民机典型机身框段垂直入水冲击特性研究

为了研究民机典型机身框段垂直入水冲击特性,采用入水冲击试验系统开展不同高度下的圆柱体入水冲击试验,研究其入水冲击响应;基于LS-DYNA任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法建立流体域均匀网格及局部加密网格模型,通过对比圆柱体入水冲击试验结果验证网格收敛性及流体域模型;基于验证的流体域模型及机身框段模型,研究机身框段在6.02 m/s速度下的入水冲击特性,并分析与刚性地面冲击特性的差异性以及不同入水冲击速度下的机身框段冲击响应特性。结果表明:ALE方法在结构入水冲击方面具有较高的模拟精度,且采用局部加密网格时可以极大减少流体域模型网格数量和入水冲击计算时间。机身框段入水冲击时的失效模式与刚性地面冲击时的失效模式较为一致,但机身框段结构整体变形程度减小,客舱地板横梁变形程度增大;机身框仍是吸能最多的部件,但水也吸收了大量的冲击能量,使得地板导轨处的加速度始终小于刚性地面冲击时的加速度;随着机身框段入水冲击速度的增大,机身框发生弯折和上翘的程度加剧。

面向民机可视导航的场面多尺度目标检测

民航飞机视觉辅助驾驶系统通过机载视觉传感器获取周边威胁态势信息,为飞行员提供辅助决策等信息,但是机载视觉传感器获取的机场场面威胁目标尺度变化大,且机载平台算力有限,现有的目标检测方法难以满足视觉辅助驾驶需求.针对上述问题,提出一种基于YOLOv5s算法的轻量化多尺度目标检测算法.首先,为增强场面小目标的特征表达,在加权双向特征金字塔网络(BIFPN)基础上,引入坐标注意力(CA)机制,设计CA-BIFPN特征融合网络,提高模型对多种尺度目标的学习能力.然后,设计GSConv解耦检测头,相互独立优化分类和回归目标,提高目标检测的精度.设计的跨级部分网络轻量化颈部模块可减少因引入解耦头增加的参数量,大幅提高整体网络的检测速度,实现场面目标实时检测.为了验证算法性能,构建机载视觉传感器滑行视角的实测数据、仿真数据组成的多尺度场面目标数据集.在该数据集上的实验结果表明,所提方法检测精度超过Faster R-CNN、SSD和YOLOv6、YOLOv7、YOLOX等经典多尺度目标检测算法,均值平均精度为71.40%,比YOLOv5s提高4.19个百分点;在机载计算仿真实验平台上,检测帧率达到71帧/s,满足实时检测要求.

基于LSTM-AE的民机空调热交换器性能异常检测方法

空调热交换器性能异常检测技术是快速判断民机空调系统运行状态并合理安排维修任务的关键,传统的异常检测方法难以有效处理高维时序数据,无法实现系统早期故障预警。为此,本文提出了一种基于长短期记忆网络(LSTM,long-short term memory)与自编码器(AE,autoencoder)模型的无监督异常检测方法,用以识别民机空调系统异常运行状态。首先,基于民机空调系统原始传感器参数构建表征空调热交换器性能的特征监测参数;其次,构建LSTM-AE模型进行数据特征重构并计算重构误差;最后,使用孤立森林(iForest, isolation forest)进行无监督异常监测。将本文构建的无监督异常检测方法与传统方法对比,并建立模型评估指标,验证结果表明,所构建的模型方法可以对民机空调热交换器性能异常状态进行有效检测。

面向研制需求的超音速民机典型运营场景分析

建立运营场景是超音速民机研制过程的关键环节。为了更好地捕获超音速民机的运行需求,提出了构建超音速民机运营场景的基本原则及要求,确定了超音速民机运营场景的核心内容和结构组成,明确了运营场景必须涵盖的功能及要素,提出了超音速民机运营场景的构建方法和应用环境。并以协和飞机为例,参考协和飞机的飞行手册,从正常模式、故障模式和应急模式三个角度,得出了超音速民机运营场景的具体内容,为超音速民机的运行需求捕获和运营场景开发提供了有效手段和合理方法。

新质生产力下民机制造业发展需求与方向

通过借鉴历次产业革命,工业需求和技术前提是变革发端的必要条件;科研创新和技术管理是从点到面实现变革涌现的关键;新型劳动者、新型劳动资料、新型劳动对象是新质生产力的核心要素。聚焦民机制造业的飞机总装测试,结合新质生产力的产业需求—飞机状态智能感知、试验数据可靠追溯、多人多机高效协同,从新型民机制造劳动者、新型民机制造劳动资料、新型民机制造劳动对象的角度,阐述民机技术创新及技术管理的发展方向。

基于灰色-神经网络的民机需求组合预测

民机数量是反映民航运输能力的重要标志,而对民机数量进行预测,能够研究分析未来民航业的发展趋势。本文重点研究了民机需求预测的模型架构和实施方法,首先以2013年到2020年民机数量和其他关键因素作为原始样本,然后把2021年的数据作为检验样本,最后通过构建灰色神经网络组合预测模型对未来的民机需求进行预测。从预测结果来看,灰色模型GM(1,1)与反向传播(back propagation,BP)神经网络模型结合效果较好,组合模型预测精度高,充分证明了该模型的有效性和可行性,同时预测结果对分析未来航空运输情况也具有一定的参考意义。

