飞机壁板装配偏差传递与演变及其优化方法

壁板的装配准确度直接影响飞机的气动力特性,在装配过程中受到夹紧力、铆接力、回弹力、装配顺序等影响,壁板将发生不同程度的变形,装配变形与零件偏差、夹具偏差等相互耦合,导致壁板最终的装配准确度难以预测和控制。针对以上问题,本文对壁板装配过程中偏差的传递与演变规律进行研究,构建了壁板装配偏差传递与演变的刚柔混合模型与壁板装配准确度的评价准则;采用确定性分析法计算壁板的刚性定位偏差,并通过建立多步夹紧和不同长桁装配顺序下的偏差状态空间模型,揭示了壁板装配过程中偏差的演变规律,实现了壁板装配偏差的准确预测;提出了基于代理模型和智能优化算法的长桁装配顺序稳健优化设计方法,通过装配顺序优化使壁板的装配质量得到了整体提升。

我国飞机试飞气象保障服务的发展现状与展望

随着我国航空工业的发展,特别是国产民机型号研制的不断突破,飞机试飞气象保障服务与技术研究不断受到各界的重视。飞机试飞场景特殊性、高风险性、复杂性的特点,对气象服务提出了全新的要求。本文阐述了试飞气象保障服务的主要内容,结合在保障型号取证试飞过程中的里程碑事件和重点科目,分析了当前试飞气象保障服务的发展现状,并考虑到未来随着飞机制造和试飞事业进一步发展的需求,以飞机结冰和颠簸为例,讨论了下一阶段试飞气象保障技术研究的重点方向,希望能为将来更好地保障国产大飞机事业发展提供气象参考意见。

首次!我国自研生物航煤加注国产大飞机试飞成功

6月5日11时33分,加注中国石化自主研发生物航煤的国产大飞机C919经过约一个多小时的飞行后,平稳降落在山东东营机场。同日,我国自主研发的ARJ21飞机在上海浦东机场成功完成了生物航煤试飞工作。这是国产商用飞机首次加注生物航煤,试飞成功证明了我国自主研发的生物航煤具有良好的飞行性能,有利于推动可持续航空燃料的进一步发展和应用,为全球航空业的可持续发展贡献中国智慧和中国力量。

祁连山北坡沙尘天气气溶胶特征的飞机观测

了解沙尘天气下气溶胶的垂直分布特征对于进一步认识气溶胶-云相互作用及其天气、气候效应至关重要。基于2023年9月6日沙尘天气下的飞机观测数据,分析祁连山北坡沙尘气溶胶的垂直分布特征。结果表明:此次沙尘天气是在高空锋区及地面冷高压的共同作用下形成。受沙尘天气影响,气溶胶粒径谱宽增宽;气溶胶数浓度较背景可上升约2~3倍,且气溶胶数浓度大值区呈悬垂状态分布,粒子数浓度大值层位于4000~4500 m和3000~4000 m高度;对沙尘气溶胶数浓度贡献最大的细粒子和粗粒子粒径分别为1.2~1.8μm和6.5~16.6μm,且气溶胶数浓度的增大在粗粒子段更为明显。气溶胶来源及输送层、以及气象要素垂直分布演变在气溶胶垂直分布及谱分布中发挥了重要作用。

基于YOLOv7通道冗余改进的飞机蒙皮损伤检测

为提高蒙皮损伤检测的自动化程度,提出一种基于改进YOLOv7通道冗余的机器视觉检测方法。首先针对飞机蒙皮损伤数据集背景单一的特点,提出增强型颈部特征融合改进算法,提高了飞机蒙皮损伤的识别精度和检测速度;其次针对主干特征提取网络的卷积通道冗余的问题,引入部分卷积PConv(Partial convolution),提出主干特征提取网络轻量化,减少模型的参数量,同时提高损伤的识别效率。试验部分首先在飞机蒙皮损伤数据集上探索了不同增强型颈部特征融合改进算法,确定了最优的改进方案;接着在飞机蒙皮损伤数据集上做消融和对比试验,改进算法与原YOLOv7算法比较,mAP(Mean average precision)提升了2.3%,FPS(Frames per second)提升了22.1 f/s,模型参数量降低了34.13%;最后将改进的YOLOv7模型与主流目标检测模型对比,证明了改进算法的先进性。

红外成像导引头对隐身飞机探测性能提升途径分析

隐身飞机的出现对现有雷达和红外制导空空导弹的目标探测能力都提出了挑战。由于隐身飞机对雷达隐身的效果优于红外,相对而言,红外制导空空导弹具有反隐身的优势。但红外导引头仍需采取一定的措施以提高其对隐身目标的探测识别能力。本文针对红外成像导引头探测隐身目标能力提升需求,首先梳理了隐身飞机的红外辐射特征,之后根据红外成像导引头探测性能的影响因素,提出了采用双色/多波段成像探测、优化系统工作参数设计、提高成像质量和场景自适应性、采用低信杂比目标检测截获等技术以提高系统对隐身飞机的探测识别能力。

