HUMS技术对民用直升机维修任务的影响研究

传统基于MSG-3的民用直升机维修大纲分析方法未充分考虑健康与使用监测系统(HUMS)的影响,已在使用过程中暴露出不适应性等问题。本文在MSG-3的总体分析框架下,开展了HUMS技术对民用直升机维修任务的影响研究,全面分析了HUMS技术对系统/动力装置、结构、区域、闪电/高强度辐射场维修任务的影响,提出了一套考虑HUMS技术的MSG-3维修任务分析建议,可为我国新一代民用直升机维修大纲制定提供关键技术支撑。

基于MBSE的通用质量特性建模分析技术研究

航空装备的可靠性、安全性、测试性分析在工程应用中存在大量重复性工作,如重复开展FMEA等;传统FMEA存在很多管理和技术问题,且GJB/Z 1391—2006中给出的功能及硬件FMEA方法自身也存在一定的技术缺陷,导致FMEA应用效果差,甚至很多外场真实故障应用传统FMEA是无法分析出来的。本文首先从MBSE角度着手,充分融合产品研制流程和通用质量特性的设计分析评估过程,以产品功能作为通用质量特性的输入,基于功能故障逻辑建模分析,对飞控系统功进行案例应用。结果表明:基于MBSE的通用质量特性建模分析技术可有效避免重复工作,并能解决“两张皮”问题。

基于模型的航空机载软件测试用例复用方法研究

为降低航空机载类软件测试费用,提高测试质量和测试效率,提出了基于模型的测试用例复用方法,设计了面向复用的测试用例模型,并给出测试用例自学习复用算法。最后通过某卫星导航定位系统(GNSS)接收机软件测试实验证明了该方法的有效性。

飞机预防性维修任务间隔优化模型与方法研究

飞机维护规程中规定了飞机部队级维护涉及的所有预防性维修任务,在飞机服役初期,维修任务的制定通常偏保守,随着飞机使用和维护经验的积累,维修任务间隔优化的需求越来越明显。以服役数据为分析对象,以系统可靠度为衡量标准,构建预防性维修任务间隔优化分析方法,形成可实现的数学模型;以某维修任务为案例,对其服役数据进行分析,并给出维修间隔优化的建议。结果表明:该方法和模型正确可行,可作为军用飞机维修任务间隔优化分析的参考。

基于遗传算法的直升机旋翼柔性梁结构动力学优化研究

柔性梁的设计是无轴承旋翼系统设计的重要环节之一。直升机旋翼工作在复杂的动力学环境中,设计柔性梁时必须要同时满足强度和动力学要求。针对传统的优化设计方法只优化其中一方面的缺陷,本文提出了一种能兼顾强度和动力学性能的优化方法。该方法基于Hamilton变分原理、变分渐近梁截面分析(Variational asymptotic beam section analysis,VABS)程序和遗传算法(Genetic algorithm,GA)建立,分为初级优化和次级优化两步。首先采用遗传算法对柔性梁桨叶系统进行结构动力学初级优化,得到设计段最优化剖面刚度特性方案;然后基于初级优化结果对结构设计参数进行次级优化,得到满足目标设计要求的柔性梁结构参数设计方案。优化结果表明,在满足动力学要求的前提下,扭转刚度较优化前降低了36.1%。同时旋翼动力学分析结果表明,挥舞和扭转的固有频率满足设计要求(两频率距旋翼通过频率0.5Ω,距激振力频率0.25Ω,挥舞和扭转频率保持相应距离)。上述结论表明通过该优化方法得到的设计方案能够显著提高柔性梁的性能。

MBSE模式下可靠性安全性测试性一体化建模与评估技术方法

随着智能保障、PHM等技术不断深入应用,可靠性、安全性、测试性(以下简称"三性")的重要性日益凸显,工程中迫切需要解决"三性"重复工作、专业孤岛以及"两张皮"现象;从系统工程出发,首先分析了"三性"主线工作内容,均紧紧围绕功能故障逻辑关系开展,统一建模,实现模型复用;其次,在功能模型基础上映射出故障逻辑关系,更接近故障传递的真实情况,解决"两张皮"现象;然后,全面分析"三性"建模要素和评估内容,对专用部分的信息进行处理,使得"三性"工作不再是孤岛;最后,以燃油系统为例展开了建模评估,基于功能故障逻辑模型,分别进行了可靠性、安全性、测试性建模与评估,实现了模型复用,减少重复工作;专业协同工作,提高了工作效率;紧密结合功能,有效解决"两张皮"现象。

基于S4000P的军用飞机预防性维修任务优化研究

预防性维修是恢复和保持飞机安全性和可靠性的主要措施,其优化一直以来都是飞机制造商和使用方共同关注的问题。本文调研国际上主流的预防性维修任务优化方法及主要应用对象,并以适用于装备的S4000P ISMO流程为基础,结合军用飞机的特点,对原流程进行调整和个性化设计,构建预防性维修任务优化的逻辑流程。结果表明:该任务优化流程可用于军用飞机预防性维修任务的优化分析。