民机航电系统虚拟化计算平台功能安全评估研究

围绕虚拟化后影响机载计算平台安全的时空隔离性、故障隔离性、可调度性等主要问题,开展虚拟化环境下机载计算平台的安全等级评定研究,考虑虚拟化后航电系统的特点,提出了一种基于层次分析法(AHP)和灰度关联分析法(GARD)的安全性计算方法。建立了机载虚拟化计算平台安全评估判断树,利用AHP方法计算了各安全能力的权重,给出了系统整体安全性得分,并在此基础上,结合GRAP方法,参照航空电子系统安全性评估,计算得出了测试系统与DAL安全等级要求适配度最高的安全等级。

内爆载荷下民机用定向泄爆容器结构的动态响应

为保证民机航空安全、满足民机抗爆结构设计要求,研究不同当量TNT内爆冲击下民机用定向泄爆容器结构的动态响应。设计用于民机上爆炸物危险排除的定向泄爆容器,通过爆炸试验验证泄爆容器的可靠性,确定泄爆容器的爆炸物临界包容当量为42 g。进一步对该泄爆容器在不同当量内爆载荷下的动态响应进行数值仿真,分析塞块的运动过程以及内爆载荷对泄爆容器的作用机理。研究结果表明:剪切销在爆炸冲击波作用下剪切断裂,剪断过程中塞块发生振动,剪切销剪断后塞块持续加速,容器内最终产生约7.5 MPa的准静态压力,塞块冲破机身壁板后匀速飞出,容器泄压并自泄爆口向内形成约0.38~0.85 MPa的压强梯度;TNT当量对塞块飞行速度的影响明显,塞块飞行速度随当量的增加而提高,且提高率不断减小。所得研究结果可为民机防爆容器的设计以及应用提供支撑。

超声速民机机动飞行的聚焦声爆全场预测方法研究

超声速民机在加速、俯冲等机动飞行阶段会产生强烈的聚焦声爆,其全场预测方法是当前国际上研究的热点和难点之一。由于目前无法承受全域非定常计算带来的成本,故而将聚焦声爆全场预测分为焦散计算和波形预测两部分,并在两部分之间迭代求解得到地面聚焦位置和声爆强度。首先,通过耦合求解机动飞行航迹和声射线传播路径,发展了迭代求交点和推进求包络线两类焦散计算方法。其次,在焦散计算和近场计算加中/远场传播之间迭代求得入射波形,作为求解广义Tricomi方程的输入,发展了一套聚焦声爆全场预测方法,并自主开发了预测程序FC-Boom。最后,采用AIAA第三届声爆预测研讨会标模算例和美国SCAMP项目飞行试验算例,验证了全场预测方法和程序的正确性。该工作可作为聚焦声爆抑制和低聚焦声爆设计的基础。

内部审计对国产民机工程业务连续性的贡献实践

面对美西欧开展的贸易制裁和技术“卡脖子”,中国高科技企业在业务连续性上存在严重挑战。本文围绕业务连续性概念及核心理念,分析了我国国产大飞机工程的特点及面临的风险挑战,在描述国产民机业务连续性体系构建基础上,包括核心业务资源和中断事件梳理情况等,重点就内部审计对国产民机业务连续性体系建设发挥作用上,从内部审计关键要素、业务连续性审计思路、审计内容、审计核心、审计方法,内部审计与外部认证的结合等方面,进行实践,对业务连续性体系管理审计进行了探索推广。

粒子群算法优化支持向量回归的民机客舱座椅舒适度评价预测

为建立民机客舱座椅舒适度主客观评价之间复杂非线性的评价预测模型,同时提高模型的预测精度,本文将支持向量回归(Support vector regression,SVR)中的惩罚参数C、通道控制参数ε以及核函数参数σ作为优化目标,利用粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)寻找全局最优参数,建立PSO-SVR人-民机客舱座椅舒适度评价预测模型,并对预测结果进行对比分析。分析结果表明:与BP神经网络(Back propagation,BP)模型相比,支持向量回归模型具有良好的鲁棒性;与SVR模型相比,PSO-SVR模型预测精度更高,误差波动小,预测结果均方误差(MSE)降低了85.95%,决定系数(R2)提高了15.42%。因此粒子群算法可以有效提高支持向量回归模型的预测精度和泛化能力。

基于标签的民机气动主题数据库研究与应用

面对民机产业自主创新发展趋势和体系化、标准化、数字化发展的时代要求,建立公开公认的高权威性的民机气动主题数据库;根据数据属性和管理需求,结合文件属性信息和特征信息,特别是数据产生流程和车次表文件,制定系统设计方案;基于B/S架构,采用LayUI、JQuery、JAVA等框架和技术语言完成系统开发,实现数据的统一管理,保障数据的完整性,实现数据内容和用户需求的高度匹配,提升数据应用流程;民机气动主题数据借鉴用户文件使用过程,通过直观的信息表达和统一输出结构,优化数据操作流程,助推各类研究所累积的数据信息开放共享,为我国先进民机产品设计开发提供良好支撑和保障服务。

