飞机灵活温度减推力起飞技术设计与应用

为了提高发动机的使用寿命、降低维护成本,以达到提高飞机训练和投送经济性的目的,参考民航设计规范和要求,确定了一型飞机的灵活温度减推力起飞的设计原则,提出了一种采用灵活温度方式的减推力起飞技术在该飞机上的具体设计和实施方案,该方案能够从飞行员对发动机实际工作状态的掌控、起飞性能余度等方面,最大限度地保障起飞安全性。根据该机的典型使用场景,对该飞机在日常运输任务的起飞重量下实施灵活温度减推力起飞时的实际起飞性能进行了分析。根据分析结果,该飞机在日常运输剖面的起飞重量下,在某海平面高度机场、温度T 0下起飞时,允许设定的最大灵活温度值为(T 0+20)℃,此时实际起飞性能较最低安全要求仍有一定的余量,能够保证起飞安全,此时对应的起飞推力减小至最大值的85%,用于日常运输时可以使发动机寿命延长约13%。研究结果对灵活温度起飞技术在国内飞机上的设计和应用具有较高的工程参考价值。

基于MBD的飞机设计与制造技术研究与应用

90年代以来,三维数字化设计已成为我国飞机研发的主要技术手段,并成功在飞机型号中得到普遍应用。21世纪初在三维数字化设计的基础上,成功实现了“并行工程”和多厂所异地联合研制。当前航空工业实施的“基于模型定义”(MBD)技术,采用以飞机单一数据源的“三维飞机数字样机”为基准模型,实现了飞机研发过程中各专业间各类模型的快速转化和统一的技术管理,推动了异地联合设计快速、精准实施,使得飞机全生命期的研发过程有了新手段,上了一个新台阶,并在实践中取得了巨大的成功。基于MBD的飞机设计与制造已成为航空工业赶超世界先进航空国家的重要技术手段。

飞机方案设计阶段机动载荷快速计算方法研究

提出了一种在方案阶段能快速准确预估飞机设计机动载荷的简捷计算方法。通过静气弹理论计算飞机的气动导数,以气动导数、操纵特性和质量特性为输入对飞机进行了机动模拟,得到各运动参数的时间历程,最后用涡格法计算出部件的分布载荷。将本文的计算结果与后续的传统方法计算结果进行比较,结果表明该方法是准确可靠的,能满足方案阶段飞机设计的载荷需求。该方法在方案阶段能有效克服传统方法需要大量的风洞试验得来的气动特性数据和压力分布数据的不足。本文的方法只需要较少的输入参数就可以进行,可在型号研制中节省时间,加快研制进度。

飞机可配置数字样机敏捷构建方法研究与应用

为满足飞机研制各阶段的数字样机应用需求,快速构建不同种类的数字样机,通过研究飞机数字样机的定义,从产品结构树分层管理、产品数据多视图管理及数字样机快速配置等方面详细描述了数字样机的构建过程,提出了一种数字样机多视图敏捷构建方法,推广应用到某型号飞机研制中,提升了多专业设计协调、三维模型审查及多媒体培训材料编制等工作的效率和准确性,取得了较好的应用效果。

军用飞机培训技术体系构建设计与验证研究

针对传统的军用飞机培训体系自动化程度不高、培训模式单一及培训效果不理想等问题,本文基于信息化、虚拟现实、数字仿真等技术手段,在认真分析作战环境下培训保障模式特征的基础上,通过培训需求分析、课程设计、训练系统研制、评估验证等技术环节,构建了基于实战保障特征的军用飞机培训体系,并以某型军用运输机首批装备训练为依托,进行了培训技术体系的验证和优化设计研究。研究结果表明:通过数百人次的培训验证,证明所构建的培训技术体系合理、完整,能够最大程度地贴近部队作战环境下的保障;战训任务覆盖率达到97%,满足首装初始训练所需的各项教学功能,并全面覆盖了空、地勤训练任务;所建立的培训体系和全新的培训模式可广泛应用于我国航空武器装备的机型培训,对提升我军军用装备的使用安全性、战斗完好性有非常重要的意义。

