民用飞机飞行中推力确定研究

确定飞行中发动机安装推力对飞机性能计算、发动机推力管理、经济性评价等具有重要意义。飞行中推力无法直接测量,需要在动力装置内部适当位置安装传感器测量性能参数,计算得出飞行中推力。研究了民用飞机动力装置飞行中推力确定方法,给出发动机安装净推力公式。介绍了推力计算的流程,利用某大涵道比涡扇发动机性能试飞数据,计算了该动力装置的安装净推力,并与参考值进行了对比分析,可为民用飞机型号设计提供参考。

民用飞机维修中的科学问题

本文凝练并给出了民用飞机维修的价值追求,包括飞机设计与制造的安全性、机载系统的能观性与能控性、维修经济性以及维修流程的可操作性与可推广性。梳理并总结了现行维修体系的实现路径,包括初始适航、维修技术体系、维修成本控制以及维修技术和管理的普适性。对比分析了预防性维修和预测性维修的主要特征,指明未来的民用飞机维修将以预测性维修模式为核心特征。详细讨论了民用飞机维修面临的6个方面的需求和对策以及对科学问题的思考。

民用飞机应急场景分析与建模方法

按照基于场景的民用飞机系统工程正向研制过程,为确保在飞机研制早期需求捕获与功能分析的完整性,针对应急场景开展识别、分析与建模方法研究。分析在飞机研制早期考虑应急场景的必要性,给出应急场景的定义和范围;针对民用飞机不同运行阶段,开展基于外部风险事件的应急场景识别,给出不同阶段的外部风险事件,并按照外部风险事件在不同阶段的演化结果给出相应的应急场景清单;研究形成一种基于DoDAF的应急场景建模方法,选取典型应急场景,形成应急场景建模的典型案例。通过对民用飞机应急场景分析与建模方法研究,形成可参考的外部风险清单和应急场景清单,同时形成面向应急场景的建模技术途径,为面向安全保证、基于应急场景的需求捕获与初步机组应急操作程序定义奠定基础。

民用飞机远距离通信天线设计

随着通信技术的不断发展,民用飞机的通信手段也日益更新。目前民用飞机的通信方式主要包括三种,分别为高频(high frequency)通信系统、甚高频(very high frequency)通信系统和卫星通信(satellite communication)系统。天线是通信系统设备的最后一级,其结构与性能的好坏将影响整个无线电系统的通信质量。简要介绍了高频和卫星通信天线的基本辐射原理以及工程实例。高频通信天线采用回线天线的形式,卫星通信天线采用2×6的相控阵天线形式,相控阵天线单元采用缝隙耦合馈电的微带贴片天线形式,最后对通信天线的发展进行了展望。

Harmony SE在民用飞机设计中的应用

随着民用飞机技术精细化和产品复杂性的提高,民用飞机设计已从传统的基于文档的系统工程转变为基于模型的系统工程,系统表达也从以文档为中心转变为以模型为中心。为进一步提高民用飞机设计中系统建模的模型质量与正确性,进而缩短设计的开发周期与成本,探究以模型驱动及验证为主导的系统工程方法在民用飞机设计领域的适用性,建立民用飞机设计的系统工程框架,用以支持民用飞机的可靠设计与高效交付。以Harmony SE建模方法为切入点,介绍其工作流程和建模思想;分析民用飞机在系统工程实践中出现的突出问题,说明Harmony SE方法在民用飞机系统工程领域的适用性,建立民用飞机设计的系统工程实践体系;以油箱增压组件为研究对象,应用实践体系开展组件级系统工程实践。结果表明,文中所提出的民用飞机设计系统工程体系和方法能够正确合理地分配设计需求并建立完整的系统模型,有助于提升现阶段民用飞机设计的效率与准确性。

