民用飞机延程运行型号设计浅析

延程运行(ETOPS)是保证民用飞机安全飞行的重要运行要求。为了给国内ETOPS型号设计提供指导,对民用飞机ETOPS型号设计进行探索研究。简要介绍了ETOPS概念及其发展历程,梳理了民用飞机ETOPS型号设计的适航要求以及批准方法,通过对适航材料的研究,提出一种ETOPS型号设计思路。本文所提的设计思路能够指导国内民用飞机的ETOPS型号设计。     

浅析民用飞机ETOPS批准

介绍了飞机延程运行(ETOPS)的发展历程,对比分析了ICAO、FAA和EASA对于ETOPS的不同要求,概述了FAA对ETOPS型号设计批准的合格审定要求,最后研究了波音787飞机ETOPS的型号设计要求,为国产飞机的ETOPS设计和审定提供参考.     

民用航空发动机ETOPS型号设计和符合性验证方法研究

航空发动机延程运行（ETOPS）资格是飞机延程运行的基础,为了给国内航空发动机ETOPS 型号设计及适航符合性验证提供指导,研究ETOPS 适航规章形成的历程及航空发动机早期ETOPS 资格的设计和试验要求。分析发动机ETOPS 适航条款与飞机ETOPS 适航条款的关系,提出一种民用航空发动机ETOPS 型号的设计及符...     

民用飞机ETOPS重要系统适航审定研究

延程运行（ETOPS）是国际民航组织为了保证民航飞机安全飞行提出的一项运行要求,被广泛应用于洲际航线,尤其是跨洋飞行。ETOPS型号设计批准的核心是ETOPS重要系统的适航审定。对ETOPS重要系统的审定工作进行研究和讨论,分析ETOPS重要系统相关的适航条款要求,提出ETOPS重要系统确定方法和验证方法,明确有时间限...     

民用飞机延程运行飞行试验技术与研究

概述了民用飞机延程运行（Extended Operations，以下简称ETOPS）的定义、适航条款、商业需求、历史，分析了双发飞机的ETOPS型号设计批准的不同取证方法（早期的ETOPS方法、服役经历法、服役经历法和早期的ETOPS方法相结合），并设置了ETOPS飞行试验的验证工作及其单发失效、座舱释压、辅助动力装置（Auxiliary Power Unit,以下简称APU）冷浸透等失效场景。为了使民用飞机可以尽快取得ETOPS批准，应结合现有的适航条款、试飞技术和方法对试飞过程进行不断优化，在同一架次上进行相似的两个模拟失效场景的飞行试验认证可以大大地节省时间和油耗。     

延程运行的适航要求和验证方法分析

就节省时间,燃油和提高营运效率而言,延程运行（ETOPS）为长途国际旅行提供了许多好处。然而这类营运也带来了特殊的安全性问题。本文根据适航规章详细描述了关于ETOPS设计需要考虑的适航要求,为设计和适航验证提供参考。     

一种估算ETOPS时间限制系统时间性能的方法

ETOPS时间限制系统的时间性能要求是飞机系统设计的重要输入,是确保飞机系统设计满足最大ETOPS改航能力的前提.结合工程经验以及ETOPS运行特点,提出了一种估算ETOPS时间限制系统时间性能的方法.通过案例计算表明,航路温度和风对于确定ETOPS时间限制系统时间性能的影响是明显的.提出的计算、分析方法可用于飞机设计阶段对ETOPS时间限制系统时间性能的工程估算.     

ETOPS系统安全性评估方法及应用研究

基于典型的ETOPS飞行过程,分析了ETOPS的故障组合状态．从时间函数的角度建模,修正了一般系统安全性评估方法的模型和参数,在国内首次提出了适用于ETOPS条件下的修正系统安全性评估模型,并进行了应用分析。模型可以用于在ETOPS特殊条件下对适航条款的符合性验证。     

民机延程运行计划维修要求的制定

主制造商需要为具备延程运行(ETOPS)能力的飞机制定符合延程运行要求的维修大纲(MRBR)。为确保飞机交付客户后能够达到并保持延程运行所必需的性能和可靠性,MSG-3分析需要结合所申请级别的ETOPS能力开展。基于新研飞机常规运行系统MSG-3分析逻辑决断流程,重点从ETOPS关键MSI选择、ETOPS功能失效影响分析、失效影响类别判定等方面,说明ETOPS系统计划维修要求的制定过程。     

波音谋求新的ETOPS准则

波音公司计划自今年下半年起敦促FAA取消已执行了14年的双发延程飞行（ETOPS）批准程序,使航空公司可以用双发飞机作长距离、远程航线飞行。并认为对用于这些航线的未来飞机应加强的是安全设计和运营保护,而不仅仅考虑飞机选用几台发动机。目前,虽然ETOPS批准程序仍在起作用,但波音希望FAA放松对ETOPS的限制,使波音777可在以单发飞行超过180分钟时间到达备降机场的航线上飞行。按FAA的惯例,只有航空公司才能提出这样的申请,因此,将180分钟ETOPS限制延长15％增至207分钟将由美国航空运输协会（ATA）代表4家将用波音777…     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

