民用飞机门框止动块接触偏移的可靠性分析

民用飞机门框止动块是传递舱门载荷到机身结构的重要组件,止动块与止动钉的接触状态很大程度会影响载荷传递效率及结构可靠性。在舱门止动钉与止动块配合过程中,止动钉在接触面相对止动块会存在偏离理想设计接触状态的情况。为了评估面内接触偏移因素对止动块承载强度可靠性的影响情况,基于Isight平台集成ABAQUS软件和疲劳强度计算工具,通过量化接触偏移随机变量及其分布模型,采用蒙特卡罗法对随机变量抽样,形成一套参数化自动分析流程。经过多次循环抽样模拟计算,结合强度及疲劳计算准则分析接触面内偏移对止动块静强度、疲劳强度可靠性的影响规律。结果表明:在给定允许接触偏移量范围内,止动块的静强度、疲劳强度可靠性较高,超过3σ原则要求的99.73%,验证了止动块结构设计的合理性,该参数化自动计算流程可为机身结构的可靠性分析提供参考。

运输类飞机适航标准25.785(b)(d)要求及符合性验证研究

CCAR25.785(b)(d)条款要求运输类飞机的设计能够保护乘员在遭受应急着陆惯性力等情况时不受到严重伤害。通过对FAA相关咨询通告和审定政策备忘录的研究,结合符合性验证工作实践,完成了对条款25.785(b)(d)要求的解析和对条款符合性验证考虑的梳理,形成了对条款25.785(b)(d)的符合性验证方法建议,可为运输类飞机针对条款25.785(b)(d)的适航性设计和符合性验证提供参考。

CBTA理念下飞行签派员培养课程体系建设及培训效果测评研究

为提高飞行签派员的专业技能,通过设计科学的培训方式解决原有飞行签派员人才培养模式与民航高质量发展契合不足的问题,建立以岗位胜任力量化管理为特征的飞行签派员技能培训体系和培训效果测评体系。研究过程基于能力的训练和评估(CBTA)理念下飞行签派员特色化、精细化的人才培养、课程实施和培训效果评价模式。首先,建立飞行签派员岗位知识地图,覆盖飞行签派员履职应具备的知识、技术和能力,构建具有一定前瞻性的岗位胜任力体系。其次,结合飞行签派员工作应具备的八种胜任力分解出35种飞行运行岗位任务目标,强调对工作绩效衡量和评估。再次,根据不同阶段的培训授课需求,以布鲁姆教学分类法挖掘培训需求,并以培训目标为导向,以学员为中心,绘制出CBTA理念下实施飞行签派员培训课程的流程图。最后,为实现培训贴近生产运行实际,增强培训的效果,采用柯氏四级评估模型梳理各层次评估的内容和方法,从精准确定培训目标等三个方面提出培训建议。

冻雨天气对民机飞行的影响及运行控制研究:以贵阳龙洞堡机场为例

冻雨是影响民航在冬季安全运行的常见恶劣天气之一,在飞机表面形成的积冰等污染物会导致飞机机翼临界角减小,引起民机飞行的不安全事件。贵州省是我国低温雨雪凝冻灾害天气影响最严重的地区,为提高冻雨天气下民机飞行的安全性,选取贵阳龙洞堡机场为样本,梳理冻雨在民航运输中的危害性,再结合机场区域的地形特征,以贵阳2019年1月18日一次冻雨气象来研究冻雨产生的机制,研究发现贵阳地域纬度较低但海拔高度偏高的独特地形,加之区域内存在较强的逆温层,形成的上暖下冷温度场结构是造成冻雨的必备条件。最后从强化冻雨天气下的预报预警工作、落实冻雨天气下的机组操作规则、严格执行冻雨天气下的管制规定和制定冻雨天气下的工作预案等四个方面提出运行控制建议。

