我国民航客运碳排放因子及影响因素研究

针对民航碳排放问题,对民航客运碳排放影响因素进行研究,构建飞机碳排放因子模型,选取保有量较高的典型机型进行实证研究,分析机型大小、航程、客座率、经停次数对碳排放因子的影响.研究结果表明:飞行器技术提升、客座率、平均运距、大型飞机的比例上升,我国民航客运碳排放因子呈下降趋势;仅改变航程时,碳排放因子随航程增加而下降,2 000 km航程下典型机型A330、B787、A321、B737满载且以额定巡航速度飞行的碳排放因子较800 km下降13%~22%;仅改变经停次数时,碳排放因子随经停次数增加而增大,且大型飞机经停的碳排放因子增幅更大,1 000 km航程下,A330、A321满载时经停1次碳排放因子较直达时分别增加约31%、19%;经停导致的碳排放因子上升可由经停带来的客座率提升抵消,为保持碳排放因子保持不变,大型飞机所需客座率上升的比例更高,1 500 km航程下,直达航班客座率为50%时,A330、A321机型经停1次的客座率需要分别达到62.1%、57.7%,才能使经停航班的碳排放因子与直达航班保持一致;从碳排放角度考虑,中型客机比大型客机更适合开行经停航班.

国产民用运输类飞机障碍物限重计算模型优化研究

航空公司使用多年的某国产民用运输类飞机性能软件,在障碍物限重计算准确性方面虽能获得较满意的结果,但计算时间较长,计算效率偏低。首先分析该软件所用计算模型(原模型)计算效率较低的原因,比较优化模型(采用最小改平高计算)和原模型(采用最大改平高计算)的计算结果准确性和计算效率;然后计算不同障碍物、不同风速条件下,两种模型计算出的障碍物限重、改平高度和计算时间,并进行比较分析。结果表明:两种模型计算得到的障碍物限重和改平高度基本相同;无障碍物时,不论有风无风,优化模型比原模型可减少计算时间25%;有障碍物时,无风情况下,优化模型可减少计算时间78%以上,有风时,则可减少计算时间75%以上。即采用最小改平高的模型可以兼顾准确性和高效性。

基于卷积神经网络的飞机燃油消耗预测方法

针对绿色民航的发展目标,准确预测飞机燃油消耗具有重要意义。对飞机油耗问题进行研究分析,基于TensorFlow深度学习框架,使用卷积神经网络,建立飞机燃油消耗预测模型。将预测结果分别与现有的飞行计划、多层感知机神经网络模型对比,验证卷积神经网络模型的准确性,并进行10折交叉验证,验证模型的鲁棒性。结果表明:卷积神经网络模型预测结果的平均误差率为5.26%,明显优于现有的飞行计划的17.67%和多层感知机模型的7.69%,模型10折交叉验证的误差率方差为0.16%;基于卷积神经网络的飞机燃油消耗预测模型具有很好的准确性和鲁棒性,能够为航空公司提供更加准确的飞机携带燃油量,避免产生更大燃油消耗,可有效降低运营成本,实现绿色民航的节能目标。

民航飞联网智慧运行关键技术及典型应用

针对现有航空系统通信方式、管制模式和安全监管已不能满足多类大量航空器全空域运行的需求,研究提出民航飞联网及其运行关键技术。文章首先详细剖析民航飞联网概念,研究梳理飞联网发展背景,然后重点分析飞联网自主间隔、宽带互联、全息感知、通信安全四个关键技术,最后,以电动垂直起降飞行器(eVTOL)低空运行为典型场景,描述飞联网技术在其乘客便捷出行、飞行精准管控、交通智能管理和安全监管与告警方面的应用。

民用客机运送伤病员安置器材的研制与应用

目的:针对目前国内民用飞机运送伤病员机上安置存在的问题,研制一种加装于民用客机的伤病员安置器材。方法:伤病员安置器材主要包括双层型和单元护理型2种类型,主要由铺架总成、支撑架总成、导轨锁总成等组成,主体材料均为航空铝材。该器材通过民用客机客舱内用于安装旅客座椅的地面导轨与飞机实现连接固定,无需破坏飞机结构和舱内设施,只需拆除客舱原有的部分座椅即可安装。通过抗冲击、抗振动、阻燃试验以及实装实飞验证等方法验证该器材在实际作业环境使用的可靠性。结果:该器材能够承受向前9.0g、向下8.6g、向上5.4g和侧向4.0g的极限惯性载荷,且抗振动及非金属材料阻燃性均满足适航规定的要求。经多机型实装实飞及实际伤病员接运验证,该器材保障效果良好。结论:该器材安装使用操作便捷、通用化程度高、安全可靠性强,为战时和应急情况下利用民用航空运力实施伤病员批量运送提供了技术手段。

