人工制备冰雹的力学性能试验研究

人工制备的冰雹可用于多种航空附件冰撞测试。本文以ASTM F320—2010标准为基础,设计制作了多种冰雹,对冰雹的力学性能及影响冰雹力学性能的因素开展了研究。采用低温万能试验机对冰雹进行准静态试验,使用高速摄影技术深入分析冰雹破碎过程及特征,对比分析不同棉纤维种类、棉纤维特性和棉纤维含量下冰雹的力学性能。研究结果表明,含棉冰雹失效过程可分为3个阶段：线性增长阶段、屈服阶段和破碎阶段,失效过程中最大抗压强度出现在线性增长阶段末端。棉纤维的强度和弹性越好,冰雹破碎所需的加载力越大;棉纤维上附着的冰量越少,冰雹破碎所需的加载力越小。棉纤维含量增加可以加强棉纤维的连接作用,使含棉冰雹强度增加;但棉纤维含量到达15%时,继续增加棉纤维含量,冰雹抗压强度不会发生太大变化。亲水棉制成的冰雹抗压强度明显高于疏水棉制成的冰雹。研究结果可为中国民用大飞机适航符合性验证提供参考。     

水上迫降适航审定对民用飞机设计影响分析

随着全球航班跨海飞行变得越来越频繁,民用飞机水上迫降逐渐成为国内外适航审定部门关注的重点,从民用飞机水上迫降基本概念出发,立足于水上迫降适航条款要求,参考国内外相关文献,并结合民用飞机水上迫降适航审定经验和教训,给出了民用飞机水上迫降适航符合性验证中关于水上迫降应急设备、应急出口、最大客座量、应急撤离时间和漂浮时间的适航审定要求及相关研究思考,重点论述了不申请水上迫降合格审定和申请水上迫降合格审定两种情况下相关水上迫降适航条款蕴含的深层次要求和进行适航符合性验证的不同思路方法以及为符合水上迫降适航审定要求需在飞机设计早期阶段着重予以考虑的事项,以期为国内其他飞机型号的研制提供一定参考和借鉴。     

FAR23更新对我国通用飞机适航审定的影响

介绍了中国和美国适航规章的发展情况,重点对美国联邦航空局Amdt.23-56~Amdt.23-62修订涉及的相关条款进行了分析,并对FAR23修订的具体原因进行了剖析,提出了FAR23的修订影响中国通用飞机的适航取证几个方面的因素。     

压力-温度组合畸变下航空发动机失速/喘振适航审定

压力-温度组合畸变由于其复杂的非线性作用机制,对稳定性审定工作造成了极大的挑战。通过对某单级轴流压气机进行数值模拟,探究了不同组合畸变强度和组合相位角下压力-温度组合畸变对压气机稳定性的影响。结果表明:相位角越小稳定裕度损失越大,0°相位角时喘振裕度损失最大;改变总压畸变强度影响了气动测量截面相对马赫数分布和进气攻角,总压畸变强度增大导致前缘溢流推迟,所以不同总压畸变强度下失稳点流量差异较小。最终结合相关条款的要求,建立了压力-温度组合畸变下航空发动机失速/喘振的符合性验证流程。      

压缩比对金属橡胶结构和压缩力学性能影响

加工了具有相同尺寸和质量的多个金属橡胶,而各金属橡胶对应不同高度的毛坯,引入\"压缩比\"概念,即毛坯高度和模压后金属橡胶成品高度之比,分析压缩比对金属橡胶结构和力学特性的影响.准静态试验结果表明:压缩比会显著的影响金属橡胶的表观结构以及各向异性力学特性,压缩比较大,到达5~6时,金属橡胶表观的螺旋丝呈现有序的竖立堆积状,同时成型方向刚度偏小;而压缩为2时,成型方向刚度很大,非成型方向刚度相比于其余压缩比试件明显偏小.试验结果表明:在金属橡胶的加工和设计过程中,需要考虑压缩比对性能的影响.      

粘接条件对碳纤维增强复合材料四边形多胞结构耗能特性的影响

为研究多胞结构胞元间的粘接条件对结构耗能特性的影响,将碳纤维增强环氧树脂复合材料方管采用环氧树脂胶以不同粘接条件粘接在一起形成多胞结构,并进行了准静态压缩试验,分析了不同粘接条件下多胞结构的压缩破坏模式和耗能特性。研究结果表明：胞元间采用侧面粘接或底部粘接的方法可提高多胞结构的耗能特性;粘接底部比侧面粘接对多胞结构的耗能量和压缩载荷的影响更大;完全粘接试件的平均压缩载荷、耗能量和比吸能均最大。对于三胞结构而言,品字型三胞结构的耗能特性比L型三胞结构耗能特性更优。     

