飞机燃油系统闪电试验可燃气体配比研究

飞机燃油系统闪电试验中,可燃气体混合配比体积分数的轻微变化对气体的点燃能量和点燃概率有重要的影响。采用混合配比体积分数不恰当的可燃气体可能会导致闪电试验欠考核或过严考核,进而影响对闪电防护设计有效性的准确评估。采用高精度的动态气体配比调控系统搭建了可燃气体点燃试验验证台架,通过试验对不同可燃气体配比体积分数下的最小点燃能量及相关点燃影响因素进行了研究和分析。研究表明:采用5.0%氢气配比体积分数的可燃气体可检出200μJ及以上能量的全部点火源,同时可避免闪电试验被过度考核,推荐进行优先选配;随着氢气配比体积分数的增大,可燃气体点燃所需的点燃能量逐渐降低;氢气配比体积分数越高,燃油系统闪电试验被过度考核的程度就越大;鉴于可燃气体燃爆冲击的安全影响,不推荐燃油系统闪电试验采用6.5%及以上氢气配比体积分数的可燃气体。试验数据及研究结论可为飞机燃油系统闪电防护设计及闪电试验提供参考和指导。

飞机燃油管路安装间隙闪电击穿电压研究

闪电击穿电压是飞机遭遇闪电雷击时会否在燃油箱内产生电火花的重要评判指标。为研究飞机燃油箱内典型燃油管路安装间隙下的闪电击穿电压,搭建了闪电击穿电压测试台架,并采用可调冲击电压发生器模拟出符合标准《SAE ARP5412B》要求的闪电电压波形。实验发现:安装间隙为3 mm时,实验室环境下测得的最小临界耐受击穿电压值为9.0 kV,飞机燃油箱内燃油管路周围部件的种类和燃油管路的安装形式对闪电击穿电压的影响不大,燃油管路的管径大小以及管路表面的油漆层对闪电击穿电压的影响可忽略不计,保持3 mm安装间隙不变,在部件表面涂覆1 mm厚密封胶,耐受击穿电压值从9.9 kV跃增至22.5 kV,安装间隙击穿所需的电压幅值大幅提高。实验结果表明:在燃油管路表面涂覆密封胶是减缓小间隙处发生闪电击穿风险的一种有效措施,可为飞机燃油管路安装间距选取和闪电防护设计提供参考和依据。

基于有限元分析的飞机挡水板强度验证飞行试验方法

为防止过量溅水进入发动机进气道,ARJ21-700飞机通过在主起落架机轮间加装挡水板,以有效提升雨雪等复杂天气情况下的运营能力。针对挡水板强度验证飞行试验中存在的难点——如何准确选取应变传感器改装位置和合理设计试验点,首先通过分析机轮溅水机理,建立了溅水载荷模型;其次借助有限元分析手段确定了挡水板的应力分布并完成了强度校核;然后根据有限元分析结果完成了应变传感器改装位置选取和试验点设计;最后通过飞行试验完成强度验证。结果表明:挡水板的加装可有效改变溅水形态;有限元分析与飞行试验结果吻合良好,可为其它类似复杂不规则结构提供有益参考和借鉴;挡水板安全裕度足够,并且有较大的减重空间,须进一步优化设计。

民用飞机机身表面静压孔气动布局设计研究

静压孔气动布局方案设计的首要工作是寻找合适的布置区域,使得静压孔的位置误差尽量降低并规律可控,以利于后期静压源误差修正曲线的试飞获取。首先分析得到静压孔的位置误差实际上主要受飞行马赫数和飞行迎角影响;然后利用商用CFD软件计算了某现代民机在不同飞行马赫数和迎角下的机身表面静压分布,对计算结果的统计处理显示机身表面规律性的存在静压恢复系数对迎角变化的不敏感区。根据结果,提出了该不敏感区宜于作为机身表面静压孔安装位置选取的参考基线,随后的风洞试验验证了基于上述原则选取的静压孔初步安装位置。全文提出并发展的基于静压场数值计算及结果统计后处理的方法为表面静压孔的气动布局定位提供了一种定量直观的新思路。

