航空发动机鸟撞适航符合性数值模拟研究

航空发动机鸟撞适航认证通常基于整机试验,整机鸟撞数值仿真,受发动机结构复杂性影响,存在计算效率、吸鸟关键参数不易确定等问题,而不被工程采纳。而为验证航空发动机吸鸟符合性,进行整机鸟撞数值分析是一种经济高效的方式。基于航空发动机整机鸟撞数值仿真需求,开展航空发动机模型简化建模和关键吸鸟参数提取方法研究。首先,基于光滑流体动力学方法,考虑工作条件下发动机鸟撞损伤和传力路径上关键部件关系和相互作用,建立了基于航空发动机整机关键零部件等效建模的鸟撞有限元模型。其次,对航空发动机鸟撞适航符合性要求进行分解,确定了造成叶片结构损伤的关键吸鸟参数。最后,基于最严苛情况的整机鸟撞有限元模型,研究了大鸟、中鸟鸟群和大型群鸟导致的转动不平衡、不平衡载荷传递和叶片损伤。数值模拟结果表明大鸟的撞击对航空发动机结构安全的威胁最大,鸟群撞击导致的叶片损伤范围更广。基于整机的鸟撞数值模拟对于航空发动机的结构安全性设计和适航认证是非常具有价值的。

基于适航符合性的复合材料螺栓孔力学性能试验与分析

为验证某型号新能源电动飞机复合材料机翼座舱顶部复材支撑框双耳片螺栓孔拉伸载荷承载能力是否满足CCAR-23-R3适航符合性要求,制备了六组与实际结构相符合的复合材料结构试验件,通过不同环境下的力学性能试验测得室温干态(RTD)和高温湿态(ETW)环境下试验件的承载能力,并对所测的载荷和位移数据进行对比分析,探讨湿热环境对复合材料连接结构的强度影响。结果表明:两种环境下的位移载荷曲线均为线性变化,未发生塑性变形;湿热环境下的承载能力与常温下基本保持一致,但湿热环境下的位移量较常温下更大;在湿热环境下试样的环境影响系数为1。因此,该复合材料连接结构在高温湿态(ETW)环境下仍具备良好的承载能力。

面向适航符合性的智能航电系统认证研究进展

民用飞机航电系统引入人工智能/机器学习技术会带来可信性、不确定性和可解释性等问题,有必要通过有效的符合性方法向公众与利益攸关方证实智能航电系统的适航安全性。首先,分析了智能航电系统的等级分类和应用现状,阐述了现有指南和标准的适用性;然后,基于对当前研究成果的梳理,总结了智能航电系统认证框架实施流程及其技术细节;最后,给出智能航电系统在全生命周期各个阶段的符合性验证要求及实现方法建议,评估了符合性验证对现有适航体系的影响,为民用飞机智能航电系统的设计与认证提供了参考依据。

基于适航符合性的带孔复合材料板力学性能研究

为验证某型号新能源电动飞机机翼带孔蒙皮拉伸载荷承载能力是否满足CCAR-23-R3适航符合性要求,制备了6组上、下面板的、铺层均为[±45/(0,90)]s的带孔复合材料泡沫夹芯板(W-3021 FF/H60)试验件,通过试验测得室温与湿热环境下试验件的极限破坏载荷和破坏载荷时的变形位移,对所测数据进行对比分析,探讨湿热环境对带孔复合材料泡沫夹芯板的强度影响。结果表明:两种环境下的位移载荷曲线均为线性变化,未发生塑性变形;湿热环境下的极限破坏载荷与常温下基本保持一致,但湿热环境下的破坏位移较常温下变大;在湿热环境下试样的环境影响系数为1.007,衰减系数为0.99。因此,该带孔复合材料板在不同环境下仍具备良好的拉伸力学性能。

机载系统采用COTS操作系统的适航符合性实现方法

本文从民用机载系统集成方角度,提出了一种商用货架产品操作系统型号项目应用中的适航符合性方法:作为具体型号项目的产品组成部分,建议集成方采用商用货架产品操作系统评估、筛选以及设计迭代的方式,确保商用货架产品操作系统满足预期功能和型号审定的需要。该方法意图为民用机载系统集成方开展产品研制、为局方确定相关适航符合性提供参考和借鉴;也可作为商用货架产品操作系统供应商开发适合航电应用新产品的研发考虑。

民用飞机旅客观察窗适航符合性验证试验技术分析

旅客观察窗是民用飞机机身结构的重要组成部分,为乘客和机组人员提供向外观察的视野,且需要承受在飞行过程中机身舱内的气密载荷和气动冲击,确保飞行过程的安全。根据中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)对旅客观察窗提出了相应的条款要求,需要对旅客观察窗进行相应的适航符合性验证试验,用于表明旅客观察窗产品的安全性、可靠性、稳定性。本文总结和梳理了针对旅客观察窗相关的适航符合性验证试验工作,并对相应的难点重点进行剖析分解,旨在为飞机的安全运行提供理论基础和试验支持。

