民机持续适航阶段机队风险评估方法研究

民用飞机在持续适航阶段,需要开展风险评估工作,保证其适航安全水平能够维持在可接受范围之内。本文建立了民用飞机持续适航阶段机队的风险评估方法,给出了机队暴露时间、机队故障数、故障严重度和机队风险值的计算方法,建立了民机机队风险评估步骤,针对机队燃油系统故障进行风险评估,计算该事件的风险水平,并对3种风险控制方案进行了评估,给出了适当的降低风险水平的控制措施。     

民机持续适航事件风险评估流程研究

在民用飞机持续适航阶段,由于存在设计缺陷和制造缺陷,操作条件或环境条件超出设定的标准,可能出现影响航空器安全运行的事件。给出了民用飞机持续适航事件定义及来源,根据风险管理理论建立了民机持续适航阶段事件风险评估的流程。引入事件严重度指数和发生概率指数概念,给出计算方法,在此基础上得到事件风险水平。当事件风险处于不可接受或不可容忍范围内时,借助概率统计和安全性分析方法详细评估事件导致因素的严重性和发生的可能性,判断事件对单架飞机和整个机队的影响程度。     

基于蒙特卡罗方法的民用飞机故障风险评估方法

为提高航空安全,降低民用飞机运行过程中的故障风险水平,分别建立了单机风险和机队风险计算方法,指出单机风险计算的关键是确定部件故障分布及故障率,威布尔分布很好地描述了部件故障分布情况。针对部件故障机理,给出了部件故障的未检出概率、部件故障后果的条件概率及相应严重性后果,判定风险水平能否接受;机队故障风险在已知单机风险的基础上,取决于机队规模和当前飞行循环水平。基于机队运行数据预测故障飞机数量,获得不同参数分布、故障飞机数量和退役寿命下的机队风险水平。以某型发动机涡轮盘榫齿裂纹为例,通过蒙特卡罗方法,模拟单机及机队部件产生故障的时间,分析部件故障引起的单机风险水平和机队风险水平,基于运行数据给出民用飞机单机和机队在持续适航阶段的风险水平。     

面向持续适航工程数据的大数据采集和处理技术初探

国产某型飞机在持续适航阶段开展事件收集、风险评估、工程调查和措施制定等工作时,需要机型资料、机队信息、运营记录、事故事件、局方信息等工程数据提供输入、参考以及辅助分析。研究了持续适航工程数据与大数据之间的关系,初步规划了面向持续适航工程数据的大数据系统架构,并通过以下自动化方式实现了相关数据的采集与处理,形成了持续适航工程数据库:首先利用网络爬虫数据采集技术实时准确地获取一些国内外公开数据;其次应用VBA语言对已获得数据进行整理与自定义处理;最后基于大数据的映射分析方法对这些工程数据进行分析。该持续适航工程数据库已有效应用于某型国产飞机持续适航体系的日常运行工作。     

民用飞机持续适航体系有效性评估方法研究

民用飞机主制造商在飞机交付运营前需建立持续适航体系并对体系有效性进行定期评估是适航规章的强制要求,以保证飞机和整个机队的持续运行安全。对持续适航体系有效性进行定期评估同时也是民用飞机主制造商自我完善持续适航体系,确保体系持续有效运行的必要手段。现阶段,国内的持续适航体系的建设还处于初步阶段,相关要求和准则也在逐步完善中。针对持续适航体系的有效性评估大多只采用定性的评估,评估结果的客观性和科学性难以保证。通过持续适航体系有效性内涵及其表现特征的分析,将体系运行有效性划分为层级指标,采用层次分析法通过特征矩阵计算确定各指标的权重,然后通过一致性检验加以验证,为飞机主制造商的持续适航体系有效性评估提供更加客观、科学的评估方法。     

基于TARAM的民用飞机结构类事件的持续运营安全评估

在民用飞机持续适航阶段,需要开展风险评估工作,以保证运营安全水平能够维持在可接受的范围之内。基于运输类飞机风险评估方法（TARAM）及风险准则,考虑不同的结构裂纹尺寸,给出基于机队故障数、临界裂纹、特征寿命的机队风险值计算方法;以机身增压边界结构受到循环增压载荷的疲劳裂纹为例,进行持续安全风险评估,计算该事件的风险水平,以及纠正措施实施时限;并通过使用纠正措施实施时限内个人风险进行验证。结果表明：个人风险低于风险阈值,本文制定的纠正措施及实施时限满足机队持续安全要求,可保证该机队的运行安全。     