民用飞机自然层流机翼研究进展

新世纪航空市场对能耗、噪音等限制性要求继续加强,新一代民用飞机需要在气动减阻方面取得重大突破,自然层流机翼技术成为研究热点。总结了层流技术类别,回顾了自然层流机翼的主要研究历程,介绍了当前正在开展的欧洲TELFONA计划和美国ERA计划中的自然层流机翼的研究进展,概述了自然层流机翼应用情况和自然层流短舱,分析了自然层流机翼的实际应用难题,展望了自然层流技术在新一代民用飞机中的应用。

舰载飞机拦阻网着舰冲击特性仿真研究

针对舰载飞机拦阻网制动情况下,飞机结构损伤及拦阻网系统性能评估问题,采用基于碰撞损伤的非线性动力学有限元方法建立了包含舰载飞机弹性模型、柔性拦阻网带系统动力学模型和MK7-3阻尼器设备的一套完整的舰载飞机拦阻网着舰动力学模型。模拟了舰载飞机在特殊情况下,凭借拦阻网进行应急制动的动态工作过程,获得了舰载拦阻网设备在工作过程的拦阻力变化规律,完成了舰载拦阻网设备拦停性能验证以及舰载飞机机体结构破损安全性评估。通过数据对比分析表明,论文中仿真方法可有效用于评估舰载飞机拦阻网系统性能指标及预测飞机机体强度裕度。

某型飞机用PMI泡沫夹层复合材料的设计

本文选用国外先进、成熟的高温固化环氧碳纤维复合材料、PMI轻质泡沫塑料芯材及高温固化结构胶粘剂,从适航、材料选择、夹层结构特点等方面出发,来设计泡沫芯/高温固化环氧碳纤维夹层复合材料,并采用目前应用最多的一种成形工艺方法-热压罐成形工艺来制备该复合材料。将泡沫芯/高温固化环氧碳纤维夹层复合材料应用于某型飞机,具有显著的结构减重效果,为民机结构应用泡沫夹层复合材料奠定了坚实的基础。

雷诺数对涡桨飞机增升装置气动特性影响的计算研究

雷诺数是表征流体粘性对流动影响的相似参数,对飞机部件的气动性能具有重要的影响。利用商业软件CFX对某民用涡桨飞机增升装置构型进行变雷诺数计算研究,详细分析雷诺数对升力系数、失速特性以及附面层速度特性的影响。结果表明:雷诺数对最大升力系数和失速迎角都有显著的影响;不同雷诺数下机翼分离形态变化显著,大雷诺数下机翼分离区域较小;不同雷诺数下机翼附面层状态不一致,雷诺数增大使得附面层速度型更饱满,机翼的抗分离能力增强。

飞机五性一体化协同工作平台框架设计

通过对比国内外可靠性、维修性、测试性、安全性和保障性工作现状,归纳了国内在飞机研制过程中五性一体化的设计特点以及在工程应用方面存在的问题与差距,给出飞机研制过程中开展五性一体化设计的流程和数据、工作及工具接口协同需求,然后对五性一体化协同设计平台进行了初步构想(包括平台建设原则、平台规划和平台建设中需要突破的关键技术等内容),为解决飞机研制过程中五性设计优化、整合及综合权衡以及数据共享等提供技术支持。

大型飞机的多轮式起落架总体布置研究

本文简要介绍了大型飞机起落架的布置形式、起落架的特殊设计要求和起落架纵向横向位置总体布置原则,并着重针对IL-76、An-70、C-17和A400M4种大型运输飞机因采用不同的主起落架和机轮布置形式,对飞机货舱地板高度,机身最大横截面积,飞机漂浮性等几方面所产生的不同影响进行了分析比较。

关于构建民用飞机设计保证系统的若干思考

建立设计保证系统是国际民用飞机适航发展的主流趋势,本文首先介绍了欧洲航空安全局和中国民用航空局对设计保证系统的要求,然后分析了两个适航当局对规章要求的差异,并根据两个适航当局规章的要求解析了设计保证系统的三大职能所包含的要素,最后提出了对构建民用飞机设计保证系统的一些思考和建议。

运输类飞机发动机短舱火焰防护设计与验证

通过对CCAR-25部运输类飞机发动机短舱火焰防护适航条款的要求进行分析,按照防火、耐火要求将条款内容进行对比,参考美国联邦航空局的咨询通告和修正案,对火焰防护的确定原则、设计要求与验证方法进行了研究,明确发动机短舱内的材料和零部件的防火、耐火要求。

