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。

一种用于激光打击光电跟踪设备的激光照明系统

为有效解决因目标与背景空间信噪比低或者目标因作用点温度升高而燃烧时的激光打击精度稳定性不足等问题,本文提出了一种用于激光打击光电跟踪设备的激光照明系统。以不影响光电跟踪设备成像效果为前提,提高了探测目标与背景空间的信噪比,并以空中的悬停目标及移动目标作为检测对象,验证了其对光电跟踪设备跟踪稳定性的提升;同时,配合在光电跟踪设备上安装窄带滤光片的方法抑制火焰成像,从而保证光电跟踪设备的稳定跟踪。

弹道式杀爆弹打击掩蔽库飞机方案的优化方法

为了评估弹道式杀爆弹打击掩蔽库飞机的经济性与可行性,以某典型飞机与单机/双机掩蔽库为研究对象,基于一/二次曲面拟合的思路,构建了飞机与掩蔽库的三维曲面模型;根据破片速度与位置模型,结合坐标系转换关系,给出了弹目交会算法;建立了飞机的毁伤树模型,得到了飞机毁伤概率计算方法;为了降低弹目交会计算量,提出了将目标区域网格化,网格点作为备选瞄准点的寻优策略,以及基于积分法的飞机平均毁伤概率计算方法;以全部飞机整体毁伤效果最优为目标,提出了基于改进粒子群算法的最小耗弹量与最优瞄准点寻优算法,并给出了打击方案优化方法;开展了杀爆弹对单机/双机掩蔽库飞机的打击方案优化仿真,仿真结果表明,低爆高、小CEP、多瞄准点组合打击等策略可有效降低最小耗弹量。

模糊故障树分析方法在机场环境安全中的应用

采用故障树分析法,对引起鸟击飞机的各个因素进行系统分析,并建立了故障树。通过定性分析,可得引起顶事件发生的2580个最小割集。采用专家判断和模糊集理论相结合的方法,评估故障树底事件发生概率的模糊性,并以"垃圾堆对鸟的吸引"这一底事件为例,计算出其模糊失效率。通过定量分析,计算出顶事件的发生概率为0.00241,同时可计算各底事件的重要度。

黄山机场鸟类调查与鸟击防范对策探讨

2006年4月至2007年11月对黄山机场及其周边地区的鸟类进行了调查,共记录鸟类111种,隶属14目36科,构成鸟击航空器隐患的主要种类有池鹭、赤腹鹰、家鸽、小云雀、家燕和麻雀6种,其次是白鹭、凤头麦鸡、黄斑苇鳽、山斑鸠、豆雁、鸢、棕背伯劳等。对该区域鸟类的区系成份、居留特点和主要威胁鸟类的活动情况进行了分析,并提出了一些鸟击防范对策。

飞机风挡鸟撞破坏的一种耦合接触碰撞数值模拟

推导了ZWT犁非线性粘弹性本构方程的增量迭代形式;介绍了LS-DYNA3D中材料子程序和破坏准则的定义方法:通过计算实例编写ZWT型非线性粘弹性材料子程序,并将关键字定义方法应用于鸟撞飞机风挡的破坏准则研究,鸟撞有限元数值模拟采用接触碰撞耦合解法。结果表明:结合编写材料子程序和关键字定义可以开展飞机风挡的鸟撞破坏研究。

空—地攻击任务剖面内飞机可信度矩阵的构造

可信度建模是飞机系统效能评估的重要内容。文中在阐述系统效能特点的基础上 ,分析了生存力对飞机效能的重要影响。建立了空—地攻击任务剖面内飞机可信度的数学模型 ,并依据飞机生存力评估的有关计算公式 。

无人机飞鸟撞击机翼损伤程度预测仿真

日益普及的无人机"黑飞"现象频频发生,严重危及航空安全和正常航班运行,无人机撞击民机关键部位损伤程度的研究是航空冲击动力学的一个新型热点问题。此前,各民航大国都致力于外来物(Foreign Object Debris,FOD)尤其是鸟撞和冰雹撞击等,而对无人机撞击的研究成果屈指可数。依据鸟撞适航研究思路,采用有限元仿真软件ABAQUS分别用SPH法和拉格朗日法建立鸟撞和无人机撞击机翼的有限元模型,对二者撞击机翼过程的某个工况下进行损伤程度预测仿真。在相同的冲击初始条件下进行计算,得出了鸟体和无人机冲击机翼损伤耗散能、应变能随时间变化规律和机翼前缘变形规律。通过对比分析二者撞击机翼的损伤机理和失效过程,相同条件下鸟体撞击机翼蒙皮产生塑性变形,而无人机冲击机翼蒙皮会产生撕裂,甚至会穿透蒙皮造成更严重后果,得出了无人机撞击飞机比鸟体撞击飞机具有破坏性的结论。

鸟击风险计算方法研究

鸟击已成为中国民用机场运行安全的风险之一,但目前尚无成熟的风险计算方法。为计算航空器遭遇鸟群发生鸟击的概率,建立了鸟击碰撞风险概率模型。模型计算采用全概率计算方法,以A320为例计算了碰撞风险概率。计算结果表明,该方法可较准确地计算鸟击发生的概率,为机场驱鸟人员及航空安全飞行决策提供了鸟击风险概率的定量值,对飞行安全具有重要意义。

以作战效能为准则的攻击机概念设计原理

以多任务攻击机 (MTA)为研究对象 ,研究了以作战效能为准则的概念综合设计的基本原理 ,以MTA在其作战生存期限内的研制、试验、生产和维护总费用 W 作为作战效能指标 ,讨论了 W 的构成情况 ,阐述了MTA概念综合设计的主要任务、MTA典型可选方案和概念综合设计模型系统的构成及典型MTA概念综合优化设计的基本算法。研究成果对军用飞机的概念综合优化设计具有重要理论和工程应用参考价值。