民用飞机飞行中推力确定研究

确定飞行中发动机安装推力对飞机性能计算、发动机推力管理、经济性评价等具有重要意义。飞行中推力无法直接测量,需要在动力装置内部适当位置安装传感器测量性能参数,计算得出飞行中推力。研究了民用飞机动力装置飞行中推力确定方法,给出发动机安装净推力公式。介绍了推力计算的流程,利用某大涵道比涡扇发动机性能试飞数据,计算了该动力装置的安装净推力,并与参考值进行了对比分析,可为民用飞机型号设计提供参考。

民用飞机完全互换舱门设计技术研究

民用飞机舱门的完全互换可以有效降低生产成本和运营成本,国外先进机型已经可以实现大型舱门的完全互换,我国民机舱门制造还普遍采用修切蒙皮的方式,尚未实现完全互换。为了提高民机产品竞争力,实现舱门的完全互换势在必行。分析了民用飞机完全互换舱门设计技术难点,给出了一种完全互换舱门设计技术解决方案,包括实施过程流程图、实施方法分解说明等。详细阐述了以六自由度姿态调整为主的舱门安装调整技术,以累积容差计算为主的舱门容差管理技术,基于舱门的安装调整结果、容差管理结果、刚度匹配结果的关键零组件设计补偿技术等完全互换舱门关键技术,为民用飞机完全互换舱门设计提供了参考,可以推广应用于民用飞机半堵塞式等形式的舱门设计中。

新型动力轻型飞机飞行性能仿真评估

为评估新型动力轻型飞机的飞行安全性,基于民用航空器适航审定理念和方法,选取飞行关键的阶段,应用MATLAB软件模拟该型飞机起飞地面滑跑和起飞爬升性能,计算滑跑距离和爬升率。结果表明混合动力型轻型飞机的起飞地面滑跑距离缩短了10%,爬升性能提高了22%,同时混合动力型飞机对起飞机场的高度和温度环境适应能力也明显提升。该方法可作为混合动力轻型飞机适航审定中验证符合中国民航CCAR-23-R4规章第23.2115条款“起飞性能”和第23.2120条款“爬升”要求的一种方法。

航空发动机FADEC系统限时派遣(TLD)适航安全性分析方法研究

限时派遣(time-limited dispatch,简称TLD)技术既是满足民用航空在安全性基础上保证可盈利性的民航业现实需求,也是重要的航空发动机适航验证环节。对TLD分析的来源和基础做了简要介绍,同时基于某型发动机FADEC系统可靠性模型,用理论方程和数值解析的方式,对单故障状态下和多故障状态下使用马尔可夫模型(Markov modeling,简称MM)、蒙特卡罗(Monte Carlo,简称MC)方法进行分析推导系统平均丧失推力控制(loss of thrust control,简称LOTC)率公式,通过对比分析双故障状态下两种方法的误差,确定在多故障条件下MC方法在可接受误差范围内可有效解决MM方法中高维状态空间爆炸问题,确定了仿真分析方法在TLD适航的应用流程,验证了MC方法在多故障下的合理性和适用性。在仿真分析基础上通过系统可靠性分配分析讨论了可靠性模型优化迭代时带给系统的影响,保证系统能在安全可靠的环境下运行。

硫酸阳极化对7075铝合金疲劳性能影响研究

针对硫酸阳极化处理后铝合金材料疲劳性能可能会下降的问题,以7075铝合金材料为研究对象,沿材料L向和LT向制造了一批分别进行铬酸阳极化和硫酸阳极化的试验件,对这些试验件开展细节疲劳对比试验,使用三维显微镜观察断口样貌,并根据试验结果计算出两种阳极化在L向和LT向的DFR值。结果表明:两种阳极化处理后7075铝合金疲劳断口样貌基本一致,DFR值也相当,两种阳极化处理后7075铝合金疲劳性能一致,在工程实践中,可以使用硫酸阳极化代替铬酸阳极化。