舰载飞机总体设计关键约束分析

舰载飞机除了必须具有陆基飞机应有的设计要求外,还需要考虑其特殊的起降方式和使用环境、独特的结构/机构设计特点等因素,其设计难度比陆基飞机大。本文以支援类舰载飞机为研究对象,分别从机/舰适配性、动力、结构、座舱设计等方面对舰载飞机总体设计过程中所遇到的主要问题和关键约束进行分析,总结归纳出舰载飞机设计时需要关注的特殊设计约束。在前期方案论证和初步设计阶段,为舰载飞机的总体设计提供了一定参考。

多轮多支柱式飞机起落架运动特性仿真研究

为了评估起降阶段的飞机操控特性,针对某型飞机多轮多支柱式起落架系统,研究组成单个起落架支柱的轮胎、缓冲器、刹车系统、前轮转弯等部件的受力、力矩特性及传递过程。基于线性理论,将多个支柱运动特性叠加,运用Matlab/Simulink软件工具,建立整个系统的仿真模型。嵌入某型飞机六自由度运动解算模型进行飞机落震、加速滑跑、高低速转弯、起飞离地、着陆接地、刹车减速等仿真验证,并在某型飞机动基座模拟器上进行飞行试验。结果表明:该起落架模型各项功能完善,能够正确反映飞机姿态响应过程,飞机起降过程感受与真实飞机基本一致。

航空滚轮滚针轴承试验研究与寿命估算

以航空滚轮滚针轴承为试样,开展滚动接触疲劳寿命试验,得到该轴承在不同载荷下的寿命数据、失效模式等,预测滚轮滚针轴承寿命,并与试验结果进行对比分析。结果表明:试验载荷在作为滚轮使用的承载能力(CTR)附近时,试验寿命与理论寿命非常吻合;试验载荷在50%CTR左右时,试验寿命高于理论寿命。应用中要考虑卡死现象和外圈磨损失效模式。

伸缩机翼变体飞机气动特性研究

伸缩机翼变体飞机通过机翼伸缩调整机翼展长,从而改变机翼面积和展弦比,改变飞机的气动布局和机翼的气动特性,满足多任务点的设计要求。简要介绍伸缩机翼变体飞机的发展历史,重点研究一种采用伸缩机翼设计的超音速飞机的气动特性变化。研究结果表明:亚音速时机翼展长伸长,展弦比增大,飞机诱导阻力降低,升阻比提高,可以明显提高飞机的航程;超音速时机翼展长缩短,展弦比减小,飞机的波阻降低,升阻比增大,提高了超音速飞行性能。伸缩机翼概念用于超音速飞机设计时能很好地兼顾亚音速巡航和超音速冲刺。

航空用国产高性能PMI泡沫塑料性能研究

阐述了PMI泡沫塑料的特性及国内外研究现状,对国产和进口PMI泡沫开展了物理、力学、耐高温性能测试,分析对比了国内外PMI泡沫性能测试结果。结果表明,国产PMI泡沫与国外同类产品性能相当,并且能够满足某型飞机的使用要求。

基于Petri网的飞机复杂系统可靠性分析方法研究

Petri网在建模方面具有较强的可视性及良好的动态表达性,提出一种利用Petri网对飞机复杂系统进行可靠性建模的方法,并通过蒙特卡洛仿真方法对Petri网模型进行仿真求解,形成一套完整的可靠性分析理论;以某型机电传飞控系统为例进行建模计算,验证上述方法的可行性和精确性。结果表明:本文提出的基于Petri网的可靠性分析理论,能够有效应用于飞机复杂系统的可靠性分析。

飞机铝合金壁板结构广布疲劳多裂纹扩展与剩余强度研究

随着航空工业的发展,飞机经过长时间服役,其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验,以及数值仿真研究,并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面屈服准则和韧带平均应力准则4种典型的多裂纹连通准则对其剩余强度进行了对比分析。结果表明:随着疲劳裂纹的逐渐扩展,裂纹尖端应力强度因子逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐增大。对于含多裂纹的铝合金壁板结构,建立剩余强度与裂纹总长度的关系更能准确体现机身壁板在实际服役过程中的剩余强度变化。与其他3种准则相比,塑性区连通准则可以控制含等长度裂纹与非等长度裂纹的铝合金壁板结构剩余强度的预测结果与试验结果的相对误差在5%以内,是4种准则中预测精度最高的,因此,塑性区连通准则对飞机铝合金壁板结构广布疲劳损伤设计具有良好的指导意义。