吉林市猎鹰驯养及发展的研究

吉林省吉林市驯化的猎鹰种类主要是苍鹰。猎鹰的驯养技术分为3个步骤:捕鹰、驯养、巡猎。在猎鹰的人工繁殖方面,于2009—2010年间进行了人工繁育试验,已经获得了一定的经验;在鸟撞防护方面,军用机场的实际操作表明,猎鹰的驱鸟效果远远高于其他驱鸟方法,但也存在一些不足的地方,目前正在改进。

鸟撞飞机风挡动态响应数值模拟方法研究现状

总结了目前用于鸟撞飞机风挡动态响应的数值模拟方法，主要有解耦解法、耦合解法和光滑质点动力学法，其中耦合解法涉及接触-碰撞耦合解法和流固耦合解法。各种方法围绕鸟体（鸟撞载荷）的模拟和风挡的模拟，部分内容针对鸟撞击发动机叶片、雷达罩和垂直尾翼等，但其方法同样适用于飞机风挡，最后指出应进一步深入研究的内容。

基于神经网络方法的鸟撞飞机风挡冲击载荷反演

以鸟撞实验中传感器实测信号为基础 ,结合有限元正问题计算方法与神经网络理论 ,构造小波动态延时反馈神经网络 ,并详细分析了该网络的结构参数、对比了网络单点应变输入法、两点应变输入法以及三点 (多点 )应变输入法的训练效率与反演精度 .构造的神经网络可以高精度地反演出鸟撞飞机风挡过程中冲击载荷时间历程 ,同时具有较高的抗干扰能力 ,且训练过程平稳、训练效率高 .根据已有的研究成果 ,提出了鸟撞实验应变传感器建议布置 ,可以在满足实验测量要求的基础上简化实验过程 ,提高实验效率 .

飞机层合风挡鸟撞击有限元数值模拟

建立了鸟撞击层合风挡三维有限元分析模型，对层合材料采用具有失效模型的率型本构模型，用非线性接触—碰撞有限元程序模拟了飞机层合风挡的鸟撞击动响应过程，给出了层合风挡鸟撞的计算实例，讨论了层合风挡结构被鸟冲击变形破坏的机理，数值模拟结果为层合风挡抗鸟撞击叠层设计提供了理论依据。

鸟撞飞机风挡的一体化数值模拟技术

鸟体本构模型及其参数的确定是影响鸟撞飞机风挡数值模拟结果的重要因素,也是一直困扰大家的难题。为提高模拟结果的准确性,将鸟体模型识别和数值模拟相结合,提出鸟撞飞机风挡数值模拟的一体化技术。重点阐述鸟体本构模型及其参数的优化反演方法,并结合计算实例给出该技术的分析过程。这些工作进一步完善了鸟撞有限元数值模拟的耦合解法理论,对飞机结构的抗鸟撞研究具有一定的参考价值。

舰载机拦阻着舰动力学研究

舰载机拦阻着舰是舰载机有别于陆基飞机的主要特点，也是造成舰载机高事故率的主要原因。文章通过对舰载机着舰过程的分析建立了较完整的舰载机拦阻着舰动力学方程，并通过对拦阻力所在的拦阻平面研究，依据拦阻钩与拦阻索相对滑动所经历的时间进一步计算出舰载机撞索的安全范围。

美国航母编队队形与反潜能力分析

2003年,美国海军将航母战斗群改为航母打击群,编队构成也发生较大变化,执行具体任务时其编成也会有一定调整。本文分析美国航母编队的具体构成,研究在不同护卫兵力规模下,美国航母编队的队形,并分析各种队形设置的合理性。根据美国航母编队队形和各种反潜装备的作战性能参数,分析美国航母编队在远程、中程和近程反潜区的反潜模式和反潜能力。

飞机起飞擦机尾事件的风险预测研究

为更加客观地预测飞机起飞时发生擦机尾事件的风险概率,帮助航空公司根据擦机尾事件风险特征制定针对性的训练计划,采用飞行快速存取记录器数据,利用科尔莫格罗夫-斯米诺夫检验(K-S检验)方法模拟飞机起飞离地仰角值的可能分布,并根据起飞离地仰角值的分布特征对飞机起飞擦机尾事件的风险进行预测。最后以某公司B737-800飞行中队及整个机队的飞机起飞离地仰角值为例进行分布检验,结果表明:各中队及整个机队的飞机起飞离地仰角值均服从正态分布,根据正态分布的概率密度函数,对各个机队飞机起飞擦机尾事件的风险可能性进行预测计算,得出三中队出现擦机尾事件的风险最小,二中队出现擦机尾事件的风险最大。该方法可进一步普及至其他不安全事件的风险预测,并可分析不同飞行员和机场的风险差异。

巡航导弹平时费用估算与分析

介绍了美国1991年提出的新武器系统效费分析概念——平时费用及平时费用比的估算方法;以战斧巡航导弹为例,估算和比较了巡航导弹和攻击机联队的平时费用;分析和讨论了其估算结果及应用中的几个问题。

影响航空安全的高风险鸟类在中国境内的分布

为了对航空发动机吸鸟适航符合性设计与验证方法的初始设计输入提供数据支持,综述了影响航空安全的高风险鸟类概况,获得其在中国境内的大致分布情况,调研收集中国50余个机场周边鸟情的生态学调查及其对航空安全影响分析的文献资料;结合CCAR140规章要求,对高风险鸟种及其分布数据进行统计对比,得到中国境内影响航空安全的鸟种、质量分布、地区分布和地区间差异情况;并与中国民航2008~2015年鸟击数据进行对比验证,提出影响中国航空安全的高风险鸟种及其地区分布规律。