系统安全性评估中飞行机组人为因素的分析方法

随着飞机系统日益高度综合复杂和自动化水平逐渐提高,飞行员在应对失效或应急情况时通常准备不足,纠正动作可能是不正确、不及时或不完整的,因此系统安全性评估中迫切需要考虑飞行机组人为因素问题。通过分析CCAR25.1309(b)和(c)条款的要求和飞行机组对失效的处理过程,基于功能危险性评估中的失效状态,提出人为因素需求的捕获方法和人为因素分析方法;通过在型号中应用这些方法,从失效状态向告警和程序的角度实现安全性正向设计,建立安全性评估中飞行机组人为因素的完整适航符合性证据链。结果表明:本文提出的方法可有效表明对CCAR25.1309(b)和(c)条款中人为因素相关的适航符合性。

无人机飞行控制原型实验设计与实践

针对航空航天类专业课程理论教学与课程实践相结合的需要,对无人机飞行控制系统半实物仿真实验技术进行了研究,设计了无人机半实物仿真实验平台。该实验平台将三轴转台、姿态传感器等作为实物部分,基于Simbox仿真计算机建立无人机飞行控制模型,通过仿真框架软件设计、半实物仿真硬件设备搭建实现无人机姿态控制。该实验平台可应用于无人机飞行控制及科学研究等领域,具有良好的实用价值。

高空台多任务模拟指定时间抗扰控制

针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控对象模型,并在此基础上进行了仿射形式推导和解耦设计。针对高空台强非线性、强扰动的特性,设计了以指定时间收敛的抗扰控制方法;同时为了抑制推力瞬变过程中系统状态剧烈变化,引入了障碍李雅普诺夫函数对压强和温度误差分别进行限制。在高空台多任务模拟试验控制仿真中,该方法可使压强和温度的绝对积分误差比线性自抗扰控制方法小89.5%和88.9%,在剧烈受扰后调节时间短10.4%和9.0%,而且相比于常规的指定时间方法能够满足所设定的状态误差约束。结果表明,基于障碍李雅普诺夫函数的指定时间抗扰控制方法能够进一步提升多任务模拟试验中的控制精度、调节速度以及抗扰能力。

干扰弹发射过程中飞机弹舱结构损伤研究

针对发射干扰弹时飞机弹舱腹板可能出现损伤的情况,对弹舱腹板受载情况和动力学响应进行了分析。开展了干扰弹发射时的冲击波载荷和金属腹板响应原理试验,对试验进行了数值模拟,模拟结果与试验结果较吻合,并进一步分析了实际弹舱腹板结构在冲击波作用下可能出现的最大响应。根据弹舱空腔结构的非定常流场仿真所得的脉动压力功率谱密度载荷,计算了弹舱腹板在不同飞机构型脉动压力作用下的应力均方根值。分析结果表明:弹舱空腔结构所产生的脉动压力是造成弹舱腹板结构损伤的主要原因。根据分析结果,给出了干扰弹舱结构改进建议。

考虑航母纵摇的舰载机弹射起飞安全性分析

在弹射起飞的过程中,舰载机的起飞的安全性与多种因素有直接的关系,如剩余甲板长度,前起落架的突伸能力,弹射的冲程等。为了研究多种因素对舰载机弹射起飞的影响,建立了考虑航母纵摇的舰载机弹射起飞动力学模型,分析计算了不同因素对舰载机离舰下沉量的影响,并论述了其运动学成因。研究结果表明:①弹射冲程增大,离舰末速度增大,下沉量减小,反之亦然;②在弹射滑跑转自由滑跑时,前起落架的突伸能力越好,迎角的增量越大,离舰后的下沉量越小,反之亦然;③剩余甲板的长度越长,舰载机离舰的速度和离舰迎角越大,下沉量越小,反之亦然。