国产民机质量治理水平提升的路径选择——基于fsQCA的比较分析

我国民机产业质量治理是以政府为主导,吸纳企业、社会组织团体等质量主体积极参与的过程。当前我国民机产业质量治理存在顶层规划不足、治理主体协同性差等诸多问题,因此有必要摸清民机产业质量治理水平的提升路径,做到精准的干预和调控。本文首先从宏观调控、多元共治和公共服务三个维度构建了民机产业质量治理的概念框架,然后通过调研53家民机企业的相关专家获得研究数据,最后采用fsQCA(模糊集定性比较分析)的方法进行必要条件和组合条件分析,得到了两条提升民机质量治理水平的关键路径和一个核心要素。研究结论有利于针对性地优化和完善民机产业的质量治理能力,推动民机产业高质量发展。

供气流量对民机座舱内病毒飞沫浓度分布的影响

文章采用欧拉-拉格朗日方法对民机座舱内病毒飞沫扩散进行数值模拟,对不同供气流量下座舱内的流场特征、病毒飞沫的空间分布以及浓度分布进行分析。结果表明,增加流量后座舱内的流场结构改变,进而影响病毒飞沫的空间分布;座舱供气流量从10 L/(p·s)增大到16 L/(p·s)后,座舱内病毒飞沫的总质量达到稳定的响应时间从80.0 s降低到65.5 s,并且对应稳定后座舱内病毒飞沫的总质量从3.50×10^(-12)kg降低到2.83×10^(-12)kg;座舱内与传染源相邻位置乘客呼吸区浓度值最高,增大供气流量后从1.89×10^(-12)kg/m3降低到1.12×10^(-12)kg/m3。

民机座椅扶手在垂直冲击中对乘员腰椎载荷影响研究

在座椅的适航试验中,因为座椅的坐宽尺寸限制,在冲击过程中,乘员手臂不可避免地会与座椅扶手接触,影响试验测试的腰椎载荷。对民机座椅扶手在垂向14G冲击中对乘员腰椎的影响进行研究,通过民机座椅有、无扶手对比试验,研究乘员腰椎力变化。根据试验状态,建立可信的仿真模型,通过改变乘员手臂与扶手之间的相对位置,研究手臂位置变化对乘员腰椎的影响,给出民机座椅扶手对乘员腰椎载荷的影响规律,为民机座椅乘员腰椎防护提供数据支持。

现代民机航线运行安全态势风险算法模型研究

本文结合影响航空公司安全运营和客户关注的因素,提出航线运行安全态势风险算法模型。首先,从事故症候严重/一般、不安全事件、故障千时率、使用困难报告等级、航班不正常情况、持续适航事件风险等级、商业运行放行条件指数、重要类级别以上的服务通告(SB,service bulletin)未贯彻风险8个方面,计算航空运输协会(ATA,Air Transport Association)各章节风险指数;然后,根据单架机风险指数组成的机队风险指数清单,获悉航司各架飞机的风险点;最后,在此基础上分析症结点,提供减缓风险的措施。验证表明,该算法模型可提升机队运营效率和经济性,从而保证飞机安全、通畅运营。

民机供水管道防冰设计及热载荷计算研究

民机供水管道大部分处于非温控区的设备舱底部,在低温环境下很可能发生结冰现象。基于能量守恒及多层圆管传热理论,提出一种民机供水管道防冰设计方案,通过合理假设所需参数,完成管道防冰设计计算,并采用数值模拟方法对设计方案的有效性进行验证和分析。研究结果表明,该设计方案能够满足防冰设计需求,为系统防冰设计提供了理论依据和数据支撑。

基于操作流程图的民机装配作业排程技术

针对民机装配过程复杂度高、工作量大、质量要求高等特点,研究基于操作流程图的民机装配作业排程技术。介绍操作流程图的编制方法、评价方法,对操作流程图进行应用及优化,并且开发操作流程图自动化编制系统,有效解决民机装配作业排程问题。通过应用基于操作流程图的民机装配作业排程技术,可以进一步提高民机总装阶段的生产效能。

民机装配排产规则及求解方法研究

基于民机装配排产过程存在经验依赖性强、管理过程不规范、生产插单多、排产工作效率低的问题,及民机装配排产方面研究的匮乏,先使用网络图绘制民机装配工艺流程图,然后结合民机装配的特点系统分析装配排产规则,并列举排产模型常用的优化目标、求解方法及具备特点,梳理常见的对排产有影响的生产扰动事件,系统考虑民机装配规则及生产扰动因素下形成的装配排产结果,较过去依靠人工经验规则排产方式更科学有效,更易于实现民机装配生产资源的合理分配及调度。

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。