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。

膨体聚四氟乙烯密封材料在民机上的应用

民用飞机受经济效益影响的推动,在研发时对重量指标的要求愈加严苛,对维护时间与维护便利性的需求也越来越高。考虑到膨体聚四氟乙烯(e PTFE)用作密封材料具有许多优良的性能,近年来广泛运用于国外民用飞机的接触面密封以满足重量与维护性的需求。基于此,简述了膨体聚四氟乙烯密封材料在民机应用上的发展优势,给出国内民机常见应用范围。

民用客机后储藏室壁板结构隔声计算研究

民用飞机客舱噪声对乘客乘坐舒适性有较大影响。测试发现飞机客舱后部区域噪声频谱中出现了94 Hz 和274Hz的峰值噪声,为了确定噪声峰值的来源,首先对机体结构形式进行分析,对可能产生噪声的结构进行振动加 速度测试。通过振动测试分析表明,发动机低压转子和高压转子振动传递至加强框结构引发了振动噪声。同时,针对 噪声传递路径中的后储藏室壁板隔声特性进行建模和计算研究。声学有限元计算结果分析表明,后储藏室壁板对94 Hz和274Hz频率噪声的隔声能力弱,是客舱后部区域出现噪声峰值的重要原因。

民机复材搭接壁板试验技术研究

针对民机复材纵向搭接壁板进行了耐久性和损伤容限试验,为验证纵向搭接分析方法提供试验依据,同时,评定结构承受BVID、VID以及离散源损伤的能力,验证结构的剩余强度。

触控技术在民用飞机驾驶舱控制板系统中的运用

当前民用飞机控制板设计仍采用大量的控制器件,易导致飞行员人为错误的出现,介绍了现在普遍运用的触控技术,并提出将触控技术运用在民用飞机驾驶舱控制板中,可实现机组人员和维修人员的操作的减负,同时可以减轻飞机的重量和成本,提高飞机的人机工效,为民用飞机驾驶舱控制板设计提供指导。

民用飞机机身中等开口结构的设计与研究

民用飞机机身的开口设计是飞机设计过程中的重要组成部分,一个成功的机型必须要有优秀的开口设计。以某型飞机为例,详细分析和探讨了机身中等尺寸开口的结构设计过程,具体包括开口载荷分析、相关零部件设计、间隙及阶差设计、密封及表面防护设计等方面的内容。

金属与复材机舱壁板隔声量仿真及声学优化

为研究金属及复材对机舱壁板隔声量的影响,建立了隔声量的统计能量模型,并通过均质铝板隔声量的理论计算结果及有限元仿真结果验证其有效性,利用该统计能量模型分析了不同铺层方式对复材板隔声量的影响,对比了等厚度、等面密度条件下金属板和复材板的隔声性能差异,最后通过铺设阻尼优化了复材板的隔声性能。分析结果表明:单向层厚度以及铺层层数的改变对复材板隔声量影响很小;厚度相同时,铝板的隔声量明显高于复材板,而面密度相同时,在高于2500 Hz的高频段,铝板的隔声量高于复材板,其余频率下二者隔声量相近;阻尼优化后的复材板与优化前相比在2500 Hz、3150 Hz和4000 Hz三个频率处隔声量分别提升1 dB、4.1 dB和18.6 dB,其他频率处隔声量变化较小,证明使用阻尼材料可以有效提高复材板的隔声性能。

基于纤维金属加筋民机壁板的压缩强度预测模型

基于力矩分配法,研究了受轴压载荷下纤维金属加筋民机壁板的屈曲分析理论,分析计算了该民机壁板的压缩强度,并提出了一个民机壁板后屈曲极限强度的理论预测模型。通过与民机纤维金属加筋壁板压缩强度破坏试验结果对比,发现模型理论预测值与试验值吻合较好,偏差为3.01%,所建强度预测模型的精准性得到查验。此外,利用有限元方法分析了纤维金属加筋民机壁板的屈曲及后屈曲承载能力,模拟了壁板的应力集中区和失效过程,结果表明该壁板出现局部屈曲后拥有理想的后屈曲受载能力。本研究能为加筋民机壁板构型的材料选取、工艺性能的提升及预测纤维金属民机加筋壁板压缩强度值提供一定理论依据及试验数据,并可在民机预研设计阶段替代壁板大型结构件压缩试验,减少预研试验的成本与周期。