民机持续适航阶段事件风险评估方法研究

民用飞机在持续适航阶段,需要开展风险评估工作,保证其适航安全水平能够维持在可接受范围之内。建立了民用运输类飞机持续适航阶段的风险评估方法,给出了事件风险类型的分类、事件后果严重度等级的划分、事件概率水平的确定方法,通过风险矩阵和冈斯顿方法分别确定事件风险水平和高风险事件纠正措施的实施时间。     

民用飞机运行风险评估方法

对民用飞机进行风险评估是十分必要的,为了降低民用飞机的运行风险,通过分析民用飞机运行风险研究现状,对于单机,给出故障模式影响分析方法(FMEA)和故障树分析方法(FTA)相结合的单机风险评估方法;对于机队,首先,通过维修计划,利用民用飞机历史运行数据估算风险暴露次数;然后,在浴盆曲线的偶然失效期和耗损失效期分别建立风险计算模型和未纠正机队风险分析方法,并通过实际算例,获得机队风险变化趋势及面临的风险值.对上述方法进行分析归纳,给出了三种降低运行风险的改进方向,有效降低了民用飞机的运行风险.     

大型民用飞机风挡鸟撞的适航分析与数值仿真

鸟撞一直都是航空安全的隐患,对此需要有相应的适航条款来表明民用飞机相关部件的抗鸟撞性能符合要求。针对风挡鸟撞问题现状,分析了目前民用飞机鸟撞适航验证的方法和手段,对比研究了不同鸟撞数值模型,通过计算机辅助设计软件建立了某型民用飞机风挡三维几何模型,采用显式非线性数值分析软件ANSYS/LS-DYNA进行风挡鸟撞过程的数值仿真分析,以期为大型民机风挡鸟撞适航验证提供更有效的方法和手段,提高适航验证工作效率,降低工作成本。     

民用飞机制造商的机队运行警戒值管理方法及应用

民用飞机制造商为充分了解和掌握机队运行可靠性状况,针对每一种机型的机队设定适当的门限值,将机队每个月的运行可靠性指标值与该门限值进行比较,从而快速掌握机队警戒状况,这是可靠性分析中基本的分析模式,其中门限值即警戒值。阐述了民用飞机警戒值的管理方法,详细说明了警戒值从计算、审批、修订到最终生效的整个管理流程,并对警戒值管理方法在ARJ21-700 飞机试飞过程中的应用进行了介绍。     

国产支线飞机航线运营经济性分析框架

国产某支线飞机进入市场化运营阶段，运营经济性成为推动民机产业发展的主导因素，亟需基于该支线飞机运营数据和实践经验研究建立国产支线飞机航线运营经济性分析框架。首先进行支线飞机潜在边际收益的因果关系分析，随后从成本和收益角度分别构建直接运营成本模型、间接运营成本模型、潜在边际收益模型、运输收益模型等，然后从年度收入成本分析、寿命周期收入成本分析、飞机投资回报分析三个维度提出支线飞机航线运营的经济性分析指标，从而构建了国产支线飞机的航线运营经济性分析框架。基于案例研究，从客公里收入、吨公里成本、收入成本利润、静态投资回收期、动态投资回收期等方面对飞机进行经济性分析，最后提出国产支线飞机的优化设计与运营经济性的相关建议。     

基于持续适航体系的国产民机服务通告管理研究

服务通告是改善在役机队性能、缓解机队安全风险的重要手段。梳理了国产民机服务通告的相关概念,阐述了持续适航相关风险,分别总结了当前持续适航体系及服务通告编制的具体实践,并着重提出了基于持续适航体系的国产民机服务通告的闭环管理新模式。研究了针对国产民机服务通告的全流程体系监管方式,可实现对国产民机服务通告的全流程监督和管理,并用于指导国产民机服务通告的具体实践。     

民用飞机短舱防冰系统冻雾天试验方法研究

基于民航25部适航规章1093(b)(2)条款民用飞机短舱防冰系统在冻雾天环境中的性能要求,通过构建开放式结冰条件模拟装置,对民用飞机短舱防冰系统在特定的地面冻雾条件下的性能进行了验证,并在真实的航空发动机运转条件下进行适航验证试验,详细给出了民用飞机短舱防冰系统地面冻雾天试验的方法。结果表明:试验方案科学合理,试验方法符合短舱防冰系统对民航25部适航规章的要求,并在某型飞机上得到成功应用。该试验方法可为其他型号飞机地面冻雾天试验提供参考。     

民用飞机适航符合性验证方法与程序研究

研究了功能危险分析、故障树分析、故障模式影响分析以及共因故障分析等安全性分析方法在民用飞机适航符合性验证中的应用,明确了各种方法的应用时机与输入输出信息.分析了民用飞机设计各阶段适航安全性工作内容,以各项安全性分析技术为基础,建立了民用飞机适航符合性验证流程,初步构建了民用飞机适航符合性验证的理论体系.     

