00416 F P
程
3
DOE计划
2012年6月22日所作分析
□ 试验影响因素分析 试验的影响因素主要包括的影响因素及水平如下：
ò Ò Ó × X1-Ï ð Æ ¤î ½ X2£ Í ¶ Ö À Ç ò X3-¸ Ì ¶ ¨Û ±Î » Ö Ã X4-Í ¶ É ä ± Û Î » Ö Ã X5-Í ¶ É ä ² Ö Î » Ö Ã X6-µ ×ù ×½ Ç ¶ È
0.73 0.550
2.27422 398.97 0.038 0.09706 17.03 0.185 0.00570
主因素和两因素交互作用的P值均已出 现，主交互因素的P值显著，二因素交 互作用的P值不显著。需要删除不显著 的交互作用。
12
DOE分析 删除两项交互后的排列图
2012年6月22日所作分析
1
-1 X5-投射仓位置 1
X3-固定臂位置
1
-1
-1
X4-投射臂位置
X6-底座角度
1
2
-1
DOE计划 四、定义输入输出变量
投射者的技巧和情绪、配合－U 投射机位置的固定-C 投射机皮筋-C 投射球-C 射 投
投射器底座位置-C 投射臂位置-C 固定臂位置-C 投射仓位置-C
环境-U 过
投射距离和散布
6
筛选试验 筛选试验影响因素的排列图
2012年6月22日所作分析
Pareto Chart of the Effects
(response is y, Alpha = .10) A: B: C: D: E: F: 橡 投 固 投 投 底 皮 掷 定 掷 掷 座 筋 球 臂 臂 仓 角
A
F
位 置 位 置 位 置 度
DOE计划 一、试验目标 投射距离可以根据目标的变动随之变动参数符合距离 要求。 二、现状 投掷器的现状是投掷距离的平均值为176.43cm，标准 偏差为3.19cm。 三、试验工具 •盒尺－测量范围（0-5m)，测量精度1cm •投掷器
1
DOE计划 对弹射距离的有影响的因素分析如下：
X2-投掷球 X1-橡皮筋
0
10
20
30
40
13
DOE分析 试验影响因素方差分析
201ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年6月22日所作分析
Estimated Effects and Coefficients for y (coded units) Term Constant Block
橡皮筋 投掷球 固定臂位置 投掷臂位置 投掷仓位置 底座角度 橡皮筋*投掷球 橡皮筋*固定臂位置 橡皮筋*投掷臂位置 橡皮筋*底座角度 投掷球*固定臂位置
Pareto Chart of the Standardized Effects
(response is y, Alpha = .10) A: B: C: D: E: F: 橡 投 固 投 投 底 皮 掷 定 掷 射 座 筋 球 臂 臂 仓 角
A F C D AF AD E AC BC AB B
位 置 位 置 位 置 度
10
DOE分析 试验影响因素的排列图
2003年6月22日所作分析
Pareto Chart of the Standardized Effects
(response is y, Alpha = .10)
A F C D AF AD E AC BC AB B AE BD
A: B: C: D: E: F:
P 0.000 0.387 0.000 0.185 0.001 0.001 0.015 0.000 0.106 0.019 0.010 0.002 0.077
1.28825 -0.05475 0.43275 0.37475 0.16025 1.18125 0.07325 0.14675 0.18975 0.31325 0.08475
StdOrd RunOrd 固定臂 投掷臂 投射仓 底座角 er er Blocks 橡皮筋 投掷球 位置 位置 位置 度 6 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 8 2 1 1 1 1 1 1 1 2 3 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 4 1 -1 -1 -1 1 1 1 5 5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 7 6 1 -1 1 1 -1 -1 1 3 7 1 -1 1 -1 -1 1 -1 4 8 1 1 1 -1 1 -1 -1 Y1 1.5 3.65 2.42 1.53 0.7 1.3 0.32 1.4 Y2 1.55 3.73 2.41 1.53 0.7 1.3 0.3 1.39 Y3 1.56 3.8 2.42 1.53 0.7 1.31 0.29 1.39 Y4 1.5 3.5 2.46 1.53 0.7 1.31 0.3 1.39 Y5 1.44 3.87 2.42 1.53 0.71 1.3 0.3 1.39 Y均值 1.51 3.71 2.426 1.53 0.702 1.304 0.302 1.392
4
® Ë ½ Æ -1 · Ï ¡ Ð Í µ Í µ Í µ ¡ Ð 1 Ö ´ ó ´ ß · ß · ß · ó ´
DOE计划 五、试验步骤 1、变量搜索：
2012年6月22日所作分析
通过8次的筛选试验，将不重要的因素去除，以减少正式 试验的因素数，减少试验次数。筛选试验时每个试验做5次重 复试验。 2、正式试验
D
C
AF
E
B
0.0
0.5
1.0
7
筛选试验 筛选试验影响因素方差分析
Estimated Effects and Coefficients for y Term Effect Coef Constant 1.60950 橡皮筋 1.30000 0.65000 投掷球 0.13500 0.06750 固定臂位置 0.39400 0.19700 投掷臂位置 0.44800 0.22400 投射仓位置 0.30700 0.15350 底座角度 1.26600 0.63300 橡皮筋*底座角度 0.35100 0.17550 Analysis of Variance for y (coded units) Source DF Seq SS Main Effects 6 7.5223 2-Way Interactions 1 0.2464 Residual Error 0 0.0000 Total 7 7.7687
Effect
Coef 1.62563 -0.01613
SE Coef 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598 0.01598
T 101.72 -1.01 40.31 -1.71 13.54 11.72 5.01 36.96 2.29 4.59 5.94 9.80 2.65
9
DOE试验
2012年6月22日所作分析
采用在8次筛选试验基础上追加8次试验的试验方法，试验布 置和结果如下：
6 8 2 1 5 7 3 4 14 16 10 9 13 15 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1.5 3.65 2.42 1.53 0.7 1.3 0.32 1.4 1.16 0.36 0.86 1.59 2.38 1.65 3.5 1.6 1.55 3.73 2.41 1.53 0.7 1.3 0.3 1.39 1.19 0.35 0.86 1.54 2.44 1.62 3.43 1.62 1.56 3.8 2.42 1.53 0.7 1.31 0.29 1.39 1.2 0.3 0.86 1.5 2.46 1.64 3.48 1.64 1.5 3.5 2.46 1.53 0.7 1.31 0.3 1.39 1.22 0.3 0.87 1.57 2.48 1.64 3.47 1.64 1.44 3.87 2.42 1.53 0.71 1.3 0.3 1.39 1.23 0.3 0.87 1.55 2.56 1.64 3.46 1.64 1.51 3.71 2.426 1.53 0.702 1.304 0.302 1.392 1.2 0.322 0.864 1.55 2.464 1.638 3.468 1.628