低气压下民航客机机舱壁板材料的热解动力学

航空运输环境为低气压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。为了探究低环境压力下民航客机机舱壁板材料的热解特性,利用热重分析仪对其热解特性进行研究。选取空客某型飞机玻璃纤维/酚醛树脂夹层板结构壁板材料(A壁板)和玻璃纤维/酚醛树脂层压板结构壁板材料(B壁板)作为研究对象,分别在四川广汉(96 kPa)和四川康定(61 kPa)进行研究。结果表明:随着压力的降低和升温速率的升高,A壁板、B壁板热分解反应的初始反应温度、终止反应温度及最大质量损失速率温度均略向高温方向移动。在15℃/min升温速率下,A壁板的上下树脂基面板由两个热解阶段组成,芳纶蜂窝芯只有一个热解阶段,且树脂基面板的初始分解温度约182℃,明显小于芳纶蜂窝芯分解温度413℃;B壁板热解分为两个阶段,初始热解温度约258℃。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Starink法和KAS法进行热解动力学分析,FWO法、Starink法和KAS法得到的表观活化能相近,低压下A壁板、B壁板表观活化能相对于常压下分别提高了大约10.4%和28.5%。而且96 kPa环境下A壁板和B壁板的化学反应速率大约是61 kPa环境下的1.9倍和1.2倍。

低压环境下玻璃纤维/酚醛树脂燃烧特性

火灾事故严重威胁飞机的安全运行。航空运输环境为低压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。民用运输飞机的壁板材料均为复合材料,美国联邦航空管理局和中国民航局均要求实验验证其防火特性。该文选取空客某型飞机夹芯结构壁板材料(A壁板)和层压型壁板材料(B壁板)作为研究对象。A壁板由上下层树脂基面板、中间层芳纶蜂窝芯和胶黏剂组成,B壁板为树脂基玻璃纤维增强层压板。分别在四川康定(61 kPa)和广汉(96 kPa)研究其隔热性能、点燃时间、质量损失和烟气特性。结果表明:A壁板隔热性能在低压下下降约26.0%,B壁板隔热性能几乎不受压强影响,A壁板隔热性能明显优于B壁板;压强通过影响对流热损失和临界质量通量影响点燃时间,A壁板点燃时间在低压下缩短16%,B壁板点燃时间受压强影响较小;压强影响燃烧速率,A、B壁板质量损失率和质量损失速率在低压下均有降低;在不同气压环境下2种壁板O_(2)最大消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值对应时间基本一致,低压环境下O_(2)消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值均高于常压环境。该文初步研究了气压对壁板材料燃烧特性的影响,可为机舱防火救援等提供理论参考。

酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料热解机理与燃烧特性研究

民机内饰壁板主要采用酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料,利用热重分析仪探究国产某型客机内部壁板材料,在不同升温速率下的影响规律,利用锥形量热仪探究其在不同热辐射强度下的燃烧特性。结果表明:随着升温速率的提高,初始热解温度和终止热解温度均逐渐升高,热失重速率随升温速率的提高而减小。酚醛树脂/玻璃纤维材料面板的热稳定性强于蜂窝芯。壁板材料热释放速率曲线出现2个峰,分别为蜂窝芯的燃烧和酚醛树脂的燃烧。热辐射强度从30 kW/m^(2)增至50 kW/m^(2)时,蜂窝芯燃烧的峰值从20.33 kW/m^(2)增至43.52 kW/m^(2),酚醛树脂燃烧的峰值从3.28 kW/m^(2)增至47.36 kW/m^(2),且峰值提升较显著。燃烧过程中O_(2)消耗量、CO和CO_(2)生成量均有所升高。

民用飞机试飞测试改装分离面设计

在民用飞机试飞测试阶段,测试改装线束安装设计复杂度较高,分离面设计成为解决方案之一。将试飞测试改装分离面设计融入民用飞机设计,与概念设计、初始设计、详细设计和试飞四个阶段的飞机设计流程相同步,将测试改装电气分离面设计划分为整机级、系统级两大类。在整机级分离面设计中,遵循"先大后小"的设计思路,明确测试改装线束与飞机各个系统间的界面;在系统级分离面设计中,着重解决设备校准、信号转换、构型切换等具体问题。从信号传输、防差错设计、接地设计等方面总结了分离面设计的注意事项,对测试改装线束安装设计能力的提升起到了推动作用。