考虑螺旋桨滑流影响的双发涡桨飞机气动特性研究

螺旋桨滑流与飞机其他部件之间存在着复杂的气动干扰,将对双发涡桨飞机的气动特性产生较为显著的影响。以双发涡桨飞机为研究对象,采用多重参考系滑移网格技术进行流场数值模拟,研究了不同拉力系数下螺旋桨滑流以及滑流区内尾翼法向位置对全机气动特性的影响。研究结果表明:螺旋桨滑流效应将增加全机升力和阻力,降低全机升阻比,并导致小迎角区域俯仰力矩不稳定;随着拉力系数的增加,全机最大升力系数可增加40%,阻力系数增加150%,升阻比可降低50%,小迎角俯仰力矩拐点可增加8°,静稳定裕度可降低30%;合理地下移尾翼法向位置,可有效地利用螺旋桨滑流的影响,改善其俯仰力矩特性。研究结果对双发涡桨飞机的总体气动设计具有一定的工程指导价值。

全动模拟机俯仰配平系统故障分析与诊断

通过对某型全动模拟机俯仰配平系统控制原理的研究,制定俯仰配平系统偶发性故障的排查思路,确定故障原因,并给出解决方案。该排故思路对解决俯仰配平系统相关故障具有一定参考意义。

飞行模拟训练器中虚拟局域网的故障分析与诊断

本文介绍了虚拟局域网在飞行模拟训练设备中的应用情况。通过解决飞行模拟训练器中主机与各个设备之间的网络通信故障,使飞行模拟机维护人员了解飞行模拟训练器中虚拟局域网的创建方法、工作原理以及排故方法,提高飞行模拟机维护人员的维护水平。

导弹武器系统分布式半实物仿真系统研究

半实物仿真是导弹武器研制过程中必不可少的重要手段之一。首先介绍了基于VMIC光纤反射内存网的分布式半实物仿真系统的总体结构和仿真设备的基本功能。其次,在仿真软件的设计过程中借鉴Windows操作系统消息、事件驱动的先进设计思想,采用客户/服务器运行机制,从软件顶层设计的角度将其划分为主控机、同步机、非同步机三类,并给出了详细的软件流程图。最后,对仿真时钟的产生和时钟同步的方法进行了研究。

高空长航时太阳能无人机高效气动力设计新挑战

高空长航时太阳能无人机具有飞行雷诺数低、结构柔性大等设计特点,在气动力设计时,一般采用单设计点的设计思想,即在预定设计状态下具有较为优异的气动特性,但稍微偏离该设计点时,将显著地削弱其气动力特性,为其高效气动力设计带来诸多新挑战。本文首先简要回顾了太阳能飞机的发展历程,并分析了该类飞机的设计特点;随后,重点介绍了该类飞机的高效低雷诺数气动力设计面临的挑战及机翼气动弹性效应对全机气动力特性的影响;最后,分析展望了缩比自由飞验证技术在该类飞机高效气动力设计中的应用。

高线加速度下热与振动复合环境试验系统的分析

概述了高线加速度下热与振动复合环境试验的研究现状及意义 ,讨论了此类复合环境试验系统研制过程中遇到的离心机的设计、试验箱温度变化率和均匀度、离心力场下电动振动台电枢偏离等技术问题 ,并对部分内容作了理论分析和相应的试验研究 。

反潜直升机吊声搜潜效能的建模仿真

从直升机使用吊放声纳(简称吊声)的搜潜过程入手,通过仿真环境假设,吊声搜潜效能描述,建立了吊声搜潜效能的蒙特卡洛法模型。介绍了常用搜索方法,并建立了其搜索要素表。根据模型编制了仿真程序,实现了不同搜索方法的仿真计算,为研究不同战术条件下如何合理选择有效的搜索方法奠定了基础。

持续载荷飞行模拟器过失速机动过载模拟

对新型的持续载荷飞行模拟器(SGFS,Sustained G-load Flight Simulator)模拟过失速机动过载的方法进行了研究.针对过失速机动中飞机角运动剧烈的特点,推导了考虑飞机转动带来的附加过载的飞机飞行员过载计算公式.在SGFS过载模拟数学模型中应用此公式,以典型的过失速机动动作.Herbst机动为例,对机动时的飞行员过载进行了仿真研究.仿真中SGFS能够较精确地跟踪输入的飞行员三轴过载指令,最大误差小于0.2g.研究结果表明:过失速机动时飞机转动引起的附加过载不可忽略,同时也表明SGFS可较好地用于对过失速机动飞行员过载的模拟.