厚度对混合机织复合材料低速冲击和准静态横向压缩性能的影响

 将二维机织碳布和单向碳布预浸料按照一定比例铺设成的混合机织复合材料兼具比刚度、比强度高、抗低速冲击损伤以及工艺性好等优点。本文试验研究了三个铺层结构相似,但总厚度不同的混合机织复合材料的低速冲击性能,采用超声波C扫描法记录了各层合板损伤面积,测量了剩余压缩强度,并进行了准静态横向压缩试验。通过试验分析本文认为,厚度增加会使层合板内部的超声波C扫描损伤面积增加,但并不会明显影响其剩余压缩强度。     

热处理温度对耐烧蚀酚醛树脂及其碳层力学性能的影响

针对酚醛树脂固化温度对耐烧蚀防热复合材料力学性能影响规律不清晰、树脂碳的强度随温度变化规律不清楚的问题,研究了固化温度对酚醛树脂拉伸模量和拉伸强度的影响,采用维氏显微硬度研究了热处理温度对树脂碳力学性能的影响规律。结果表明,酚醛树脂拉伸模量随固化温度升高而增大,拉伸强度随固化温度升高而趋于增大,拉伸模量最大值为5.04 GPa,拉伸强度最大值89.8 MPa,树脂的最高固化温度应不低于140 ℃;树脂碳的强度随热处理温度升高而升高,树脂碳层强度在1 100 ℃时最高,为酚醛树脂基耐烧蚀复合材料设计与制备提供了有益的指导和帮助。     

传感器局部温度差异对压缩拐角热流测量的影响

针对高超声速飞行器在进行热流测量时存在的传感器与其周围热防护材料之间的热匹配性问题,即冷点效应问题,采用自主研发的计算程序研究了冷点效应对压缩拐角表面热流分布的影响,得到了在不同压缩拐角特征流动区域内冷点效应对其表面热流分布的影响机制.计算结果分析表明:冷点效应的存在会显著地提高冷点区域内的表面热流值;在压缩拐角的分离...     

预热温度对热障涂层表面裂纹形成的影响

先进航空发动机与燃气轮机热端部件的服役温度不断提高,对热障涂层性能提出了越来越高的要求。在涂层中引入一定密度的周期分布表面裂纹,可以同时提升其隔热性能和服役寿命,是一种极具潜力的先进热障涂层技术。然而,目前关于这种涂层中表面裂纹形成的力学机制研究尚不充分。以等离子喷涂热障涂层表面裂纹的形成过程为对象,发展了考虑热应力的多层结构剪切滞后模型,推导了表面裂纹形成前陶瓷层内应力场与位移场的解析解,获得了不同预热温度下陶瓷层内平均应力、平均应变能密度及总应变能随涂层厚度的演变规律,发现：在表面裂纹形成前,陶瓷层内平均应力和平均应变能密度不随其厚度改变,而总应变能随其厚度线性增大,这说明陶瓷层内总应变能是衡量能否在涂层中形成表面裂纹的关键参量;在其他喷涂参数不变的情况下,预热温度越高,表面裂纹越容易形成。本文阐明了预热温度对表面裂纹形成的影响,为实现高热障和高应变容限热障涂层的可控制备提供了理论指导。     

民用飞机机体结构静强度验证

民用飞机机体结构静强度验证是保证飞机结构安全的基础,是民用飞机获取型号合格证投入市场运营的基本条件。以机体结构静强度验证流程为线索,从分析和试验两方面阐述了当前机体结构静强度验证的思路和方法以及未来的发展趋势。对于金属机体结构,结合少量必要试验,采用经试验验证的分析进行全面静强度验证是当前金属机体结构静强度适航验证较好的工程解决方案,而复合材料机体结构采用积木式验证模式是目前最优化的验证方案。采用传统的内力模型加工程分析方法依然是机体结构静强验证的主要手段,但工作流程,主要是强度校核工作部分,将向自动化方向发展,以满足实际工程分析对效率和质量的要求。同时,全机精细有限元模型分析是机体结构静强度验证重要的辅助手段,代表了飞机结构强度分析未来的发展方向。     

民机横航向稳定性飞行试验与评定方法研究

根据适航条款的要求,归纳出民机横航向稳定性的试飞要点.对国产某型支线客机的横航向稳定特性进行了评定研究,提出了合适的飞行试验方法,并进行了飞行试验评定.试验结果表明,该试验方法所验证的本体阻尼特性满足适航审定的最低要求,而且通过自动偏航阻尼器的增稳作用,飞行品质有显著提升,飞行员更易于完成横航向控制的飞行任务.     