民用飞机客舱空气质量状况调查

目的对国内民用飞机客舱空气质量进行调查评估。方法基于便利抽样监测不同机型飞机的客舱温度、相对湿度、风速、气压、照度、噪声、一氧化碳、二氧化碳、空气细菌总数及真菌总数参数,对载客巡航过程中检测到的各项参数在不同机型及不同点位的分布情况、参数间的相关性进行统计学分析。结果所调查56架飞机客舱平均温度、平均相对湿度、平均气压、风速中位数、平均噪声值、照度中位数、平均一氧化碳浓度、平均二氧化碳浓度、空气细菌总数中位数和空气真菌总数中位数分别为23.7℃、34.5%、84.9 kPa、0.07 m/s、72.1 dB(A)、141 lx、0.124 mg/m^(3)、0.11%、2个/皿和1个/皿;中型飞机客舱风速高于大型飞机(Z=-2.28,P<0.05),其他参数在不同机型间差异无统计学意义(P>0.05);中舱二氧化碳浓度低于前舱和后舱,但中舱噪声、风速均高于前舱和后舱,以上差异均具有统计学意义(P<0.05),其他参数均无差异(P>0.05);湿度与细菌总数、真菌总数均无显著相关关系(P>0.05),风速与二氧化碳浓度存在显著负相关关系(P<0.05),与湿度无显著相关关系(P>0.05)。结论抽样调查结果显示,我国飞机客舱空气质量水平较好,大多数参数可满足标准限值要求,但仍存在湿度偏低、噪声较高的情况,虽然这些情况通常不会影响飞行安全,但会在一定程度上降低旅客和机组人员的舒适度。另外,某些参数在不同点位及机型具有差异。适当增大风速可有效降低二氧化碳浓度。目前,民用飞机客舱空气质量作为航空环境卫生重要内容,其监测没有统一的行业标准和规范,本研究可以为民用飞机客舱空气质量标准及监测方法的制定提供参考和数据支持。

基于双隐藏层BP网络的民用飞机载荷监测方法研究

为提高民用飞机载荷监测精度和效率,提出了一种基于神经网络代理模型的民用飞机载荷监测方法。基于主成分分析和双隐藏层BP神经网络,构建了某型号飞机翼根剪力和平尾根部扭矩的代理模型,并和载荷试飞数据对比以验证其适用性。结果表明:代理模型精度高、泛化性好;该方法可显著提高载荷监测的准确度,缩减改装成本,在民用飞机载荷计算及试飞/运营载荷监测领域具有应用价值。

民用飞机高平尾侧向载荷传递结构有限元建模及仿真分析

民用飞机高平尾结构的平尾置于垂尾上方,平尾与垂尾都承受侧向载荷。为研究平尾的侧向载荷如何传到垂尾,提出一套关于高平尾侧向载荷传递结构的优化设计、有限元建模、仿真分析(涉及linear gap接触设置)的完整方法。该方法已成功应用于某型号民用飞机的研制,可推广到类似飞机结构的设计中。

民用飞机吊挂维修性设计和研究

民用飞机吊挂是连接发动机和机翼并传递载荷的重要部件,为防火、燃油、液压、气源等系统提供布置空间,是民用飞机的重要组成部分,其是否具有良好的维修性直接关系到飞机的经济性、安全性、市场竞争力等。基于维修性通用要求、适航规章、现有机型运行经验、航空公司要求等开展民用飞机吊挂维修性设计;使用串、并行维修技术,完成短舱、吊挂及其内部设备和管线路维修流程设计。最后,确定防火、燃油、液压等系统维修性验证准则,使用虚拟维修人、虚拟维修工具、设备和管线路模型、吊挂数字样机等完成吊挂全部系统的虚拟维修验证。

民用飞机发动机舱灭火剂浓度测试研究

国际民航史上曾因发动机舱着火而多次发生空难事故,为确保飞行安全,找出对发动机舱灭火剂浓度影响的各种因素、采用精准的改装手段以及建立有效的飞行测试方法就显得尤为重要。分析了通风流量、飞行速度、环境温度等因素对发动机舱灭火剂浓度的影响,给出了测试设备、采样管敷设、采样点布置等改装方法,提出了发动机舱灭火剂浓度测试的飞行试验方法,对试验结果裕度进行了分析,为其它民用飞机发动机舱灭火剂浓度测试合格审定试飞提供了参考。

