氢能源飞机的现状与未来

航空运输业碳排放较高,因此计划用氢能源代替传统航空燃油以降低碳排放,以氢燃料电池和氢燃料航空发动机作为飞机的动力源。围绕氢能源本身,对氢燃料电池和氢燃料航空燃气涡轮发动机展开论述,总结氢能源发展的主要技术难题,为氢能源飞机发展提供参考。

起落架扭力臂静力学分析与结构优化

起落架设计是飞机设计的一个重要环节,它涉及许多不同的工程问题,国内外众多学者对飞机起落架进行了不同方面的研究工作,取得了较好的研究结果,但其中多数研究主要是对飞机起落架的静强度试验技术以及着陆动态性能进行分析研究。相比于军用飞机,民用飞机在设计制造过程中更加注重经济性,而飞机在服役过程中自身重量对于飞行时间与耗油量有很大影响。

高高原环境对CFM56发动机启动点火影响分析

概述随着我国经济发展,青藏高原跟平原省区的联系日益频繁。2019年全年拉萨贡嘎国际机场旅客吞吐量达到435万人次,航班起降达到3.9万架次。这使得航空公司开始在高高原机场投放过夜飞机以满足旅客运输的需求。航司在拉萨机场投放过夜飞机的初期,发动机冷发启动失败次数占运行航班总量的81%。我国航司投入高高原运行的飞机制造商和发动机制造商所在国国内没有类似机场,导致其在设计时没有考虑到这种情况,这给国内航空公司在高高原平稳运行带来严重影响。

基于组合赋权法的通航维修评估体系

近年来,我国通用航空业的迅速发展为经济社会的发展提供了强有力的支持,为建设新时期民航强国做出了巨大贡献,在经济社会发展中发挥着越来越重要的作用,国务院要求大力培育通用航空市场,实现通用航空业持续健康发展。民用航空局为了更进一步的发展通用航空,发布了一系列的指导文件,同时也在不断修改完善目前的民航法规。

中美《一般运行和飞行规则》在维修体系的区别与启示

基于对美国联邦航空局(FAA)和中国民用航空局(CAAC)适航规章的研究,重点分析了FAA与CAAC第91部《一般运行和飞行规则》中维修体系领域的区别,从适航维修机构与人员、维修依据、维修实施、验证与放行、维修记录方面进行比较,对差异原因进行阐述并获得启示。虽然两国法规在维修体系方面存在一定的差异,但通用航空维修最根本的目的是保证航空器始终处于适航状态,保障航空安全。法规与维修相辅相成,只有符合两国国情,与本国通航维修业发展相适应,才能真正促进通航产业的发展。

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计。运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力。然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化。优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27%,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比。同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考。

CFM56系列发动机高高原环境下点火故障分析

经过几十年的发展,CFM56系列发动机展现了优秀的可靠性和经济性,但在面对高高原机场海拔高、空气稀薄,常导致高高原运行的飞机出现点火悬挂、点火失败的故障。为了更好地改善高高原运营航班的点火成功率,本文对影响点火故障的因素展开研究,结合高原环境对雾化效果产生的影响以及索特尔平均直径SMD(Sauter Mean Diameter)的经验公式,量化分析喷射压力和燃烧室背压对雾化效果的综合性影响。最后结合影响点火成功的因素,提出了通过推迟供油点火时机、增加启动燃油供应等方法提高点火成功率的建议,为高高原机场运行的航空发动机提供参考。

高高原机场对飞机着陆性能的影响分析

飞机在高高原复杂环境下运行时刹车故障率较高。通过研究高高原环境对飞机着陆速度、着陆滑跑距离和反推作用的影响,分析由此对刹车系统及飞机轮胎等部件带来的不良后果。研究得出,高高原复杂环境会增加刹车着陆距离,缩短刹车使用寿命,影响高高原放行。这一研究结果为高高原飞行中刹车系统的使用和维护提供借鉴。