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。

基于机器视觉的飞机故障检查系统

针对当前飞机维修检查工作以人工目视检查为主、效率低且存在人为因素影响的情况,设计一套基于图像识别与机器深度学习的飞机部件表面无损检测系统。收集并整理了某航空公司一线飞机维修员拍摄的飞机机身及发动机部件图片,对图片集进行预处理,包括通道提取、Sobel滤波处理及二值化;最后用Blob分析对处理后的图像进行特征提取与系统分析。系统运行速度快、准确率高且可连续自动识别图像。利用机器视觉技术对飞机部件表面进行无损检测不仅可以提高生产效率,同时可以去除人为因素对航空器飞行安全的影响,使得飞机的飞行安全得到进一步提升。实践证明,该系统性能稳定可靠,具有极高的推广应用价值。

飞机高速牵引滑行制动模式分析

在传统牵引车牵引飞机的运动过程中,其制动行为是通过牵引车独立制动来完成的,主要用于低速推出牵引和轻载中速维护牵引工况。针对未来飞机牵引滑行的高速重载新特征,仅靠牵引车实施制动能否满足牵引系统制动性能需要重新评估。为此,文中考虑了由飞机和牵引车联合制动的新模式,即由飞机主起落架机轮刹车系统和牵引车轮刹车系统同时制动,通过分配制动力来实现牵引车-飞机系统的制动行为。建立了飞机牵引滑行时制动过程的动力学模型,并以B737-200型飞机和TBL-180型牵引车为例,分析对比了牵引车单独制动和牵引车-飞机联合制动两种模式下的系统制动性能和制动安全性。结果表明:牵引车-飞机联合制动时的制动性能远优于牵引车单独制动时的制动性能,是飞机高速牵引滑行时紧急制动的优选模式;在安全性方面,牵引车-飞机联合制动时的前起落架横向载荷也远小于牵引车单独制动,会为飞机前起落架结构保留更大的横向冲击安全裕度。

融入思政元素的飞机工程课程群混合式教学实践

在立德树人背景下,开展课程思政教学是必然趋势。针对专业课程价值塑造弱化的问题,飞机性能工程课程群根据国产民机和签派员岗位能力,依托超星在线教学平台,明确育人目标,将“课程思政”融入线上线下混合式教学,实现思政教学与“双线教学”双向贯通,课程群组成了课堂学习共同体,形成协同效应,打造有温度、有深度的立体课堂,丰富学生的学习方式,建立家国情怀和情感认同,达到“知识——技能——价值”一体化育人目标。

基于机器视觉的飞机电镀部件曲表面无损检测

[目的]为解决机器视觉在曲表面无损检测中算法复杂的问题,以及克服传统光源在曲表面检测中的局限性,开发了一套基于格栅光源的飞机电镀部件曲表面无损检测系统。[方法]该系统通过格栅光对电镀部件曲表面进行成像,随后进行图像分析,包括图像导入、预处理、Blob分析等步骤。[结果]该系统能够快速、准确地检测出电镀部件曲表面存在的缺陷,检测效率高且稳定可靠。[结论]该系统在飞机制造企业及航空公司飞机维护一线的初步工程应用中取得了良好效果,有望进一步推广。

氢电-锂电通勤飞机分布式推进系统匹配设计

针对通勤类飞机总体设计参数和飞行任务剖面需求,根据氢电-锂电推进系统架构方案,提出了推进系统参数匹配方法和能源动态平衡管理策略。以19座级通勤飞机作为验证对象,对其动力装置和储备能源进行了选型和管理研究。根据选型的分布式推进气动布局方案,进一步采用全析因试验设计方法分析了螺旋桨转向对飞机气动特性的影响,获得了有利于飞机巡航状态的螺旋桨转向配置方案。

飞机火焰抑制器阻火测试中混合气体的适用性研究

文章对典型民用飞机油箱通气口飞机火焰抑制器火焰传播特性开展试验研究。根据SAEARP5416中规定的H_(2)、O_(2)、Ar3种混合气体的燃爆方案,借鉴ISO16852标准下的试验方法,自建燃爆试验台,并分别在不同H_(2)体积分数、阻火芯体内部孔径和芯体长度的情况下开展系列试验,并与现行商用阻火器特性进行对比,同时使用高速摄像机获得爆燃阻火现象及规律并开展仿真对比。试验结果表明,使用体积分数为5.0%~10.0%的H_(2)进行飞机火焰抑制器火焰传播试验时,试验阻火成功率极低,并得到H_(2)体积分数升高对火焰传播速度的影响规律。研究表明,H_(2)与航空煤油蒸气的特性差异是阻火失效的关键因素。该文对此次试验的混合气体局限性进行分析,试验结果也为H2类阻火器的研究提供一定的参考。

两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰探测能力分析

为了对比两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰的探测能力,以美国SBIRS-GEO和Next-Gen OPIR星座作为研究对象,通过建立高轨红外探测模型以及构建对应的预警探测场景,对两代探测器在不同飞行状态时飞机尾焰的辐亮度响应特性和模拟成像效果进行量化对比.研究结果表明,两代天基红外探测器都可以用来探测飞机尾焰信号;飞机加力对尾焰温度和外形有显著影响,成为影响天基红外传感器探测性能的关键因素;Next-Gen OPIR搭载的新一代传感器可以在36000 km高度捕获和发现处于非加力状态的尾焰,其成像信噪比明显高于SBIRS-GEO传感器对处于加力状态尾焰的信噪比.