大型飞机阻力预示与减阻研究

简要说明了大型飞机减阻的重要意义,对国内外大型飞机计算流体动力学(CFD)和风洞实验等阻力预示技术进行了初步的评估和分析,重点论述了大型飞机减阻气动布局及装置、减低诱导阻力方法和减低摩阻方法的研究现状和发展趋势,指出中国需要进一步提高CFD和风洞实验阻力预示技术水平,同时加强对气动布局、优化设计以及流动控制等基础科学技术问题的研究．对中国发展大型飞机能起到借鉴和参考的作用．

高经济性静音中航程民机设计方法讨论

人们已愈来愈重视工业产品对环境的影响。人们直接感受民机对环境的影响首先是机场周边的噪声。静音飞机预案的研究目标是设计一种飞机,在机场周边听不见其响声,且油耗和排污指标优于现有的和正在设计的其他飞机。通过介绍SAX(Silent Aircraft eXperiment)三代概念机的研究进程,讨论了静音飞机设计的方法和使用的关键技术,包括具有一定准确度的快速翼身融合体准三维设计方法;具有最佳中央体外形的融合体气动外形设计;可平滑下弯的外翼前缘和后缘刷;分布、埋入式多风扇可吞吸边界层的发动机组;喷口截面可变的推力矢量喷管;先进的隔音衬管;整流的起落架等。最终的概念机SAX-40实现了在机场周边的最大噪声计算值为61 dBA,接近于稠密居民区的背景噪声,且使机场周边的人们不易感觉到飞机的起飞/进场。其油耗经济性亦达到了124座-哩/加仑的优异指标。

民机电传飞控系统适航安全舒适性要求初探

针对大型民机的适航标准CCAR-25,对飞控系统稳定性、操纵性、失速及故障下的安全性等条例进行了论证。结合条例要求,明确了大型客机的飞机气动布局应当是静稳定的,即其稳定性不依赖飞控系统。飞控系统需要具备主动控制功能和自修复功能,以满足安全性和舒适性、故障下的生存性等要求。同时给出了适合适航性要求的设计与飞行品质评估的一般方法,对于进一步依据适航性要求设计飞控系统具有参考意义。

民机横航向静稳定性适航符合性数学仿真评估

针对适航标准对民机横航向静稳定性的要求,提出了一种基于人机闭环数学仿真计算的适航符合性评估方法。根据适航条款的要求提出了量化评估指标,建立了飞机系统模型和驾驶员操纵模型,以实现定常直线侧滑飞行等的特定飞行任务的人机闭环数学仿真,并依据数学仿真结果和评估指标对飞机的横航向静稳定性做出评估。运用此方法完成了某型民机设计方案的适航符合性评估,并较准确地确定了飞机横航向2个静稳定导数的合理取值范围。该方法可应用于民机的概念方案设计,计算结果可为飞行试验提供理论参考。

基于航道3段越障的民用运输机障碍物限制起飞重量计算模型

为研究障碍物对民用运输机最大起飞重量的影响,根据飞机在空中的受力特点及CCAR25-R4的要求,建立了基于航道3段越障的障碍物限制起飞重量的计算模型。模型根据飞机的空中运动方程推导出飞机总航迹和净航迹,再由净航迹的垂直高度与障碍物的高度之间的关系判断飞机是否可以安全越障。计算分析了计算步长、障碍物高度、顺逆风对最大起飞重量的影响。结果表明:改平高度与实际情况相符,障碍物限重规律与根据飞行手册得出的结论一致,计算结果合理;计算步长取1 s能够获得较好的计算精度和时间效率;障碍物限重、改平点和改平高度均与障碍物的高度和位置有关;顺风或逆风对障碍物限重的影响为线性关系,同样的风速大小,顺风使起飞重量的减小量大于逆风使起飞重量的增加量;计算模型可为研究障碍物限重提供理论参考。

一类无冲突轨迹规划方案

在新一代空中交通管理自动化系统实施方案中,航迹规划模块在基于航迹的航空器运行过程中扮演着重要角色.为了在大流量、高密度和小间隔条件下获取多航空器无冲突轨迹,针对不同的航路空间分布结构,基于航路冲突点保护区竞争机制,构建了空域多航空器极大代数耦合模型和多航空器冲突预调配模型,根据管制间隔约束建立了模型输入、状态和输出之间的约束关系.采用调整航空器过冲突点时刻和初始放行时刻两种策略,提出了一种多航空器轨迹规划优化模型.算例分析表明,所提出的多航空器轨迹规划模型可行有效.