民用机场温度年循环和日循环变化对民用飞机载量影响研究

为提升航空公司的经济效益和飞机利用率,结合前期研究成果,分析和比较我国48个4E和4F机场1980—2020年近40年的气候和地表面大气温度的年循环和日循环特征,采用插值法和一元线性回归分析方法对温度和计算得到的飞机载量数据进行研究分析,研究可知:1)我国大部分机场的最高气温一般会产生在7月份;2)随着机场的纬度增高,机场年平均气温值会随之减小;3)随着海拔高度的增加,机场年平均气温值会有所减小;4)我国机场一般夏季气温日较差大于冬季,但不如春季大;5)由于陆地上气温日较差大于海洋,机场地理位置距海(或大型水体)越远,日较差就会越大。建议从优化航班的班表时刻、选择优势机型执行特殊航线和加强高温条件的起飞性能减载放行评估三个方面提升民用飞机的有效载量。

民用飞机远距离通信天线设计

随着通信技术的不断发展,民用飞机的通信手段也日益更新。目前民用飞机的通信方式主要包括三种,分别为高频(high frequency)通信系统、甚高频(very high frequency)通信系统和卫星通信(satellite communication)系统。天线是通信系统设备的最后一级,其结构与性能的好坏将影响整个无线电系统的通信质量。简要介绍了高频和卫星通信天线的基本辐射原理以及工程实例。高频通信天线采用回线天线的形式,卫星通信天线采用2×6的相控阵天线形式,相控阵天线单元采用缝隙耦合馈电的微带贴片天线形式,最后对通信天线的发展进行了展望。

民用飞机高频通信系统阻抗匹配技术研究

高频通信系统,又称为短波通信系统,其工作频段为2.000 0~29.999 9 MHz。在通信方式和数据处理等软件设计中,高频通信系统同其他通信子系统一样走在科技发展的前沿,但诸如硬件设计尤其是天线设计和阻抗匹配的研究却很少,应用到民用飞机上的短波通信技术的研究更是少见。但为了实现向负载的最大传输功率以及改善噪声系数,阻抗变化又是十分必要的。首先介绍了高频通信系统的设备组成,然后重点介绍了系统的阻抗匹配流程以及天线调谐器内部电路组成,并简要介绍了阻抗匹配的工作原理和设计思路,旨在对高频通信系统的指标提升提供参考。

主动噪声控制技术在涡扇飞机飞行试验中的应用研究

为研究主动噪声控制技术在涡扇飞机真实飞行环境下的作用效果,基于自适应滤波算法设计了一套主动降噪系统,并在与航线飞机舱内环境完全相同的试飞机上集成安装,挑选航线爬升和不同巡航高度典型飞行试验工况开展试飞试验,通过对试飞数据的分析结果表明:在飞机复杂的飞行环境及舱内声场环境下,主动降噪系统在目标降噪区域仍有明显的降噪效果,且降噪效果与基础噪声有较大的关系,通常是往空间噪声声压级趋于一致的方向调整,基础噪声越大,降噪效果越好;且对低频的噪声控制效果更为稳定,效果更好;并对主动降噪系统在涡扇飞机上的布局方案形成指导建议。

民用飞机非包容性转子失效模型研究

服役经验表明,由于各种复杂因素,航空发动机和辅助动力装置非包容性转子失效仍会发生。为了分析发动机和辅助动力装置非包容性转子失效给飞机带来的危害,结合咨询通告AC20-128A的要求以及飞机设计的工程经验,开展了不同类型的转子失效模型设计研究。首先介绍了不同类型的碎片定义,其次根据不同的设计要求以及适应场景对转子失效模型进行了定义与分类,最后对不同的转子失效模型的构建方法、设计要点及应用进行了阐述,对于民用飞机发动机和辅助动力装置非包容性转子失效模型的设计与工程应用具有一定的指导意义。