中欧通航维修体系的差异与启示

基于欧洲航空安全局(European Union Aviation Safety Agency,以下简称EASA)和中国民用航空局(Civil Aviation Administration of China,以下简称CAAC)适航规章进行研究,通过对EASA中《AMC/GM to PART M》与CAAC第91部《一般运行和飞行规则》中维修法规体系中的人员与机构,维修要求,航空飞行器记录以及适航性进行比较,总结法规中不同的原因,对二者法规体系差异进行总体分析。中国目前民航法规中仍有很多需要完善的漏洞和空白,应基于我国国情,通过合理借鉴欧洲航空安全局的法规体系,完善我国民航法律法规体系,促进通航产业更好更快地发展。

高原机场对飞机刹车性能及快速过站的影响

由于高高原机场地形和气候的特殊性会对飞机刹车性能产生一定影响,基于局方通告和AMM手册对飞机在高高原机场的刹车性能进行分析,通过对热熔塞的分析,从而能够对大多数飞机在高原机场的刹车性能进行一定的判断,进行快速过站检查,使其能快速再次起飞,增加机场运营效率,提高飞机的安全性和准点率,减少延误,提高飞机在高原运行可靠性。

铝合金2A12切削表面粗糙度预测及参数优化

2A12铝合金是一种高强度硬铝,在飞机骨架零件、隔框、蒙皮、翼肋等部位广泛使用。其表面粗糙度是衡量零件表面加工质量的重要指标。基于正交实验数据,采用极差分析方法,发现影响表面粗糙度参数的主次顺序为:进给速度、被吃刀量、切削速度。各参数的Sig.值都大于0.05,说明各参数对指标均有显著影响,且水平选择合理。通过多元线性回归方程建立铝合金车削表面粗糙度预测模型,采用遗传算法优化因素与指标之间的联系,将粗糙度预测模型作为适应度函数,利用Matlab优化工具箱进行车削参数优化,当切削参数为:切削速度n=518.885 r/min、被吃刀量a_(p)=0.3 mm、进给速度f=0.1 mm/min时,粗糙度值最优。因此,切削参数的全面分析对加工参数的优化,改善产品加工品质具有实际意义。

CFM56系列发动机篦齿结构多目标参数优化分析

为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题,运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟,分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明:润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大,当齿顶间隙在0.3~0.4 mm时,渗漏量增加趋势较为明显;齿距对渗漏量的影响较小,随齿距增大渗漏量小幅增大;渗漏量随齿形角的增大而明显降低,尤其在齿形角小于90°时;随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小;随齿数的增大渗漏量降低,齿数为2~4时渗漏量降低明显,齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标,采用响应曲面法进行多目标参数优化,优化后润滑油渗漏下降了87.5%。

高原机场飞机制动器热力学研究

飞机机轮制动器主要起着减速、刹车和驻车的作用。高原机场温度高密度低,飞机气动性能下降,着陆真空速大,机轮制动器的工作条件苛刻。针对制动器副热衰退问题,利用ANSYS Workbench仿真平台,建立飞机制动器有限元模型,进行热-结构耦合分析,并进行试验验证。利用仿真数据,通过极差分析法,发现影响飞机制动器温升速率的主次顺序为:制动盘摩擦系数、机轮角速度、刹车压力。建立散点矩阵图,发现各参数对制动器温升速率均有显著影响,且参数之间存在交叉影响。通过多元线性回归方程建立制动器温升预测模型,并验证其相关性,对提高飞机运行保障能力具有实际意义。

机务大数据处理平台的设计与研究

科学技术的发展已经突破了行业之间的壁垒,呈现融合发展的态势。航空领域大数据的应用已经在发展过程中显现一定的作用,针对民航行业日益产生的巨大数据量,大数据处理变得尤为重要,运用大数据的处理方式可以更好地实现民航大数据合理运用、快速响应、合理储备航材、健康管理等民机运行业务。结合目前我国民机运行情况,分析民机大数据特点,针对数据特点匹配相应的处理方式,并且设计构建民用航空大数据存储分析平台整体架构。分析表明,研究成果有助于提高我国民机运行效率,为民用大飞机运行大数据平台提供支撑。