基于数值风洞技术的民用飞机系留气动载荷计算研究

基于数值风洞技术,针对在低速风洞进行的民用运输飞机的地面系留载荷风洞试验进行了模拟研究。使用CFD软件建立了风洞试验段和飞机风洞模型的数值模型。根据风洞试验条件设置数值计算条件,计算了侧滑角在0°^-180°范围内的飞机模型气动力。由于数值模型包括了洞壁、地板,计算结果和试验结果吻合良好。结果分析表明:当-120°≤β≤-90°时,前起落架系留装置将承受较大的载荷,该载荷主要源于大偏航角时平尾部件产生的抬头力矩引起的纵向载荷,以及偏航力矩引起的横向载荷;Cl比Cm小两个数量级,对系留载荷的影响不占主导地位;将平尾、升降舵或方向舵预偏可降低系留载荷。为民用飞机低速风洞试验数值建模提供了参考。

基于效用理论的飞机客舱布局选型研究

在综合考虑安全性、经济性和舒适性等因素的前提下,建立了量化评价客舱布局备选方案的二级指标体系;运用效用理论定义了基于评价指标体系的效用函数和效用矩阵,采用层次分析法将客户的个性化需求定量化表示成评价指标的权重差异,提出了确定最佳方案的加权效用值计算方法.以B787飞机的客舱布局选型为例,针对某家航空公司的定制需求,得到了该家航空公司的客舱布局最佳方案.实例分析结果表明模型的合理性.

1960-2009年中国民航飞机耗能变化分析

根据中国民航多年的统计数据,探讨了1960-2009年中国民航飞机的逐年能源消耗量,分析了中国民航飞机的能耗强度及其变化.结果表明,1960年至2009年,中国民航飞机年耗能总量呈上升趋势,年均能耗增长40.24万吨ce.其能耗强度呈降低态势,其值从1960年的1.42 kg ce/换算吨公里降至2009年的0.46 kg ce/换算吨公里,年均降低19.6 g ce/换算吨公里.民航飞机2002年的耗能量已经超过铁路机车,与我国机动车耗能相比,民航飞机耗能量较少,仅占后者的4.4%.该研究对明确多年来中国民航运输行业飞机能耗状况及其年际变化具有一定的意义,可为中国民航运输行业制定节能对策提供依据.

民用飞机废水处理系统流动性能仿真研究

废水处理系统是民用飞机中不可缺少的重要系统。在废水处理系统的设计过程中,废水输运过程的流动性能将极大地影响系统的整体性能。因此对废水输运过程中流动性能的仿真将能够为废水处理系统的设计、验证和优化提供指导。对废水处理系统废水输运过程的流动性能进行了研究,选取了某型民用飞机废水处理系统作为研究对象。将复杂的两相或三相废水输运过程简化为经典的气液两相流,采用CFD方法模拟了巡航状态下的过程。通过数值模拟,获得了废水输运过程中不同时刻下系统内的压力、废水体积分数分布,观察到了废水在管路内是沿壁面螺旋前进的环状流这一流动状态。此外,还模拟出了分支管路内的存水现象以及其后续变化,并且分析了该现象的形成原因。

大型民用运输机噪声航迹及其仿真研究

噪声是民机型号适航合格取证的一项重要指标,噪声航迹是噪声合格审定的重要环节。本文讨论大型客机噪声合格审定基准噪声航迹及其计算。首先明确当前噪声航迹的定义,接着提出一种满足当前适航条例的民用运输机噪声航迹计算模型,最后给出算例分析,并指出未来研究的方向。

大型民用运输机诱导气动性能优化研究

对于大型民用运输机,机翼上、下表面的压力差产生了升力,同时在翼尖部位形成的翼尖涡又导致了诱导阻力的产生。为了减小飞机的诱导阻力但不损失升力,目前大多数飞机采用了在翼尖部位加竖直段减小诱导阻力,然而在翼尖部位加装竖直段后所带来的流动干扰导致了局部激波和负升力产生了。针对上述问题,提出了一种新型的非共面机翼在常规机翼上稍加装竖直段再加横侧段。仿真结果表明,改进方法较好地克服了上述不利干扰,优化了飞机的诱导气动性能。

民用航空运输中机长权力再探讨——兼谈机长与机上安保员的关系

为应对日益严峻的民用航空运输安全形势,2014年,修订1963年《东京公约》的《蒙特利尔议定书》获得通过,其中,对民用航空器上的机长权力以及机上安保员的法律地位进行了重新界定。通过对公约和议定书进行分析,指出机长与机上安保员的职责各有侧重,二者的关系既相互合作又相对独立。目前,中国关于机长权力以及航空安全员与空警法律地位虽有法律规定,但其法律等级较低,存在权力冲突的情况,因此,亟待完善中国相关立法,保障民用航空运输安全。

民用运输类飞机功能和可靠性试飞技术需求研究

民用运输类飞机功能和可靠性飞行试验是为确保航空器及其零部件和设备可靠且功能正常所必须进行的飞行试验,是取得型号合格证(TC证)和交付前的最后一项检查飞机有无安全风险的飞行活动。本文对民用飞机功能和可靠性试飞实施时的试飞内容、构型管理、手册评估、航线分配与飞行剖面等技术需求进行了分析和研究,对实施功能和可靠性试飞有指导和参考意义。

吸气式高超声速民用运输机概念设计

介绍了高超声速民用运输机的概念设计方案。通过对气动布局、推进系统、全机重量的分配等方面进行初步分析和计算,完成了飞行性能的多轮数值计算,得到了满足初始任务需求的设计方案和飞行轨迹,并形成了快速的概念方案设计方法。