公务机驾驶舱内饰布局设计感性评价

为提升公务机的航空安全和适航性能,营造合适的驾驶舱环境氛围,构建了公务机驾驶舱内饰布局设计的感性评价模型,提出了系统化的设计知识以指导公务机驾驶舱内饰布局的感性设计优化。首先,基于图像边缘检测技术提取设计特征,建立了公务机驾驶舱内饰布局设计案例库。其次,通过对感性语汇的搜集与聚类,构建了能诠释公务机驾驶舱内饰布局设计表象、抽象、意象信息的“实体层—秩序层—氛围层”感性意象空间。然后,融合“主观评价—眼动—面部表情”3个指标的数据,从“实体层—秩序层—氛围层”3个感性意象评价维度建立了公务机驾驶舱内饰布局设计的综合感性评价模型。最后,分别从整体层和细节层两个层次剖析了公务机驾驶舱内饰布局设计特征与感性评价之间的映射关系,并形成系统的设计优化知识。为公务机驾驶舱内饰布局设计感性评价提供了新的实验范式及数据分析体系,为其内饰布局设计提供了方法指导。

基于正交试验的民用飞机抗爆结构参数敏感性分析

最小风险炸弹位置(LRBL)结构是放置飞机上可疑爆炸物的装置,探究结构尺寸和炸药位置对其抗爆性能的影响程度可为其改进设计提供参考。基于正交试验设计与数值模拟相结合的方法,以LRBL结构各危险部位的最大应变和变形为评价指标,分别运用极差分析法和方差分析法对LRBL结构的罐体壁厚、底盖厚度、连接凸台厚度、剪切销直径和炸药位置5个影响因素开展参数敏感性分析。结果表明:在200 g炸药当量的工况下,各因素对LRBL结构的抗爆性能的影响显著程度从大到小为炸药位置、罐体壁厚、底盖厚度、凸台厚度和剪切销直径;结合评价指标综合分析得到各个因素最优水平下的LRBL结构设计方案。

典型机身框段垂向坠撞响应及乘员腰椎伤害分析

为分析垂向坠撞试验中大飞机机身框段的坠撞响应、结构吸能及乘员伤害情况,首先,建立大飞机典型机身框段-座椅-乘员有限元模型;其次,对比分析了该有限元模型与试验件机身框段的失效模式和乘员响应等;最后,对机身框段不同部件进行了坠撞吸能分析,并从腰椎压缩载荷和骨盆加速度两方面分析了乘员损伤情况。仿真结果表明,机身框段-座椅-乘员有限元模型能够有效模拟机身框段失效模式、货舱地板下部结构中间支撑件区域的1处塑性铰以及两侧客舱地板支撑立柱与机身隔框连接处的2处塑性铰,乘员响应得到有效验证;从吸能情况来看,6.02 m/s垂直坠撞速度下,机身隔框、蒙皮及其连接角片都是主要吸能部件;从乘员伤害情况来看,仿真获得的乘员腰椎压缩载荷小于6672 N,骨盆加速度在人体损伤可接受区域内;由地板加速度所得的动态响应指数(DRI,dynamic response index)值相比由骨盆加速度所得的DRI值更低;某机型在6.02 m/s坠撞速度下,机身框段客舱区域生存空间得到保持,乘员腰椎压缩载荷及骨盆加速度伤害风险较小。本文研究结论可为大型民机机身结构设计提供参考。

航空餐车-织物袋组合装置的抗爆特性研究

为了提高民机客舱安保技术水平,提出将航空餐车与织物袋组合形成民机客舱爆炸包容装置,来作为客舱内应急处置疑似爆炸物的潜在解决方式。针对航空餐车及航空餐车-织物袋组合装置,开展了内爆试验且进行了有限元仿真,对比了内爆场下二者的响应历程及失效形式,通过试验验证有限元模型的准确性,并分析了内部填充物及织物袋厚度对结构抗爆性能的影响。研究结果表明:爆炸冲击载荷下,织物袋赋予了航空餐车显著的抗爆能力,航空餐车弥补了织物袋的易燃短板;增加座椅垫作为内部填充物时,座椅垫吸能占吸能总量的74%,并降低了航空餐车的变形及失效规模,对于爆炸能量的耗散起到了关键作用;航空餐车-织物袋组合装置各自可拆卸,织物袋厚度对相同药量下各部分的吸能能力影响不明显。组合装置可用作民机客舱爆炸包容装置,作为客舱内应急处置疑似爆炸物的解决方案。

基于FDS的飞机客舱火灾数值模拟计算域优化

为了提高飞机客舱火灾数值模拟的精确度,采用火灾动力学三维模拟软件(fire dynamic simulation, FDS)建立全尺寸A320客舱火灾模型,分析了可燃物热解导致的计算域变化对温度特征的影响,通过引入相关性分析方法重点研究了不同计算区域条件下飞机客舱内部热流场变化情况。结果表明,考虑燃烧过程中可燃物的热解变化会增加客舱热释放速率和改变温度场,最大差值可达328℃。计算区域延展尺寸大小将影响到飞机客舱内部的热流场计算,当计算区域扩展到2 m时,客舱温度场和火源处温度场的相关性值分别增大至0.975 0和0.964 2,为了在保证数值模拟计算精度的前提下尽量减少计算时间,建议将计算区域向外延展2 m。

