飞机疲劳载荷谱中飞行任务剖面的主成份聚类法

提出了利用主成份分析对飞机疲劳载荷谱中飞行任务剖面进行分类的方法，并对某战斗机20个飞行科目进行了聚类分析。选取了重心法向过载、飞机重量、飞行高度、飞行马赫数和升降舵偏角5个对飞机疲劳损伤影响灵敏的飞行参数，作为分类的原始依据参数。通过对上述5个飞行参数进行主成份分析，得到了5个独立的主成份，其中前三个主成份的累积贡献率达到83．352％。因此，可以根据第一、二、三主成份将一个多维问题简化成一个三维主空间的问题，便于直观地进行定性地分类。最后，利用重心法进行了定量聚类，得到了分类的树状图。研究结果表明该方法是合理可行的。     

航空发动机飞行任务剖面统计规律研究

采用某型教练机发动机的实测飞行数据,以飞行剖面转速循环中的主循环为当量疲劳损伤特征,进行了飞行任务剖面统计规律的研究,重点研究不同飞行员操作所造成的损伤差异。研究表明:由于飞行员驾驶水平的不同,相同飞行任务对发动机造成的低循环疲劳损伤呈正态分布,但不同飞行任务正态分布的统计参数是不同的,这种差异不会因为飞行员操作水平不同而显著改变。      

基于任务段的航空发动机载荷谱聚类方法

针对航空发动机飞行任务剖面分类问题,对发动机31个飞行任务剖面进行了聚类分析。选取飞行高度和飞行马赫数作为划分飞行任务剖面的参数, 依据其对应的飞行任务段均值生成聚类散点图,将剖面类型划分为5大类。结果表明:低空低速剖面在无量纲飞行高度为0~0.2、飞行马赫数为0.4~0.6区间,均值最低;高空高速剖面在无量纲飞行高度为1.2~2.2、飞行马赫数为1.0~1.8区间,均值最高;飞行任务剖面在无量纲飞行高度为0.2~1.2、飞行马赫数为0.6~1.0区间内最为集中;针对散点密集区域,可依据剖面特征进一步划分剖面类型;不同剖面间,飞行高度与飞行马赫数差异性强,利于剖面划分,而法向过载与转速差异性小,不利于剖面的划分。所提出的方法可以快速有效的对航空发动机飞行任务剖面进行聚类分析。      

发动机机动飞行类综合载荷谱研究

按照疲劳、蠕变以及热冲击损伤等效的原则 ,保证实测飞行载荷谱和综合载荷谱主要循环数、各功率状态持续时间以及主要功率状态的变化顺序相同 ,推导了某发动机机动飞行类综合载荷谱 ,为编制该发动机的加速任务试车谱提供了依据。首先根据空测结果对机动飞行任务剖面进行分类和飞行任务段的识别 ,然后统计发动机功率或转速的雨流计数循环以及各载荷状态持续的时间 ,并分析次循环对发动机造成的损伤情况 ,以决定取舍。将各机动飞行任务的同类任务段和同类载荷循环乘以任务混频后进行加权平均即得到机动飞行类综合载荷谱。最后根据发动机的高度—速度特性计算出发动机的工作参数谱     

发动机航线类综合载荷谱研究

在空测和外场使用统计的基础上,根据综合任务谱和实际的飞行任务谱对发动机造成的疲劳和蠕变以及热冲击损伤一致的原则,在推导过程中保证两种谱的载荷循环数相同、各功率状态持续的时间相同以及主要的功率状态的变化顺序相同,将某发动机５种航线类飞行任务和地面功能检查试车任务进行综合,得到航线类综合任务谱。然后根据发动机的高度－速度特性和飞行高度与速度计算出该发动机的航线类转速谱。综合任务谱和相应的转速谱的获得为     

基于飞行参数的航空发动机主轴承支反力分析

为研究飞机机动飞行对发动机主轴承径向支反力的影响,建立了飞机载体坐标系及发动机转子坐标系,采用Timoshenko梁单元和具有偏心质量的圆盘单元对转子系统进行建模,推导了基于飞参和发动机整机模型的转子系统运动微分方程。给出了横滚飞参的转速比和飞机加速度等参数,将飞参输入到发动机整机模型中,利用Newmark-β法求解出模型中主轴承的支反力。结果表明：机动飞行对转子产生的附加阻尼、刚度及激励力会导致主轴承产生沿轴承周向非对称的径向支反力;机动飞行引起的动偏心使主轴承的支反力增大,各主轴承x向最大轴承支反力增大为非机动飞行时的70.4、48.4、58.9、77.2和125.9倍,y向最大轴承支反力增大为非机动飞行时的4.2、1.3、3.1、2.1和2.9倍。该结论对于航空发动机主轴承的结构设计具有参考价值。     