民用飞机M21E预浸料复合材料帽型长桁压缩性能研究

为了给复合材料飞机长桁结构选型提供试验数据支持,对民用飞机M21E预浸料复合材料帽型长桁压缩性能进行了研究。研究了不带包覆层、一半带包覆层和全部带包覆层3种不同工艺构型长桁的压缩特性,试验结果表明包覆层工艺对长桁的承载能力有很大的提升;对3种工艺构型的试验件分别引入了冲击损伤,试验结果表明帽型长桁底部蒙皮中心的初始损伤大大降低了整个结构的屈曲载荷和压损性能。最后通过试验与帽型长桁工程算法分析、有限元分析的对比,验证了复合材料帽型长桁压缩强度分析方法的准确性。

基于人机工程学的民用飞机舱门操作面板设计

在当前民用飞机舱门操作面板设计中,人机功效和界面设计缺少统一的标准和规范,设计过程过于依赖个人经验和自身偏好,导致所设计的操作面板在使用过程中人机功效较差。为此,基于人机工程学原理讨论了民用飞机舱门操作面板显示与操作的设计原则,并提出了一种集中式舱门操作面板及区域控制面板的设计方案。首先通过问卷调查来确定舱门操作面板的信息组织、编码、显示元素和显示形式等,然后构建舱门操作面板、区域控制面板以及飞机的三维模型,最后使用人机工程仿真软件DELMIA对操作面板的布置、按键尺寸和触及域进行了动态操作仿真。仿真结果表明,所设计的舱门操作面板增强了人机功效,提高了作业的安全性和效率,减少了空乘人员的误操作和工作负荷。所设计的操作面板和区域控制面板不仅实现了整机舱门的集中监控管理与区域作动控制,还能作为人机交互设备,适用于大中型宽体飞机的客舱和货舱,应用前景十分广阔。

基于系统工程的民用飞机系统接口设计与控制方法研究

民用飞机系统的接口承接了功能、性能和物理空间的需求。系统接口的设计与控制是民用飞机机载系统、子系统和设备的重要设计工作之一。基于系统工程思想,以机载系统、子系统及设备接口定义和设计的相关需求为输入,以机载系统研制阶段为基础,提出了一种基于接口设计需求、层级化的接口定义与设计方法,以及同层级、上下层级间接口的控制策略。结合某民用大气数据子系统,以电气接口的设计及控制为典型案例,介绍了接口设计与控制的具体实践,为民用飞机机载系统、子系统及设备多种类型接口的设计与控制提供了工程实践性参考。

复合材料在民用飞机应用与发展趋势

“一代飞机,一代材料”,材料是飞机制造的基础。在一百多年的世界航空史上,飞机发展的快慢,很大程度取决于材料。复合材料具有比强度和比模量高、疲劳性能和耐腐蚀性能好、密度小等特性,极大促进了民用飞机产业的发展。目前,高性能复合材料用量已经是衡量民机先进性的指标之一。本文重点阐述了欧美国家制定并实施的一系列航空复合材料研究计划及其取得的重要成果,介绍了国内航空复合材料发展历程,总结了复合材料在国内外民用飞机领域应用现状。基于未来国内民用飞机需求量,从原材料、结构件制造和工艺装备等方面,分析了复合材料应用降低飞机结构重量、减少运营成本和提升经济性的优势,讨论了复合材料应用于国产民用飞机的机遇与挑战。