电动飞机蒙皮结构的冲击损伤试验与优化设计

飞机蒙皮结构常受到冰雹、维修碰撞等低能冲击,机身结构易出现损伤,引发飞机性能减退。为了提高蒙皮结构的抗冲击性能,结合Hashin失效准则建立了一种复合材料泡沫夹层结构低速冲击有限元等效模型,并利用超声C扫描对冲击后的复合材料泡沫夹层进行无损检测,试验结果表明,与无损检测结果相比较,模拟结果的误差低于10%,证明了该冲击等效模型的合理性。最后利用该有限元等效模型对某型电动飞机机身复合材料泡沫夹层蒙皮结构进行优化设计,以提高抗冲击能力、减小吸收的破坏能量、降低结构损伤程度为目标,在相同铺层数量下,得到了最优的复合材料泡沫夹层结构铺层设计方案。

基于宽窄带综合的飞机机型识别方法

针对传统单模态雷达飞机目标细粒度识别能力不足的问题,提出一种基于宽窄带综合的飞机机型识别方法.通过卷积网络挖掘宽带一维距离像的局部散射特性,递归神经网络挖掘窄带微动回波不同时刻的上下文特性,达到信息互补的目的.同时,针对两种模态在决策融合时存在强弱不平衡问题,设计了一种自适应决策融合网络,实现了对飞机目标的机型识别.利用七种飞机机型的仿真宽窄带数据进行了实验验证.仿真结果表明,本文方法平均识别准确率为76.7%,较传统方法提升6.4%以上.

基于有限设计指标的通用飞机起飞质量估算研究

飞机起飞质量是飞机初始设计的首要参数之一。在给出装载重量、最大航程、巡航速度和巡航高度等设计指标后,确定飞机的燃油质量比;结合经验公式,获得飞机的空机质量比,从而进一步迭代计算得到飞机的起飞质量。使用通用教练机DA42及公务机比奇“星舟”验证了估算方法有效性,结果显示估算的相对误差绝对值均在15%左右。所提出的估算方法结合了相关经验图表,在有限的设计指标下估算飞机起飞质量,且对机型没有过多的约束,可为新构型通用飞机的初步设计提供技术参考。

国外某型隐身飞机红外辐射特性及低空可探测性分析

以国外某型号隐身飞机为分析对象,通过建立飞机不同部位的红外光谱辐射模型、双向反射率(BRDF)模型和大气吸收/散射模型,计算得到在北半球中纬度夏季几种典型太阳入射角度、观测角度和飞行状态下,飞机的空间辐射能量分布.在此基础上建立低空探测模型和探测场景,并分析国外装备的某机载红外搜索跟踪系统(IRST)对该隐身飞机的探测能力.研究结果表明,加力状态、大气条件、太阳入射角、蒙皮反射率、探测谱段和探测角度都会影响飞机的红外辐射特性和可探测性.在低空探测模式下,阳光反射的影响相对有限,辐射强度主要受加力状态和探测波段的影响,在空间分布上呈现显著的多样性和差异性.

基于超星平台的飞机性能工程课程群线上教学质量监控指标研究

针对线上教学质量不均衡和难以监控的问题,有必要对混合式教学模式下的线上教学质量进行监控和评价。以飞机性能工程课程群为对象,开展学习效果和线上学习行为的关联性研究。基于超星平台4个学年的统计数据,初步形成6个一级指标、24个二级指标。首先通过数据预处理删除无效和共线性指标;然后通过描述性统计分析,得出样本数据的分布规律,删除异常指标;接着对15个指标进行相关性分析,得出影响期末考试成绩的相关性指标;最后对剩余指标进行主成分分析并进行排序,形成飞机性能工程课程群线上教学质量监控指标的依次为签到完成率(x_(8))、章节测验总均分(x_(24))、视频观看时长(x_(3))、章节测验参与均分(x_(23))、章节学习次数(x_(1))、任务完成率(x_(5))、章节测验参与率(x_(22))7个学生线上学习行为指标。

基于混合算法的飞机部件装配静态调度方法研究

飞机部件装配生产工艺流程复杂、生产周期长,如何制定高效的生产调度计划是急需解决的问题。分析了飞机部件装配的工艺流程,建立了飞机部件装配调度的约束条件,包括装配工序的先后约束和装配工装占用的约束,建立了飞机部件装配调度的目标函数,包括最小化拖期惩罚和最小化最大完工周期,对飞机部件装配调度问题进行了合理的假设和抽象,并建立了飞机部件装配调度模型。针对飞机部件装配静态调度问题,将粒子群算法和变邻域搜索算法进行了有效结合,设计了粒子群-变邻域搜索混合算法,并采用实例验证了该算法的有效性。