航空发动机综合飞行换算率的确定

为实现国内某型现役军用航空发动机寿命控制与管理,基于实测飞行剖面和任务混频,研究建立了军用航空发动机综合飞行换算率的确定算法和计算流程。考虑温度对材料强度的影响,将应力剖面向同一温度折算,综合应用雨流计数方法、古德曼方法和线性累积损伤方法,加权计算得到了国内某型现役军用航空发动机同时适用于压气机部件和涡轮部件的飞行任务换算率;基于工厂交付试车、部队地面试车、最坏发动机系数和削顶因子等因素,对飞行任务换算率进行修正,计算得到了国内某型现役军用航空发动机综合飞行换算率。工程应用表明,计算得到的综合飞行换算率准确合理,工程适用。     

航空发动机油液监测中磨粒参数识别和优化研究

针对航空发动机油液监测中存在的磨粒特征参数过多的问题,采用主成分分析法进行了参数优化,经实践证明,用该方法可较全面地综合评价参数的分类状况,从而降低了磨粒识别的难度。     

基于MINITAB的主成分分析法研究发动机装配参数与整机振动关系

运用基于MINITAB的主成分分析法研究装配参数对整机振动的影响,并从大量的装配参数中提取出对整机振动影响较大的关键装配参数,进而找到与之相对应的关键零部件及关键装配环节。     

基于训练飞行任务性质的指挥员工作负荷评估

在低空经济成为“新质生产力”背景下,训练飞行作为低空运行复杂度最高的场景,其安全保障核心在于精准把控指挥员工作负荷。针对现有评估方法适配性不足,以训练飞行院校为研究载体,通过调研一线指挥员,量化训练科目难度、机组性质风险,创新构建融合指挥、监视、协调三维负荷评估模型。嵌入风险等级系数、难度等级系数及动作修正系数,采用最小二乘法完成参数标定,以负荷饱和度为核心评价指标,形成一套兼具科学性与实操性的独立评估体系,以遂宁机场多类典型运行场景进行实例验证,结果表明：模型计算结果与指挥员实际负荷感受高度一致,能够较为准确识别高负荷、饱和运行状态,可为训练飞行科目匹配、指挥员资源调度与低空安全管控提供量化支撑。     

航空发动机设计任务循环的选取

由某型发动机的未来使用任务推导了其设计飞行任务剖面和飞行任务混频,然后根据该发动机的高度－速度特性得出了其转速剖面。在该转速剖面下对发动机的压气机盘进行了应力和疲劳寿命计算,由计算结果得出该发动机设计任务循环的选取范围,认为：航空发动机的设计任务循环除0－最大－0、慢车－最大－慢车和巡航－最大－巡航3类循环以外,还应当包括对发动机构件疲劳寿命有较大影响的其它载荷循环,否则将造成设计载荷估计精度大大降低。     

3D STUDIO在飞机机动飞行科目中的应用研究

简述了采用３ＤＳＴＵＤＩＯ软件后，给飞机机动飞行科目试飞结果分析带来的重要变化。并从实际应用的角度论述了３ＤＳＴＵＤＩＯ辅助提高飞机设计完善性的原因；展望了将３ＤＳＴＵＤＩＯ软件，应用于辅助完善飞机设计的前景。     

基于核主成分分析的高温动态应变计疲劳寿命预测

高温动态应变计作为航空发动机部件应力、应变检测的重要工具,一旦发生疲劳破坏会直接影响其测试结果的可靠性.针对目前应变计测试耗时长、使用寿命离散程度高等问题,对高温动态应变计敏感栅结构参数进行基于多类型核函数的核主成分分析(KPCA).采用最佳的核函数对应变计疲劳寿命影响因素进行降维,得出栅丝直径、弯数、涂层厚度为主要影响因素;为解决降维后应变计疲劳寿命预测精度差、收敛速度慢等问题,运用遗传算法(GA)优化反向传递(BP)神经网络,即通过遗传算法对神经网络中权值和阈值进行参数寻优,应用于高温动态应变计疲劳寿命的预测,并与几种传统的预测方法进行了比较.结果表明:GA优化后的BP神经网络预测的绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)均有所减小,对于高温应变计疲劳寿命的预测效果更可靠.