民用飞机应急断离典型结构设计及试验研究

应急断离结构主要用于飞机的重要连接部位,如发动机吊挂接头、起落架接头及襟翼连接接头等,其结构设计及适航验证是民用飞机机体结构设计的关键技术。为表明民用飞机适航性,通过对民用飞机适航条款(CCAR-25)及应急着陆情况的分析,研究给出了民用飞机应急断离典型结构的设计方法及适航验证流程,并基于此对应急断离典型结构进行设计和试验验证。结果表明:所采用的民用飞机应急断离设计方法及试验方案满足适航要求,可运用于民用飞机应急断离典型结构设计及民用飞机适航验证;断离时间及断离失效判据与理论预测结果吻合较好,可为典型结构断离设计提供理论依据。

大型商用飞机单一飞行员驾驶的人因工程研究进展与展望

国内外民航界正在积极探索和研发大型商用飞机的单一飞行员驾驶(SPO)模式。针对SPO的人因工程研究也已初步展开,相关研究主要集中在驾驶舱机载设备升级方案、地面站飞行支持方案、“驾驶舱机载设备升级+地面站飞行支持”的SPO组合方案。初步的人因工程研究倾向于SPO组合方案,但是,目前的人因工程研究尚不完善,无法为SPO提供完整的人因工程解决方案。本文综述了目前针对SPO的人因工程研究进展,分析了SPO人因工程的一些关键问题,指出目前研究中存在的问题和今后研究的重点,并针对今后的SPO人因工程研究提出了总体思路和建议。

复合材料在大飞机上的应用现状

复合材料在国内外大飞机上的应用趋于广泛,先进复合材料应用与商用飞机技术发展密不可分,其在推进商用飞机发展和更新换代的同时,复合材料技术和制造装备本身也在不断升级,两者相辅相成。国产大飞机起步较晚,在复合材料应用上基本处于追赶趋势,但是随着国产复合材料的迅速发展,商用大飞机加快实现了关键部件的装机应用,并在发展中不断创新。

基于六何分析法的商用飞机构型控制研究

构型控制是构型管理的基本要素之一,结合商用飞机的产品特点,提出一种多层次的构型定义结构。以商用飞机的构型控制为例,采用六何分析法研究构型控制的目标、构型控制的对象、构型控制的起点、构型控制的角色和职责、构型控制的流程和方法,以及构型控制的工作环境,同时分析存在的问题并提出相应的建议:在项目初期,商用飞机的构型管理者在分析上述六个要素的基础上,再结合项目自身特点,提前规划,选择合理的工作目标、具有针对性的管理策略和差异化的实施路径,以提高构型控制的效率。

我国民用飞机设计合作研究网络的实证研究——基于2000—2009年期刊论文的分析

基于近十年发表的关于民用飞机设计的期刊论文,从科研人员之间以及和科研机构之间两方面分析我国在民用飞机设计领域的合作研究状况,针对研究结论,简要提出改善我国民用飞机设计合作研究的建议。

民用飞机辅助燃油箱转输模拟系统设计及实现

针对需求越来越强烈的民用飞机辅助燃油箱,为了支持其开展试验研究,从组成、原理、机械结构设计、控制系统设计等方面提出详细的转输模拟系统试验平台设计方案,并开展试验验证。结果表明:该试验平台在托架角度控制、油箱压力控制、转输流量控制等方面响应快速、控制精准,各项指标均较为优越,可为民用飞机辅助油箱系统的研制提供有力的技术支持。

基于安全性分析的民用飞机襟翼倾斜探测设计

基于安全性分析与评估的民用飞机复杂机载系统的设计是现代民机设计中的一个难题,民用飞机襟翼倾斜探测对飞机飞行安全具有很大影响,通过对襟翼倾斜探测的安全性评估,给出了一套基于安全性分析的设计理念和设计流程,并对能够满足襟翼倾斜构架的两种襟翼倾斜方案进行了权衡和评估。预计基于安全性分析的民用飞机复杂机载系统设计将会越来越成熟地应用于民机系统设计中。

民用飞机飞控系统安全性需求确认研究

民用飞机复杂机载系统需通过严格的过程控制以保证设计达到既定的环境运行要求,基于安全性分析与验证的设计可以有效提升机载系统的可靠性。以民用飞机飞控系统为例,针对安全性需求的确认进行了研究,基于ARP4754和ARP4761标准,系统阐述了民用飞机飞控系统安全性需求的识别过程和确认流程,并对安全性需求确认过程中的若干要素进行详细论述。