飞行器雷击附着点数值仿真研究

雷击直接威胁飞行器的飞行安全,基于深入研究雷电电磁脉冲(LEMP)对飞行器的雷击特性,提高飞行器雷电防护性能的目的。文章应用一种静电场分析的方法,利用CST电磁仿真软件的EM工作室对某飞行器的等比例模型进行了雷击附着点的仿真研究,并详细讨论了放电间隙尺寸、雷击方位等相关参数的选择对飞行器闪电分区的影响,通过数值仿真的结果完成了对飞行器的闪电分区并与SAE-ARP5416标准分区进行对比,证明该方法是可行的,结论对该飞行器的雷电防护设计有重要的参考价值。

飞行器负载仿真台速度反馈克服多余力矩的仿真研究

提出了速度反馈克服飞行器负载仿真台的多余力矩方法，建立了负载仿真台两种速度反馈方式的数学模型，详细分析了这两种速度反馈克服多余力矩的特点，为设计高性能负载仿真台提供依据。

航空发动机风车阻力的试验确定

风车特性是航空发动机设计和考核的重要性能指标,由于风车状态严重偏离发动机的设计工作状态,因此很难准确确定发动机的风车特性尤其是风车阻力特性。本文分析了航空发动机风车阻力的产生机理,推导了发动机高空台试验中风车阻力确定的计算公式,介绍了航空发动机风车阻力确定的试验方法。该方法在某型涡扇发动机风车特性试验中得到了成功应用。

飞机动力学虚拟样机技术

飞机动力学虚拟样机以研究飞机的动态特性为核心,通过虚拟样机各系统的建模与仿真,在系统开发和运行环境中对飞机的气动特性、控制系统、发动机特性、飞行性能和飞行品质进行分析、评估和研究,支持飞机的需求分析、方案论证、概念设计和初步设计,同时,飞行员可参与在回路中的操纵完成虚拟试飞验证。系统提供分布虚拟战场威胁环境,可在武器平台体系对抗环境中验证和评估飞机的作战效能。利用飞机动力学虚拟样机系统环境还可进行飞机的多学科优化设计。

无人机侦察效能研究

携带侦察设备对指定区域进行侦察是无人机在现代战场上的重要应用之一。以无人机为平台,以CCD摄像机为侦察设备,提供了一种无人机执行侦察任务时的效能评估模型。在给出了无人机及侦察设备模型的基础上,从影响无人机的侦察能力和侦察代价两个方面着手,建立了对无人机侦察方案进行效能评估的模型,从而解决了侦察方案优劣的评价问题,这对无人机高效的执行侦察任务提供了理论决策依据。

连接刚度对电液负载仿真台的影响

建立了电液负载仿真台加载系统的数学模型，分析了加载马达与对象（舵机）之间的连接刚度对加载系统性能的影响，并得出一些有价值的结论，为高性能电液负载仿真台的研制提供理论依据。

电液负载仿真台的理论分析

对电液负载仿真台进行了深入的理论分析 ,建立了电液负载仿真台的数学模型 ,揭示了影响负载仿真台的各种因素 ,仿真分析了结构参数对电液负载仿真台频率特性的影响 .结果表明 :加载系统负载刚度和泄漏系数的提高 ,以及马达排量和有效容积的减小都有利于加载系统快速性的提高 .加载系统结构参数的合理选择是实现电液负载仿真台高性能的关键 ,因此对高性能负载仿真台的研制具有理论指导意义 .