军用航空发动机适航符合性验证及表明模式研究

军用航空发动机引入和贯彻适航理念对于提升其安全水平和品质具有促进作用。我国军用航空发动机适航理念的贯彻体现出要求多源性、验证融合性及符合性表明独立性等特点。在探索军用航空发动机适航理念贯彻模式和解析适航符合性验证及表明业务域基础上,提出一种军用航空发动机适航符合性验证及表明模式。所提出的模式对我国军用航空发动机研制贯彻适航理念,保证及提升其最低安全水平具有积极的参考作用。

大型结冰风洞气流场适航符合性验证

大型结冰风洞气流场适航符合性是大型结冰风洞适航应用的先决条件。为验证3 m×2 m结冰风洞气流场适航符合性,首先建立了结冰风洞气流场适航符合性验证方法,然后针对主试验段构型,开展了气流场适航符合性验证试验,考察了试验段气流速度和喷嘴干空气射流对流场特征参数(气流速度、气流偏角和气流湍流度)的影响,最后评估了试验段内气流场品质,获得了结冰风洞气流场控制包线。结果表明:喷雾耙结构会影响试验段内气流速度和气流偏角空间分布形态,进而导致了非均匀峰值区的形成;增大试验段气流速度会改善气流场品质,但喷嘴干空气射流会显著恶化试验段气流速度低于60 m/s的气流场品质;3 m×2 m结冰风洞主试验段气流场品质在主要试验速度范围内均满足适航审定要求。

现代民用飞机气动弹性模型低速风洞试验适航符合性验证技术研究

现代民用飞机须严格按照适航规章要求进行设计,国内现代民用飞机的气动弹性设计参照的适航条款主要为CCAR25.629条款"气动弹性稳定性要求"和咨询通报AC25.629-1A"Aeroelastic Stability Substantiation of Transport Category Airplane"。低速颤振模型风洞试验是飞机气动弹性设计中的一种有效技术手段,用以摸清飞机的亚音速颤振特性、影响颤振特性的敏感参数及其影响规律,并验证理论分析结果;低速颤振模型风洞试验同时也是民用飞机适航符合性的一种验证方法,用以表明飞机气动弹性设计的适航符合性。结合某型号飞机研制经验对民用飞机低速颤振模型风洞试验的适航符合性验证技术进行探讨研究,提出了切实可行的民用飞机低速颤振模型风洞试验适航符合性设计和验证方案。

航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证方法

针对航空发动机适航取证的安全性需求,对航空发动机CCAR33-R2.75适航条款进行了解读与分析,明确了该条款的验证要求和方法。将功能危险分析法、故障树分析法和故障模式与影响分析法运用到该验证方法中,并提出了航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证的流程。最后对某型航空发动机进行实例分析,验证了发动机不可控火情对CCAR33-R2.75条款的符合性。该安全性验证方法能够为航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证提供支持。

民用客机应急断离结构适航符合性研究及应用

应急断离结构能显著提高民用客机应急着陆的安全性。基于应急断离结构的适航要求,对民用客机应急断离结构的完整性和功能性进行了适航符合性研究。通过分析民用客机应急断离结构在各设计阶段的主要任务,建立了应急断离结构设计的适航验证流程。基于对适航符合性理论的研究,提出了一种新的民用客机应急断离结构适航符合性实施方法,结合工程实例并利用ABAQUS二次开发技术对应急断离结构进行快速设计的方法,为民用客机应急断离结构设计提供了一种新的验证思路及实施方法。

运输类飞机驾驶舱视界的适航符合性验证研究

针对适航条款CCAR 25.773(a)(1)对驾驶舱视界的要求,通过对比分析美国航天推荐准则(ARP)4101/2和咨询通告(AC)25.773-1,从清晰无障碍视界、着陆视界和视界障碍物三个方面对驾驶舱视界的适航符合性验证评估指标进行了总结。着重分析了无障碍视界范围和视界障碍物投影尺寸的测量方法,并通过VB对CATIA二次开发的方式将其编制成驾驶舱视界测量程序。最后对某型飞机三维驾驶舱模型的无障碍视界和视界障碍物(风挡前立柱,左前立柱,左侧立柱)投影尺寸进行测量,从驾驶舱视界适航验证的角度对该三维驾驶舱模型的驾驶舱视界设计提出一定的建议。