The effect of inlet conditions on the flow and heat transfer in multiple rotating cavity with axial throughflow

This paper discusses experimental results from two different build configurations of a heated multiple rotating cavity test rig.Measurements of heat transfer from the discs and tangential velocities are presented.The test rig is a 70% full scale version of a high pressure compressor stack of an axial gas turbine engine.Of particular interest are the internal cylindrical cavities formed by adjacent discs and the interaction of these with a central axial throughflow of cooling air.Tests were carried out for a range of non-dimensional parameters representative of high pressure compressor internal air system flows(Re up to 5×106 and Rez up to 2×105).Two different builds have been tested.The most significant difference between these two build configurations is the size of the annular gap between the(non-rotating) drive shaft and the bores of the discs.The heat transfer data were obtained from thermocouple measurements of surface temperature and a conduction solution method.The velocity measurements were made using a two component,LDA system.The heat transfer results from the discs show differences between the two builds.This is attributed to the wider annular gap allowing more of the throughflow to penetrate into the cavity.There are also significant differences between the radial distributions of tangential velocity in the two builds of the test rig.For the narrow annular gap,there is an increase of non-dimensional tangential velocity V/Ωr with radial location to solid body rotation V/Ωr=1.For the wider annular gap,the non-dimensional velocities show a decrease with radial location to solid body rotation.      

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天器返回地球的气动特性综述

航天器返回地球的飞行过程中,气动特性是实现将宇宙飞行速度减到落地前速度、保证再入飞行得到有效控制以及再入防热安全可靠的关键因素。针对简单旋成体气动外形、半弹道式再入控制、烧蚀防热类返回航天器,综述了返回地球过程中变化的空气流域特性、航天器周围的气体绕流环境、空气与航天器作用产生的动力学与热效应等。系统地给出了该类航天器的再入气动特性参数与飞行性能的共性规律,包括:气动阻力与再入减速、气动升力与再入轨迹控制、配平攻角与飞行稳定性、气动加热与防热,以及再入过程中不同气动特性航天器、气象条件变化等对再入飞行性能的影响规律。为航天器开展返回飞行过程的跨流域气动性能工程研制提供设计参考。     

基于马赫数分布可控曲面外/内锥形基准流场的前体/进气道一体化设计

提出了一种高超声速飞行器乘波前体的外锥形基准流场设计方法,在锥面马赫数分布规律给定的条件下,通过有旋特征线法实现反设计,提高了基准流场设计的灵活性。该基准流场通过锥形"下凹"弯曲激波和波后等熵压缩波系压缩气流,可以在较短的长度内完成高效压缩。基于反正切马赫数分布外锥形基准流场设计的乘波前体具有较高的容积率,乘波特性良好且出口均匀,设计点时有黏升阻比为1.89。另外,基于该乘波前体和马赫数分布可控的内收缩进气道给出了一种双乘波的前体与进气道一体化设计方案,实现了内外流分别独立乘波,充分发挥了乘波前体和内收缩进气道的各自优势。     

Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling

IntroductionExpensive turbine parts like HPT(HighPressure Turine)blades or vanes are replaced bynew parts in case of damage.For example theburn through of the inner side of a blade or vane(Figure 1)is a frequently appearing damage,which cannot be repaired…     

Enhancing the efectiveness of film cooling

Advanced gas turbine stages are designed to operate at increasingly higher inlet temperatures to increase thermal efficiency and specific power output.To maintain durability and reasonable life,film cooling is needed in addition to internal cooling,especially for the first stage.Film cooling lowers material temperature by forced convection inside film-cooling holes and by forming a layer of coolant about component surfaces to insulate them from the hot gases.Unfortunately,each cooling jet forms a pair of counter-rotating vortices that entrains hot gas and causes the film-cooling jet to lift off from the surface that it is intended to protect.This paper gives an overview of efforts to enhance the effectiveness of film-cooling.This paper also describes two new design concepts.One design concept seeks to minimize the entrainment of hot gases underneath of film-cooling jets by using flow-aligned blockers.The other design concept shifts the interaction between the approaching hot gas and the cooling jet to occur further above the surface by using an upstream ramp.For both design concepts,computational fluid dynamics results are presented to examine their usefulness in enhancing film-cooling effectiveness.      

Guide for Authors

<正>About Journal Chinese Journal of Aeronautics(CJA)is a comprehensive academic journal dealing with the fields of aeronautics and astronautics.It reports researches concerning the two fields in China and abroad to promote the academic exchange.Founded in 1988 and sponsored by the Chinese Society of Aeronautics and Astronautics and Beihang University,CJA publishes papers bimonthly,with issues released in February,April,June,August,October and December.