飞机故障的运行后果及成本分析方法

系统故障的运行后果分析技术是飞机运行可靠性分析的重要分支,可为维修任务的成本效益分析提供有力支撑。为了研究飞机系统故障对运行后果及成本的影响,从系统故障运行后果的相关性分析入手,首先,梳理飞机系统故障类型和放行情况对运行后果的影响;然后,结合航线维修现行做法及事件树思想提出一种支持评估飞机系统故障的运行后果及其相关成本的方法,建立基于飞机系统故障的运行后果与成本评估模型;最后,以某型号飞机燃油系统为例,验证所提方法的可行性和适用性。结果表明：本文所提方法合理有效,可为评估故障运行后果提供支持,为飞机的设计、运行和维护提供一定的参考。     

结冰对飞机动态响应特性的影响

结冰条件下运输类飞机的适航审定是确保飞行安全的重要保障.建立了飞机本体非线性动力学模型和不同状态的结冰模型,计算了结冰前后飞机对驾驶员控制输入指令的响应特性,并探讨了结冰对飞机爬升性能的影响.仿真结果表明,结冰会导致舵面操纵效率下降,从而引起动态响应特性的恶化,而且飞机出现不对称结冰时将严重偏离正常状态、危及飞行安全,...     

一种商用飞机工程更改分类模型及管理策略

工程更改分类是构型控制的重要内容,为了满足日益突出的精细化工程更改管理需求,减少工程更改分类判断对人的依赖,需要引入新的分类和管理技术研究商用飞机工程更改分类模型及管理策略.首先,通过分析商用飞机研制过程工程更改的特点,分析工程更改影响力的组成因素,从“重要性”、“紧急性”和“复杂性”三个维度对工程更改影响力进行刻画,构建商用飞机更改影响评价指标体系.然后,采用综合模糊评价方法和坐标映射方法构建商用飞机更改分类模型,并基于八种分类给出与其密切相关的飞机更改管理策略和流程,实现对工程更改精细化管理.最后,以某商用飞机公司典型工程更改为例,讨论并验证更改分类模型和管理策略,结果表明模型有效.     

考虑排放影响的飞机多学科优化设计

随着民用航空运输业的发展,飞机对气候环境的影响越来越受到重视。为了满足未来飞机设计中经济性和环保性等指标,有必要在飞机概念设计阶段综合考虑成本和排放的影响。本文使用全球平均温度变化作为衡量飞机排放对气候影响的标准,分析了飞机巡航高度和速度对于排放物的影响。进一步,通过整合气动、重量、成本和排放等学科模型,建立了飞机概念设计阶段的多学科优化框架。基于该优化框架,以机翼平面形状、飞行速度和高度等参数为优化变量,分别以排放最小和成本最低为目标,进行了单目标和多目标优化设计研究。Pareto最优前沿的优化结果显示,单位排放成本的高低会影响成本相对于排放性能的变化趋势。     

基于深度神经网络的客机总体设计参数敏感性分析

飞机总体主要设计参数敏感性分析揭示了总体主要设计参数对飞机特性指标的影响,有助于总体设计方案的决策。针对宽体客机总体主要设计参数敏感性问题,根据其总体主要设计参数和特性指标的特点,以及多学科间的耦合关系,建立了深度神经网络模型。该深度神经网络模型以客机总体主要设计参数为输入,对特性指标进行预测。在深度神经网络模型中,设置了多个输入层、多个输出层以及多个分块的隐藏层,从而模拟客机总体主要设计参数对特性指标的影响以及不同特性指标之间的相互作用。测试结果表明,与传统代理模型相比,深度神经网络模型对客机特性指标的预测精度更高,多参数适应性更好。利用该深度神经网络模型对客机总体主要设计参数进行敏感性分析。分析结果表明,机翼1/4弦线后掠角在30°~31.5°时,有利于减少最大起飞重量和起飞平衡场长;发动机海平面最大静推力和机翼面积对客机直接使用成本、最大起飞重量等特性指标的影响最为显著。