复合材料结构的适航符合性分析研究

针对复合材料应用于大型民用飞机主结构件,从材料、工艺、设计、分析、制造、验证与维护修理等方面要求进行分析研究,给出了复合材料结构的适航符合性验证思路和试验规划的建议,为民机机体采用复合材料结构件提供技术支持。

CCAR 25.841(a)条款适航符合性方法研究

本文主要针对CCAR 25.841(a)条款的适航符合性方法进行研究,适用于最大使用高度不超过40000ft的民用飞机。CCAR25.841(a)条款适用于民用飞机座舱压调系统,需要通过符合性说明、计算分析、安全性分析、试验室试验和飞行试验等方法来表明座舱压调系统对CCAR 25.841(a)条款的适航符合性。

机载设备适航符合性验证电磁环境的构建方法研究

构建机载设备适航符合性验证所需的电磁环境是开展机载设备适航性工作的重要基础条件。分析了适航规章所推荐技术标准DO160E的电磁环境要求,给出了电磁环境模拟的四种基本方法及其构建对象和构建要素,重点研究了数字仿真环境的构建方法,为构建机载设备适航符合性验证电磁环境、开展机载设备适航符合性验证技术研究奠定了基础。

民机试验室高寒适航符合性试验验证方法研究

针对国内民机整机试验室高寒试验没有相应参照标准的问题,开展了民机试验室高寒适航符合性试验验证技术研究。首先简要解读与民机整机高寒气候环境相关适航条款25.1301(a)(4)及25.1309(a),给出了民机整机高寒试验验证的适航要求;然后通过分析某型民机试验室高寒试验的实施过程,提出了适用于民用飞机整机适航符合性试验室试验验证流程;其次对民机整机试验室高寒试验实施中存在的几个关键性问题进行了研究,主要包括飞机安装系留方式、试验项目、试验顺序及试验条件确定方法、试验测试方案架构、试验程序优化方法等;最后结合试验方法给出了试验结果判定原则,形成了适用于民机整机试验室高寒适航符合性试验验证方法。该方法可为民机整机试验室高寒试验的有效实施提供技术支持。

飞机复合材料结构适航符合性验证思路研究

总结了复合材料结构的特点,分析了CCAR-25部中适用于复合材料结构的适航条款,明晰了复合材料结构在材料、设计、制造、验证等方面需遵循的适航要求。在此基础上结合咨询通告AC20-107B和相关工业标准,给出复合材料结构适航符合性验证思路。

机载GBAS接收机品质因数适航符合性验证

品质因数(FOM)是描述地基增强系统(GBAS)定位服务性能的重要参数,其适航符合性是指该参数达到相应适航标准。本文基于航空无线电技术委员会(RTCA)等的相关标准,深入分析研究了FOM的含义及解算过程,在此基础上,结合中国民航GBAS适航的技术标准规定,给出了该参数适航符合性验证的方法、原理和流程,并基于相应动力学环境和X-Plane采集的飞行数据,对A类机载GBAS接收机的FOM进行了符合性验证仿真。仿真结果及数据统计和分析表明,A类接收机的FOM满足适航性要求,与A类接收机有关FOM的适航标准吻合,证明所给品质因数适航符合性验证理论和方法的正确性。研究成果可为我国机载GBAS接收机的适航审定提供相应的理论和方法支持。

民用航空器座舱高低温环境下适航符合性研究

对民用航空器座舱高低温环境适航符合性开展分析。首先对座舱高低温环境适用的适航条款FAR/CCAR 25.831(g)和FAR/CCAR 25.1309(a)(b)(d)进行解读和分析;进一步得出基于人体核心温度的舱内可接受的高低温环境标准;随后,提出针对座舱高低温环境的适航符合性思路,包括:开展失效状态下座舱高低温环境预测,并以此为输入开展人体核心温度数值模拟计算,然后开展高低温环境下人体生理试验以验证人体核心温度模型数值模拟的准确性,最终依据外界环境温度-人体核心温度-生理指标-安全性指标的等效安全准则来说明对适航条款FAR/CCAR 25.831(g)和FAR/CCAR 25.1309(a)(b)(d)的符合性。

基于系统工程的民机复材部件适航符合性验证测试技术及应用

鉴于民机复合材料部件的适航性对于整机安全适航的重要意义,通过梳理民机复合材料部件的研制流程,将系统工程V模型验证技术引入民机复合材料部件的适航符合性验证过程,利用系统工程V模型反复验证的逻辑关系,罗列出复合材料部件在设计和制造中的适航要求和适航工作的开展方式。通过系统工程V模型说明复合材料部件设计符合性和制造符合性的相互验证关系。通过复合材料部件设计和制造全过程的适航符合性验证,确保民机复合材料部件的全面适航性。最后,通过应用案例,呈现该验证技术在型号研制项目中的成功应用。