CEEMDAN-SE-WT降噪方法在航空发动机燃油流量信号中的应用

燃油流量信号是反映发动机状态和计算飞机排放物排放量的重要信号,但飞机飞行过程中传感器采集信号时不可避免地会受到外界环境以及内部因素干扰。提出一种结合样本熵(sample entropy,SE)的完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与小波变换(wavelet transform,WT)的联合降噪方法。首先使用CEEMDAN对燃油流量信号进行分解得到本征模态分量,利用样本熵筛选含噪分量,并用相关系数与方差贡献率进行复核。对于含噪分量使用小波阈值降噪进行处理。最后将未处理的模态分量和完成降噪的模态分量重构得到最终燃油流量信号。通过与其他方法比较,CEEMDAN-SE-WT方法拥有最高信噪比为85.287,降噪后燃油消耗总量与飞机总重变化最为接近,可以认为该方法较大程度保留了燃油流量信号中的有效特征,为后续计算民机排放物排放总量提供了良好的数据支持。

不平整跑道激励下飞机起落架随机响应及可靠性分析

采用非线性二自由度系统构建了飞机起落架模型,通过时域噪声刻画了不平整跑道对飞机起落架系统的随机激励,并引入路面不平度系数描述了跑道的不平整程度;基于飞机起落架模型响应的概率密度函数及其统计量,开展了不平整跑道对飞机起落架系统影响规律的研究。应用随机可靠性分析方法以及人体振动舒适性理论,通过建立安全域和舒适域与系统响应之间的关系,分析了起落架模型在不同路面不平度系数下的可靠性,并对乘客舒适性进行了评价。研究结果表明:路面不平度系数越大,系统状态变量的波动越剧烈,系统的可靠性和舒适性与路面不平度系数呈一定的负相关性;在路面不平度系数较小的情况下,系统平均首次穿越时间以及舒适性受随机扰动的影响更加显著。

大型飞机阻力预示与减阻研究

简要说明了大型飞机减阻的重要意义,对国内外大型飞机计算流体动力学(CFD)和风洞实验等阻力预示技术进行了初步的评估和分析,重点论述了大型飞机减阻气动布局及装置、减低诱导阻力方法和减低摩阻方法的研究现状和发展趋势,指出中国需要进一步提高CFD和风洞实验阻力预示技术水平,同时加强对气动布局、优化设计以及流动控制等基础科学技术问题的研究．对中国发展大型飞机能起到借鉴和参考的作用．

民用飞机静压孔布局规律

对民用飞机静压孔布局规律进行了研究。确定相关条例中静压孔的安装使用要求,将其转换成具体的设计分析技术指标;利用数值模拟方法对翼身组合体构型进行气动计算,得到不同状态下机身表面压力分布;对机身表面压力分布均方根进行分析,得到机身表面静压随马赫数、攻角变化较小的区域,定义为稳压线;将机身等直段等效为圆柱体,将来流分解为轴向平直流动和圆柱周向绕流,通过圆柱绕流Cp分布理论分析,获得与计算结果一致的稳压线分布规律,表明稳压线分布规律的普适性。开展高低速测压风洞试验,对稳压线规律进行验证,结果表明稳压线上压力分布变化范围趋近于0,试验结果与CFD计算结果以及理论分析结果高度一致,证明了稳压线计算及分析方法合理、可行,静压孔布局规律的正确、普适。所得稳压线分布规律可为常规布局民用飞机静压孔布局提供直接参考。

未来航空客机设计,创新性的航空探索

这些航空客机设计来自航空航天公司专利文件的渲染版本,为飞行员、机组人员及乘客描绘了一幅生动的未来飞行图景。透明驾驶舱,全景玻璃幕墙,透明的OLED显示屏,让飞行员真正置身于云端。客机会议室采用模块化设计,设有不同的配置并满足安全要求。在空中,这间会议室是进行重要商务讨论的完美环境。此外,每个座位单元都能容纳一名或多名乘客,同时还可以将至少一个座位转换成舒适的床。VR座椅头盔能够为每位乘客提供电影、音乐和其他虚拟现实服务,让人们在飞越现有世界时获得沉浸式的娱乐体验。