预防性维修任务可执行区间权衡确定方法研究

直接维修成本(DMC)是航空器制造商向运营人进行经济性担保的一项主要参数,是运营阶段监控维修成本的参考比较基准。提出一种兼顾考虑DMC担保值和计划维修要求所列维修间隔的预防性维修任务可执行区间权衡确定方法,分析该方法的数据采集需求,介绍其使用流程,对度量预防性维修任务经济性的指标参数进行定义,进而给出维修任务可执行区间的确定方法。结果表明:该方法能够从经济可承受性的角度确定出每一项预防性维修任务的可执行区间,为航空器运营人整合实施维修任务提供参考,达到控制优化维修成本的目的。

基于Fick扩散理论的气相腐蚀环境氯离子传感器

根据海洋气相盐雾腐蚀微液膜环境特征,提出了一种基于Fick扩散理论的全固态叉指状氯离子传感器。通过测量电极过渡时间来间接测量微液膜氯离子浓度,并给出了氯离子传感器叉指电极设计规则。该型传感器依次通过溅射、光刻、化学镀膜以及电镀法镀膜等多种工艺制作而成,在0. 1~1 mol/L氯化钠微液膜范围内的校准曲线线性度约为0. 972 5,灵敏度达到2. 38 s1/2/(mol/L),72 h内氯离子浓度测量误差小于4. 2%,呈现良好的稳定性和感知能力。pH值干扰实验结果显示:传感器在pH值2~9范围内测量误差小于7%,表明:该传感器具有较强的抗干扰能力。

基于服役数据的飞机计划维修任务间隔优化方法

计划维修任务间隔是反映飞机可靠性和经济性的重要指标,而飞机服役后维修及故障数据的累积对维修间隔调整提供依据。通过梳理飞机维修任务间隔优化的流程,确定数据抽样样本量的方法;给出基于数据拟合的故障趋势分析方法对间隔优化的必要性进行判断;定义维修间隔优化的假设检验准则,对提出的优化方法进行算例验证。结果表明:本文的方法能够对新维修任务间隔的可行性进行判断,指导维修大纲的更新。

基于变量选择的装配过程质量预测模型构建

由于装配过程的复杂性和非线性,质量影响因素较多,难以建立精确的质量预测模型,而引起产品质量问题的通常只有少数关键过程因素,据此提出基于变量选择和概率神经网络的质量预测模型。针对数据不平衡特征,采用多分类马修斯相关系数构建了概率神经网络预测模型;并采用后向选择方法自动识别出关键过程因素,实现了对产品质量特性的预测和质量问题的根源定位。在某高精度航空产品的装配过程进行了应用,验证了模型的有效性。

液相/气相条件漏斗型双电极氯离子浓度检测方法

针对液相/气相环境氯离子浓度检测需求,提出了一种基于双电极检测体系的漏斗状氯离子浓度检测方法。通过设计漏斗型收集单元,实现对气相环境样品有效获取。根据传感器输出电势差,计算收集单元沉积液中氯离子浓度。借助3D打印技术制作聚四氟乙烯外壳,采用电镀法制得Ag/AgCl电极。在1×10;~1 mol/L氯化钠浓度范围的液相条件下,校准曲线线性度约为99.14%,灵敏度达到54.63 mV/lgC;,检测下限为0.891×10;mol/L,呈现较好的灵敏度和检测区间。在沉降速率为100 mL/(80 cm;·h)的气相环境下,基于漏斗型收集单元的传感器峰值响应时间约为440 s,而未采用漏斗型收集单元设计则无有效数据。

变截面悬臂梁结构动载荷辨识方法

在航空航天领域,作用在结构上动载荷的确定对结构健康监测是非常必要和重要的。为此,本文以类似机翼结构的变截面悬臂梁结构为研究对象,提出了一种基于光纤光栅传感器与卡尔曼滤波器的动载荷识别方法。首先,根据变截面梁单元形式,推导出变截面梁的质量矩阵与刚度矩阵,建立动力学运动方程。然后,以光纤光栅传感器测得的应变信息作为观测信号,通过卡尔曼滤波器生成的增益矩阵、新息序列矩阵以及协方差矩阵,得到灵敏度矩阵和估计力的增益矩阵。在此基础上,利用广义回归模型及其最小二乘算法,估算出动载荷大小、判断出动载荷激励位置。借助数值仿真与实验手段,分别验证了该方法对于单点正弦激励、方波激励、锯齿波激励以及多点同时激励等工况下的动载荷识别效果。结果表明,本文所提算法具有较好的动载荷识别效果和噪声抑制能力,能够为未来风洞试验和真实飞行试验环境中诸如大展弦比机翼表面气动压力等载荷实时辨识、气动外形自适应控制以及结构健康监测提供技术支撑。

基于深度置信网络的机载外挂振动预计方法

针对机载外挂挂飞振动环境与飞行高度、马赫数的非线性关系,提出了一种基于深度置信网络(DBN)的振动预计方法。从仿真的角度根据GJB 150.16A中的经验公式产生7 470组数据,分别建立线性回归、多项式回归和DBN振动预计模型,并优化网络隐含层节点数,对比分析了三种方法的方均根误差、平均绝对误差和平均相对误差。利用工程案例验证了DBN预计方法的可行性和准确性。结果表明:DBN模型能够充分表征外挂在挂飞过程中振动与影响因素的非线性关系,整体预计效果优于线性回归和多项式回归,且预计平均相对误差在2.24 dB左右,误差减小50%以上。该方法能够为机载外挂振动环境的预计提供一种新的思路,支撑航空武器装备的环境适应性分析、设计与验证。