关于民用飞机设计保证系统审查的思考

型号合格证申请人建立并保持设计保证系统,是我国民用航空适航规章要求的一部分,具有法律效力。由于我国民用航空工业起步较晚,在设计保证系统建设及审查方面积累的经验较少,尚未形成设计保证系统相关的咨询通告,局方和工业方在审查及表明符合性时缺少有效的技术指导。本文通过研究国内外局方对设计机构的要求,梳理了设计保证系统三大职能的核心内容及相互关系,提出了设计保证手册主要架构,总结出设计保证系统11个审查模块、28个审查要素以及对应的审查要点,提出了基于模块化的审查思路和基于过程介入的审查模式,用于帮助局方和工业方更好地开展设计保证系统建设和审查。

民用飞机机载设备的环境鉴定试验研究

民用飞机机载设备的环境鉴定试验是表明设备符合适用的环境标准,进而满足其适用的技术标准规定(TSO)的重要工作内容,对机载设备的适航审定具有重要意义。目前,国内民用飞机机载设备的环境鉴定试验工作还在持续完善阶段。本文以某机载设备的环境鉴定试验为例,介绍了一套机载设备环境鉴定试验的工作流程,包括环境鉴定试验计划制定、环境试验规程开发、环境试验执行3个阶段,并结合设备适用的最低操作性能标准(MOPS)和DO-160标准(机载设备环境条件和试验程序),详细描述了各阶段的工作内容和重点,以及适航联络的规划和工作建议。该设备已成功取得TSO证,表明该流程能够有效应用于机载设备的环境鉴定试验工作开展并支持设备适航审定,可为后续机载设备的环境鉴定试验工作提供参考。

民用飞机开环和闭环情况突风载荷对比研究

以某民用飞机为研究对象,建立了飞机的突风计算模型,并搭建引入了相应的控制律模型,分别对开环和闭环情况下的离散突风载荷进行了计算对比,同时研究了不同计算输入下主要升力面突风增量载荷的差异和原因。研究表明,载荷设计中考虑控制律之后会对飞机不同部件的突风载荷产生一定的影响,具体计算结果与控制律设计逻辑相关。同时,不同计算输入情况下的计算结果差异较大且存在一定规律,通过及早进行变参数分析可以很好地提升突风载荷设计和评估效率。

民用飞机机载系统环境试验要求探究

民用飞机机载系统在初步设计完成后,需进行系统环境试验,用于验证系统设计的功能正确性及其它性能的符合性。以信息系统为例对机载系统的试验项目的选择,试验开展的条件,试验方法和程序等方面内容进行研究,形成适合机载系统的环境试验方法,总结出适合机载系统环境试验的通用要求。可为后续国内民用飞机机载系统环境试验工作的开展提供帮助。

基于FTA与BN的民用飞机火灾事故风险分析

统计了近十年飞机火灾事故信息,构建了飞机火灾事故树(FTA)模型,在此基础上构建了民用飞机火灾事故贝叶斯网络(BN)模型,由四位权威专家进行火灾风险因素模糊语言值打分,以左右模糊排序法计算模糊可能值,进而求得贝叶斯网络各节点的先验概率。基于贝叶斯网络模型,开展了民航火灾事故风险分析。结果显示:安检和安全培训对飞机火灾事故发生影响最大,天气影响次之,机械故障影响最小;可燃物的管控是敏感度最大的节点;维修错误→零部件损坏→失控起火→燃烧发生及灭火器的欠缺或失效→消防失效→火灾扑救不及时→扑救失败是飞机火灾事故的两条关键路径。

民用飞机设计参考机种之一 SSJ-100(“超级喷气”100)双发涡扇支线客机

SSJ-100twin turbofan regional aircraftSSJ-100(“超级喷气” 100)是俄罗斯苏霍伊民用飞机公司以国际合作方式研制的双发涡扇支线喷气客机。SSJ-100在设计时强调了舒适性,增加了座椅宽度、排间距,扶手、通道和行李箱的设计更加人性化。严格考虑了环保要求,满足国际民用航空组织对噪声和排放的要求。SSJ-100采用第三代超临界翼型,提高了气动性能及燃油效率,降低了飞机运营支出。该机可在各种气候条件下飞行,维修简便。