基于运营要求的民用飞机概念设计参数优化

可靠性、经济性和环保性是民用飞机设计必须考虑的运营要求,通过系统研究签派可靠度估算模型、全寿命周期成本和碳排放量模型,构成多目标函数。同时,根据民用飞机实际运营中需要满足的性能要求,建立约束限制条件,最终形成多目标优化模型,然后采用遗传算法实现对优化模型的寻优计算。以A320机型为例,针对不同设计目标进行优化计算。优化结果表明遗传算法的优化方法可行,可为民用飞机概念设计参数的选取提供参考。

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。

基于AHP−熵权法的民用飞机运行需求模糊综合评价

目前用于民用飞机运行需求论证方案的评价指标不够全面完整,难以找出影响飞机产品质量和竞争力的关键指标.在分析民用飞机运行环境和运行任务基础上,从机型适应性、飞机使用性、设备匹配性、维修合理性、飞机先进性、签派可靠性等6个维度建立民用飞机运行需求指标体系,应用AHP−熵权法综合考虑指标的主观权重与客观权重,得出各指标综合权重;采用模糊集方法确定指标的隶属度,构建模糊综合评价矩阵;提出民用飞机运行需求模糊综合评价模型,通过B737−800机型实例验证该模型的合理性和方法的可行性.结果表明,该模型反映了民用飞机运行需求的技术指标,实现对民用飞机运行需求的综合评价.

虚拟样机三维表现系统设计与实现

虚拟样机是一种新型的基于一体化产品和过程开发策略的新的设计、开发手段 .本文首先介绍了协同虚拟样机的基本概念和样机设计过程中对可视化的要求 ,接着对虚拟样机三维表现系统进行设计 ,最后对支持虚拟样机分布表现的虚拟样机软总线技术和同步技术进行分析 .

B747飞机大修作业流程优化研究

本文分析了B747飞机大修作业流程,运用PERT技术绘制B747飞机大修流程网络图,根据网络图进行工序时间参数的计算,找出关键路径,并应用削峰法对大修流程进行人员优化,优化后人员消耗方差从927.919降到310.186,最后运用VB开发了程序,实现时间参数计算、关键路径查找和资源优化三个功能。

考虑机场容量的作战飞机调配保障需求模型

机场是空军进攻和防御作战的依托,其容量的大小对战时提高飞机出动强度,减少连续飞机流之间的间隔时间具有重要作用。运用排队系统模型,对作战飞机起飞容量和着陆容量进行了计算,推导出机场跑道单位时间内所能容纳的最大飞机数量。根据机场容量极限,建立战时作战飞机调配保障需求模型,解决如何调配和补充作战飞机的型号和数量。

部件寿命的参数估计及其在服务通告中的应用

针对国内航空公司需要客观准确评估服务通告的问题,提出了利用极大似然估计方法来提高服务通告经济性评估的准确性。首先介绍了部件可靠性指标-平均非例行拆换间隔(mean time between unscheduled removals,MTBUR)及其在服务通告中的应用;然后针对服务通告改装前后部件寿命的变化,采用极大似然估计方法估算改装后部件MTBF(mean time between failures);最后结合估算的MTBF分析部件寿命变化对航空公司经济性的影响。