维修人员执照R3转换方案剖析

随着《民用航空器维修人员执照管理规则》R3的发布,新旧执照的转换成为推进R3版本施行的首要任务,分析和详细解答如何将正在进行中的R2执照考试完成并转换成R3版本的维修人员执照,将已有的R2版本维修执照转换为R3版的维修执照,有利于维修人员快速的理解R3版执照的转换方式,也有助于推动民航局关于机务维修体系的深化改革。

民用航空发动机拐点温度的计算方法

影响民航飞机飞行安全的因素众多,其中动力装置性能为一主要因素。针对国内外民机主力机型A320系列飞机的航空发动机CFM56-5B的拐点温度进行研究。阐释高涵道比发动机拐点温度的定义,统计分析CFM56-5B系列发动机拐点温度值及影响因素。分析其对飞机实施假设温度减推力起飞的意义及实施方法,飞机运行高温高原机场的性能要求以及拐点温度对发动机实施健康评估保障飞行安全的作用。应用最小二乘法对起飞数据进行处理,分别采用平均值法和正切法计算实际拐点温度,并与理论值验证得正切法可行。

基于故障树-蒙特卡罗模拟的航空发动机控制系统适航审定安全性分析方法

为航空发动机控制系统(FADEC系统)初始适航审定安全性分析提供一种方法.通过将FADEC系统出现故障导致发动机LOTC事件作为系统的失效状态,分析FADEC系统导致LOTC事件的系统单元,建立FADEC系统单元之间的可靠性模型,求出系统失效状态的最小割集,然后在时域内模拟系统状态的随机游走;通过计算机仿真来实现利用蒙特卡罗模拟对系统状态之间的转移时间和转移结果进行抽样来得到大量具体的系统状态,系统失效的概率用抽样得到的系统失效的频率来估计。计算单元修复率为1次/h、0. 8次/h和0. 5次/h三种情况下的FADEC系统瞬时LOTC率和平均LOTC率。结果表明单元修复率为0. 5次/h FADEC系统不满足适航要求的平均LOTC率水平,但其他情况均可以满足要求。可见该方法计算得到的保留故障要求与航空器MMEL适航文件一致。

基于支持向量机的涡扇发动机EGT回归分析

针对直接测量排气温度(EGT),无法准确判断涡扇发动机健康状况这一问题。考虑影响EGT的主要性能参数:修正风扇转速、外界大气总温、飞行马赫数和飞行高度,建立了基于支持向量机(SVR)的涡扇发动机EGT回归预测分析模型。同时,编写BP神经网络EGT回归预测分析程序。以某民用航空涡扇发动机为研究对象,选取300组飞行实验数据。通过实例分析研究表明,SVR在发动机EGT预测分析中具有较高的预测精度,SVR预测值较BP神经网络预测值精度略高。

高压压气机转子叶片振动特性分析

基于ANSYS软件对某型航空发动机高压压气机第一级转子叶片的振动特性进行了分析研究,建立了叶片的三维有限元模型,采用分块Lanczos法,计算得到了叶片在发动机常用工况转速下的各阶自振频率、相应振型及振动应力分布,找出了应力较大的薄弱区域。最后考虑了高压压气机进口导流叶片后形成的气流尾迹对此级转子叶片的激振影响,得到该级转子叶片的共振图,结果证明该转子叶片在常用工况转速下,不会因为进口导流叶片后的气流尾迹引发共振。为叶片的后续结构分析、实验及振动排故提供了必要的数值依据。

坡度和风速对跑道限制重量的影响

为了分析跑道坡度和风速分量对最大起飞重量的限制,以某型民用运输机为例,确定了不同特定情况下的修正跑道长度和跑道限制重量,通过线性回归分析得到了跑道坡度和风速分量对修正跑道长度和跑道限制重量的影响规律。研究表明:上坡时修正跑道长度和跑道限制重量均小于无坡度时的数值,且修正跑道长度和跑道限制重量均随坡度增大而线性减小,下坡时结论与上坡相反;上坡时修正跑道长度和跑道限制重量随坡度的变化率明显大于下坡时的情况;顺风对修正跑道长度和跑道限制重量的影响与上坡的影响类似,逆风则与下坡的影响类似。