民用飞机高升力系统扭矩限制器触发特性分析

扭矩限制器是民用飞机高升力系统中重要的过载保护装置,能够在触发后阻止过量的载荷沿传动线系传递。触发特性的研究对于扭矩限制器的设计有重要的意义。设计了一种滚子-摩擦片式的扭矩限制器,提出了一种球窝结构的建模方法,建立了动力学有限元仿真模型,研究了扭矩加载速率、动静摩擦片初始安装距离、预加碟簧力和球与球窝摩擦系数对触发特性的影响。研究结果表明,扭矩加载速率改变会影响触发时间但不改变触发扭矩值。相同初始安装距离时,触发扭矩分别与碟簧力和摩擦系数呈线性关系。研究为高升力系统的设计提供了参考。

机械连接渐进损伤分析方法与应用

铆钉/螺栓连接是飞机结构中最常用的机械连接方式,其结构的破坏往往也发生在紧固件及附近结构,其中以剪切失效最为常见。本文采用三维模型非线性有限元分析得到紧固件的非线性刚度,将其引入到实际结构分析所采用的壳单元结合fastener单元的模型中,计算所得的钉载与三维细节模型一致。此外,将三维模型的建模、计算和钉刚度提取过程进行了参数化的自动编程处理,解决了工程计算中大批量紧固件刚度计算的效率问题。最后,将整套数值分析法应用到实际飞机结构破坏试验的数值仿真中,对复杂的渐进损伤过程进行了研究,数值计算与试验结果基本吻合,表明该方法对复杂飞机结构破坏机理的分析具有重要的工程参考价值。

民用飞机吊挂维修性设计和研究

民用飞机吊挂是连接发动机和机翼并传递载荷的重要部件,为防火、燃油、液压、气源等系统提供布置空间,是民用飞机的重要组成部分,其是否具有良好的维修性直接关系到飞机的经济性、安全性、市场竞争力等。基于维修性通用要求、适航规章、现有机型运行经验、航空公司要求等开展民用飞机吊挂维修性设计;使用串、并行维修技术,完成短舱、吊挂及其内部设备和管线路维修流程设计。最后,确定防火、燃油、液压等系统维修性验证准则,使用虚拟维修人、虚拟维修工具、设备和管线路模型、吊挂数字样机等完成吊挂全部系统的虚拟维修验证。

民用飞机发动机舱灭火剂浓度测试研究

国际民航史上曾因发动机舱着火而多次发生空难事故,为确保飞行安全,找出对发动机舱灭火剂浓度影响的各种因素、采用精准的改装手段以及建立有效的飞行测试方法就显得尤为重要。分析了通风流量、飞行速度、环境温度等因素对发动机舱灭火剂浓度的影响,给出了测试设备、采样管敷设、采样点布置等改装方法,提出了发动机舱灭火剂浓度测试的飞行试验方法,对试验结果裕度进行了分析,为其它民用飞机发动机舱灭火剂浓度测试合格审定试飞提供了参考。

面向安全的民机姿态显示架构设计研究

民机航电功能的实现通常涉及多个系统,在设计过程中还需要同时兼顾安全性,因而系统架构的综合设计日趋复杂。然而当前民机航电架构设计中缺少安全性考虑,导致设计不足。鉴于此问题,提出面向安全的民机系统架构设计流程,从需求、功能、逻辑、物理分层级进行架构设计,统一定义和分解架构元素,建立每一层模型之间的纵向映射关系,实现了功能的综合分析和多系统集成的架构设计。最后,通过对物理架构故障遍历的方式对架构模型进行故障树分析。姿态显示架构设计的实践结果表明,该方法可以有效应对复杂系统的架构设计,提高系统的整体安全性和工程效率,并促进系统质量的持续优化。

民用飞机设计参考机种之一 波音787-9双发宽体中远程客机

波音787-9是波音公司研制的中远程宽体客机,是200座至300座级飞机,航程在16000 km左右。该机是一款全新机种,其三面图如图1所示,全机图如图2所示。