民用飞机运营中突风速度的识别方法研究

为了能够使用试飞数据进行突风速度识别,首先构建大展弦比单机翼突风计算模型,通过对气动力影响系数矩阵进行有理化处理,并对突风激励采用傅里叶变换和傅里叶逆变换处理,完成气动弹性混合建模,然后在Simulink中实现状态空间内的时域响应分析,分别采用重心及翼梢过载,考虑质量、刚度、阻尼及非定常气动力的影响,实现突风速度的识别,并提出使用试飞气动参数进行识别方法修正的措施。分析结果显示:采用重心及翼梢过载,对单频及多频突风速度最大值的识别误差不超过1%;使用气动参数可有效修正识别方法;只采用过载、姿态角及速度的试飞数据,可实现民用飞机在运营过程中突风速度识别统计,为飞行品质评估、控制律设计及疲劳突风载荷谱编制提供数据基础。

民用飞机控制律设计系统工程过程研究

基于模型的设计方法与基于文档的设计方法相比,在构型控制、全寿命周期管理等方面具有很大优势。控制律设计为民用飞机飞控系统的核心组成部分。将民机飞控系统控制律与系统工程过程结合,包括需求定义、需求分析、架构设计、开发实施、构型管理、确认、验证以及交付等系统工程实际应用,可有效组织开发工作,提高效率。

基于民用飞机RVSM性能需求的静压源气动设计研究

根据缩小最低垂直间隔(RVSM)空域飞行的高度测量系统误差分析,对静压源的误差修正、静压源保型板以及静压源顺机身流向的压力敏感性进行了研究。研究表明:基于RVSM性能需求的气动布局设计准则,降低了迎角和马赫数对静压修正造成的误差;保型板能够降低静压源附近蒙皮波纹引起的高度误差。同时还指出了静压源顺机身流向布置的合理方法。

民用飞机复合材料机翼固定前缘结构设计研究

复合材料因其良好的抗疲劳性、抗腐蚀性、卓越的减重效率以及优越的结构可设计性,在民用飞机上的用量比例逐渐增多。机翼固定前缘作为机翼的重要部件,不仅对前缘缝翼起到支撑作用,同时还对抵抗鸟撞、安装各类系统发挥重要作用,其设计要考虑多方面的因素,具有较大的设计难度。本文从设计驱动、材料选取、成形工艺、蒙皮设计、辅助梁设计等方面来阐述机翼复合材料机翼固定前缘结构设计。

不同季节飞机客舱环境的主客观实验研究

通过在真实MD-82飞机客舱环境实验平台上模拟短途飞行,将客观环境参数测量与对受试人员的主观问卷调查相结合研究不同季节下舱内热舒适和空气质量.其中,客观测量参数有:噪声、照度、舱壁和舱内空气温度、空气流速、CO2及悬浮颗粒物浓度.两组志愿者(普通乘客和乘务人员)分别在春季(过渡季)与夏季填写有关舱内热舒适和空气质量调查问卷对舱内环境进行反馈.通过客观参数测量和问卷调查结果,对机舱环境参数进行评价,并研究不同季节时不同中国人群的热舒适区域.

大飞机用Glare层板的性能综合评价研究

主要介绍了一种先进玻璃纤维增强铝合金复合材料Glare层板的研究进展,并综合分析欧美Glare层板的研究文献,评述了Glare层板的拉伸性能、压缩性能、冲击性能、剪切性能、缺口残余强度、承载强度、疲劳性能等力学性能,分析了Glare层板环境耐久性和阻燃性等稳定性研究。通过与铝合金和Arall层板的性能比较、分析,论述了Glare层板作为替代铝合金应用于飞机制造方面所具有的优异性能及经济性,简单评述了Glare层板铺层结构与性能的关系,为其应用提供评价基础。

基于效用理论的飞机客舱布局选型研究

在综合考虑安全性、经济性和舒适性等因素的前提下,建立了量化评价客舱布局备选方案的二级指标体系;运用效用理论定义了基于评价指标体系的效用函数和效用矩阵,采用层次分析法将客户的个性化需求定量化表示成评价指标的权重差异,提出了确定最佳方案的加权效用值计算方法.以B787飞机的客舱布局选型为例,针对某家航空公司的定制需求,得到了该家航空公司的客舱布局最佳方案.实例分析结果表明模型的合理性.

飞机驾驶舱视觉告警信号设计的基本要求分析

飞机驾驶舱告警系统对提高飞行员工作效率和保障飞行安全具有重要的作用。本文主要概述了视觉告警信号的设计标准和信息编码的设计规定,并论述了相关标准中对颜色编码和告警字符的设计规定,为飞机驾驶舱视觉告警信号的设计提供相关设计参考。