飞机环控管道阀门气动噪声产生机理及其影响因素分析

针对飞机环控管路系统中蝶形阀板产生的气动噪声,运用K-FWH积分法与CFD混合声学有限元方法分析了阀门噪声产生机理和影响因素,进行了阀门降噪优化设计。利用有限体积法获得管道内部流场脉动压力;分别利用K-FWH积分法与CFD混合法计算了阀门噪声并进行了对比验证;研究了阀门开度、位置、气流流速、管道直径和温度对噪声的影响规律并提出了新的降噪方法。研究表明:气流流经阀门时在前后壁面产生了速度和压力差,形成涡流产生强烈的气动噪声;K-FWH积分法在计算时忽略了管道和阀门结构对噪声的影响,其管道外部计算结果小于混合法;阀门开度、气流速度和管道直径显著影响管道噪声声压级大小;圆弧过渡阀板可以达到很好的降噪效果。

变质量分布硬式加油管建模与反演自适应控制

硬式加油技术适合给大型飞机加油,能与软式加油形成功能互补。研制硬式加油技术,需要解决伸缩管动力学建模与控制问题。在加油机定直平飞的前提下,建立了考虑伸缩管质量分布变化与气动参数不确定性的动力学模型。将不确定性视为复合扰动,采用反馈线性化实现标称系统的解耦,并分别为俯仰与滚转子系统设计了非线性干扰观测器与反演自适应控制器。仿真结果表明,复合控制器在多种不确定性条件下能达到一致的控制效果,控制性能优于常规增稳控制系统。

先进的民用飞机机载系统集成流程分析

为解决现有民用飞机机载系统设计流程难以在设计前期发现顶层设计偏差的问题,对现有的瀑布式设计流程、V形设计流程及螺旋形设计流程进行了详细分析及对比,总结了各自在系统设计中的优势和局限性,提出采用螺旋形流程对V形流程进行改造的设计方法。该方法强调在设计前期采用模型对设计结果进行充分仿真验证,发现前期设计偏差,进行反复迭代,完善设计;在后期系统综合各阶段进行充分的综合测试验证,并根据结果对系统设计进行修正,确保系统满足前期各项需求。经详细分析表明,该流程集中了传统设计方法的优点,能在设计初期发现各种问题,具有很好的可行性。

基于遗传算法的民用航空器配载问题

针对航空器合理配载问题,以B757-200客改货航班为例,对飞机的载重配平问题进行研究。建立了针对客改货航班的多目标线性整数规划模型,以运输业载最大和重心位置最优为目标,运用遗传算法(genetic algorithm,GA)对上述模型进行求解,并通过具体实例进行对比分析。结果表明,相比人工配载结果,平均业载增量为1252 kg,平均重心位置偏差小于2%MAC,平均计算时间为3.85 s,证明了模型与算法的有效性,可以作为实际运行的技术参考。

工程指令单机执行监控方法研究

工程指令是工程文件系统中最为复杂的,在分析了工程指令有效性、期限等组成因素与编制、反馈、延期等文件流程的基础上,提出了工程指令文件的监控流程设计方案,实现了对工程指令单机执行状态的有效监控。该方案同时可以进行扩展、应用到所有工程文件的执行监控上,实现航空工程文件系统的执行监控。

基于大型客机操作程序的人机功能分配研究

依据"人机协作"理念,提出了一种民用飞机驾驶舱人机功能分配的优化方法,即通过人机系统的功能分类及自动化等级划分、飞行阶段任务分解,对操作程序进行重构并采用专家评价的方法对人机功能分配进行优化与评估。该方法对于大型客机驾驶舱人机界面的设计和飞行员操作程序的制定具有一定的参考价值。

民用飞机动力装置系统FHA研究

将功能危害性评估方法引入动力装置系统的安全性评估中,并以某型飞机动力装置系统为例,具体介绍了评估功能危害性的过程,为民机动力装置系统安全性评估提供一定参考。

容积式及蒸发式机载电负载系统研究

在飞机动力装置定型试飞中,往往需要在载机上加装电负载系统进行模拟加载,以完成对其工作性能考核。文章分别从设计方案和工作特点两个方面对容积式及蒸发式机载电负载系统进行比较,分析其在飞机上实现的各种关键技术及各自优缺点。