飞机智慧座舱发展技术研究

未来飞机座舱智慧化转型是必然趋势,研究飞机智慧座舱发展技术能够为未来飞机智慧座舱的设计提供参考支撑。本文探讨了智能与智慧的区别,提出了飞机智慧座舱的概念与设计内涵,总结出深度感知与沉浸式交互、类人的认知及开放性与个性化定制服务的智慧座舱功能设计要素;梳理了发展飞机智慧座舱亟需解决的五项关键技术:多维度深度信息感知与融合技术、先进信息显示技术、沉浸式自然交互技术、智能态势认知技术、多智能体自主适应技术。通过关键技术的分析对未来飞机智慧座舱的发展提出了新的思考。

面向涡桨飞机座舱的多通道主动噪声控制算法改进

目前主动噪声控制(ANC)领域应用最广的控制算法是经典FxLMS算法及其改进算法,该类算法在应用于涡桨飞机座舱这类大空间、大范围的噪声控制时,算法的计算量会随着ANC系统通道数的增加而迅速膨胀,算法的实时性难以满足。连续局部迭代FxLMS(SPU-FxLMS)算法有效解决了这一问题,但其收敛性能弱于FxLMS算法,本文针对SPU-FxLMS算法收敛慢的问题进行改进,使得该算法在运行初期能够以较快的速度收敛,在收敛至平稳状态后以低计算量持续运行,并对改进算法进行理论推导和仿真分析。结果表明:该算法在进一步降低计算量的同时,还具有良好的降噪性能和鲁棒性,工程应用前景良好。

一维立方非线性刚度周期结构色散特性研究

研究立方非线性刚度单胞阵列形成一维周期结构后的色散特性,对飞机壁板振动控制的研究具有一定的促进作用。首先构建一维线性刚度周期结构的动力学模型,基于布洛赫理论(Bloch theorem)推导了其色散方程,并对其色散特性和弹性波传播现象进行分析。进而建立含立方非线性刚度单胞的一维周期结构的动力学模型,利用摄动法推导该周期结构的色散方程,分析非线性刚度的软、硬和激励振幅对其色散特性以及弹性波传播产生的影响。最后考虑到飞行器壁板复杂工作环境,避免摄动法仅适用于弱非线性的局限性,给出含立方非线性刚度一维周期结构色散关系的谐波平衡法的求解过程,对比两种方法的求解结果。本文为利用非线性周期结构对飞行器壁板进行振动控制的进一步研究奠定基础,对非线性声子晶体低频减振研究也具有一定的促进作用。

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。

基于DIALux的飞机客舱照明设计方法

飞机客舱照明是飞机内部照明系统的重要组成部分,合理的客舱照明设计可以提高飞行服务质量、提升旅客满意度和舒适度。基于DIALux计算仿真软件,提出了一种飞机客舱照明设计方法。从旅行安全、视觉舒适度、高品质服务等角度出发,通过对平均照度、眩光、照度均匀度等多方面的量化评估、校核与分析,探讨并提出了具有创新性的飞机客舱的照明设计方法。基于此方法以某型号飞机客舱为研究对象建立光学仿真模型、进行视觉仿真计算,验证了该方法的可行性。

GL Studio在飞行座舱模拟器中的仿真研究

利用GL Studio软件的图形设计器和代码编辑器,结合VC++6.0混合编程,对飞行模拟器的仿真进行研究。介绍了GL Studio软件的特点,主要功能以及在飞行模拟器仿真中的应用。按照模拟器仿真的步骤,详细介绍了仪表面板、开关按键,以及油门、手柄等交互设备建模和仿真过程,仪表设备的各种属性的设置方法,以及通过编码实现设备功能的具体过程。并给出了相关仿真结果。经仿真实践证明GL Studio建模形象逼真,是一种高效快捷的仪表仿真软件,将其应用于飞行模拟器仿真中,达到了很好的效果。

基于SCADA系统的智能方舱设计研究

本文针对基于数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)的智能方舱设计进行研究,旨在提高方舱的自动化程度和操作效率。首先,介绍了方舱系统的基本原理,包括传感器、执行器、数据采集和控制单元等组成部分。其次,详细讨论SCADA系统在方舱设计中的应用,包括数据采集、监测和控制功能。通过与传统方舱系统相比较,发现基于SCADA系统的智能方舱具有更高的实时性和可靠性。最后,提出了一种基于人工智能算法的智能方舱优化方法,通过对系统数据的分析和预测,实现对方舱运行状态的智能监测和优化控制,对于提升方舱系统的自动化水平和工作效率具有重要意义,也为相关领域的研究提供了借鉴和参考。