航空发动机适航审定喘振与失速影响因素

将气动热力基础理论与适航领域工程问题有机结合,对典型的喘振和失速影响因素开展了系统的研究,发展了一套多影响因素作用下航空发动机稳定裕度快速预估方法;在此基础上以JT9D发动机为研究对象,开展了喘振和失速主要影响因素的影响规律研究,结果显示对风扇部件稳定裕度影响权重最大的是进气畸变,对增压级和高压压气机影响权重最大的是寿命期内结构衰变。研究结果进一步明确了喘振和失速适航条款符合性验证活动的关键要素,完善了条款适航符合性验证流程,为进一步提升我国民用发动机适航审定能力提供了技术支撑。     

民用航空发动机型号审定概念设计阶段风险模型

为了在审定项目概念设计阶段识别潜在风险并规划处理措施以提高审定效率,通过综合条款分类统计、符合性方法及实施风险、技术要点解析等方法建立了典型民用航空发动机概念设计阶段工作模型,并开发了条款工作状态信息表。模型在某型民用航空发动机型号审定的实施识别了278项潜在风险,并针对典型结构完整性条款从要求确定到设计实现各个过程的潜在风险进行了详细分析,验证了模型的有效性。     

民机高升力系统操作试验的符合性验证和设计方法研究

民机高升力系统在飞机适航审定阶段,需要表明满足CCAR25.683条款要求。针对该条款,采用何种验证方法,是适航当局和飞机设计者普遍关注的问题。通过对CCAR25.683.条款的分析,提出了将实验室验证与分析/计算相结合的符合性验证方法。实验室验证在飞机地面模拟试验台上进行高升力系统操作试验验证,分析/计算通过对设计数据和静力试验机变形数据的计算,比较理论变形差值与实测补偿量;并提出了设计阶段考虑传动线系适应机翼变形的设计补偿思路,对高升力系统的试航验证及设计具有一定的参考价值。     

适用于飞机结冰适航取证加速的分析验证/取证思路

飞机结冰问题研究目前主要有3大手段:数值模拟、风洞试验和飞行试验。这3大手段有着各自的局限性,其中,又以飞行试验最为耗费时间和资金。文中总结了机结冰相关研究方法现状,分析了各种方法的优势与局限性,介绍了模拟分析方法(Certification/Qualification by Analysis,CQbA)方法,给出了可用于CQbA相关工作的软件和设备简介。CQbA方法主要以数值模拟和风洞试验相结合的形式进行研究,强调各方法自身优点的协同关系,进行飞机结冰问题的研究和适航相关结果的认证,以实现高效、经济的研究过程。     

VR在航空器应急撤离的应用展望及适航审定研究

适航规章对民用航空器提出了应具备应急撤离的能力,明确了应急撤离演示试验的要求。针对民用航空器应急撤离的验证,当前普遍采用地面演示试验的符合性方法,传统的地面演示试验存在着试验开展安全保障难度大、成本高、对设备场地依赖强等局限性。而随着VR技术的出现与成熟,为航空器应急撤离验证提供了一种全新的方法。根据航空器应急撤离对应的适航条款,梳理了应急撤离演示试验的要求,分析了VR技术应用于航空器应急撤离验证的可行性和优点,研究了民用航空器应急撤离演示试验、航空器数字建模以及VR的技术特点等方面,提出了VR应用于航空器应急撤离验证时适航审定的主要审查内容、重点关注要素和技术审查要点,为建立VR应用于航空器应急撤离的适航审定方法提供参考。     

Nb对富钛TiNiAl金属间化合物强化机制的影响

 采用力学压缩试验、扫描电镜和X射线衍射方法研究了Nb元素对于Ti₅₀Ni₄₂Al₈合金的力学性能和微观组织结构的影响。结果表明，Nb能够显著提高合金从室温到700 ℃之间的强度。在600 ℃时，Ti₅₀Ni₄₀Al₈Nb₂合金的压缩屈服强度和比强度分别为1 237 MPa和216 MPa/(g·cm^-3)，超过Rene95高温合金。微观组织观察及成分分析表明，Nb元素在基体和强化相Ti₂Ni（Al）中固溶，促进强化相的弥散析出和细化，并导致高强富Nb相的析出，从而提高了合金的强度。     

某航空活塞发动机回火试验

为解决某航空活塞发动机要取得适航型号合格证(TC)须按CCAR-33部《航空发动机适航标准》第33.51条进行回火试验的问题,通过对单缸发动机回火试验的研究,提出了采用光电信号进行发动机回火检测的测量方法.试验验证表明:光电检测方法能够有效地检测到发动机回火现象.在此基础上,通过试验确定了调节燃油伺服器的贫富油操纵杆逐渐调贫发动机的燃油流量来诱导发动机回火的试验方法.回火试验结果表明:所测活塞发动机在其整个工作状态下存在回火倾向,但在人工诱导57次回火后,发动机状况良好,满足适航认证的要求.