浅谈民机机体结构供应商制造符合性检查过程

自2007年大型客机研制立项确定以来,我国民机产业飞速发展,如何在民用飞机飞速发展的过程中,保证民用飞机的适航制造符合性,快速有效地获取局方颁发的适航批准标签成为国内各大制造厂商的关注要点。本文通过介绍民机机体结构供应商合格审定阶段制造符合性检查过程,分析其过程中易出现的问题以及关注点,探讨其解决的办法,从而提升适航制造符合性检查工作效率。

基于ANSYS Workbench飞机有限元仿真分析

飞机在空中的飞行状态对于航空飞行的安全有着不可忽视的影响。根据曲面梯形机翼飞机的特点,运用UG NX软件对其进行了三维建模,并导入至ANSYS Workbench中,从而进行有限元静力学仿真研究。探讨了不同材料的曲面梯形机翼形状的飞机在飞行过程中的总变形图和应力分布图。结合总变形图和应力分布图,仿真结果表明,机翼的部分有较大的变形,最危险的地方存在于机翼的连接处和机翼边缘,故此需要对其材料进行调整或者优化飞机的结构,优化后的结构能够满足飞机飞行的要求。并进一步对结构钢材料和铝合金材料的模型进行了对比,发现采用结构钢的飞机机翼应变分布的更合理,满足飞行的作业要求。

新概念旋转冲压发动机的研究与分析

为解决燃气涡轮发动机性能和成本受结构材料制约和冲压发动机不能独立使用和在地面应用的问题 ,在对燃气轮机、冲压发动机和内燃机 3类发动机的结构进行分析和融合创新的基础上 ,提出了一种基于冲压压缩技术的新概念旋转冲压发动机的研究构想 .该发动机主体结构为一内置有旋流燃烧室的高速旋转无叶无塞内燃转子 ,能融压气、燃烧和排气做功于一体 .对其工作原理、结构方案和性能进行的初步研究分析表明 ,该发动机结构简单紧凑 ,体积小 ,成本低 ,效率高 ,功率大 。

民机驾驶舱内饰设计感性评价研究

基于感性工学方法,研究民用飞机驾驶舱内饰设计的设计要素和用户感性评价之间的关系。通过分析感性工学方法的一般流程,结合驾驶舱内饰设计的特点,通过驾驶舱样本图片筛选、感性意向认知研究、设计要素体系构建,最终建立驾驶舱内饰设计要素和用户感性评价之间的关联模型。在方法实施过程中,使用语义差分法获取被试对样本图片的感性评价;运用形态分析法进行设计要素分解;采用反向传播(Back propagation,BP)神经网络法构建设计要素与感性评价之间的关联模型,确定设计要素和感性评价值之间的关系,实现感性评价值的预测。以驾驶舱T形区内饰为示例进行方法说明与验证,关联模型可以实现对样本感性评价值的预测,且预测值与实际主观评价值保持一致。结果表明,建立的关联模型是可用于驾驶舱内饰感性评价值的预测,感性工学方法可以应用于驾驶舱的内饰设计的感性评价。

爆炸位置对钛合金定向泄爆容器冲击响应的影响

研究了不同位置炸药爆炸作用下钛合金定向泄爆容器的冲击响应。通过试验与数值模拟,分析了100 g TNT炸药放置不同位置时容器的抗爆性能和冲击端头的飞行角度,并以限制罐体运动为目的,对罐体轴向受力进行了分析。研究表明:爆炸物位于轴线时,罐体产生弹性形变;紧贴内壁中间位置时,罐体外壁鼓包并贯穿开裂;紧贴内壁近端头处时,罐体外壁凸起。100 g TNT炸药作用下,冲击端头出口速度均值为124.45 m/s、最大偏角为2.3°,且爆炸物位置对端头出口速度影响较小。爆炸物位于轴线前、后端时,轴向力较爆炸物位于轴线中心时分别增大173%和116%。该研究可为民机定向泄爆容器及连接结构设计提供参考。

民用飞机火灾探测技术浅析

调研国内外民用飞机火灾探测技术研究现状,介绍三种常见火灾探测技术,包括光电感烟探测技术、气动热敏探测技术和一氧化碳气体探测技术的工作原理,结合3种探测器所应用的货舱、发动机舱、客舱等舱室的火灾环境特点,分析了探测技术的改进方法。

蒙皮拉形模拟前置处理软件开发及关键技术研究

本文对前置处理软件中的核心算法进行了较为深入的研究 ,设计了网格处理时各种算法 ,进行拉形机的动作分析研究 ,并解决了将板料在拉形机夹钳中的物理夹持转换为几何夹持的关键技术。该软件具有友好的用户界面 ,操作灵活 ,具有较强的实用性。该软件与Pro Engineer、I Deas等CAD软件 ,以及ABAQUS、STRET CHFORM有限元分析软件结合使用 ,可进行复杂蒙皮拉形模拟 。

基于DSP和FPGA的座舱图形显示系统关键技术研究

本文针对飞机座舱图形显示的特点 ,在硬件上利用DSP和FPGA实现了基于动态可重构技术的图形显示系统设计方案 .通过对实际系统的研究 ,本文还提出了一种新型的并行流水线帧存体系结构 ,它能够更有效地高速传输图形数据 .这样整个方案能有效地提高图形生成和显示速度 。