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.     

大型客机机身结构设计中自动化装配技术的应用研究

目前,大型客机(C919飞机)已经通过初步设计评审,进入详细设计阶段,飞机总体设计要求以及结构初步设计方案已经确定,其中大型客机总体设计目标中有关结构设计方面的技术总要求主要包括以下内容.     

一种支撑民用飞机快速方案设计的有效工具——PACELAB及在民用航空中的应用

飞机方案设计是总体布局、几何、外形、气动与重量等学科之间的迭代优化与选优的过程。德国PACE公司推出了基于知识工程与开放式结构的解决方案——PACELAB,建立了适合民机方案论证与初步设计套件——APD,并成功用于民机型号设计。     

飞机动力学虚拟样机技术

飞机动力学虚拟样机以研究飞机的动态特性为核心,通过虚拟样机各系统的建模与仿真,在系统开发和运行环境中对飞机的气动特性、控制系统、发动机特性、飞行性能和飞行品质进行分析、评估和研究,支持飞机的需求分析、方案论证、概念设计和初步设计,同时,飞行员可参与在回路中的操纵完成虚拟试飞验证。系统提供分布虚拟战场威胁环境,可在武器平台体系对抗环境中验证和评估飞机的作战效能。利用飞机动力学虚拟样机系统环境还可进行飞机的多学科优化设计。     

民用客机机身承载结构重量估算

<正>引言飞机研制是一个长期复杂的过程,可分为设计要求确定、概念设计、初步设计、详细设计、原型机生产、试飞、批量生产、使用改进等八个阶段。一般情况下,在初步设计阶段和概念设计阶段,飞机设计师就要根据设计要求,对飞机重量在内的布局、性能、机载系统、新技术等进行评估。     

飞机结构腐蚀管理全寿命模型研究

针对当前飞机的腐蚀损伤评估模式,构建了一种较为合理的腐蚀管理全寿命分析模型。该模型可将全寿命阶段飞机结构可能遭受的各种腐蚀形态、MSD和结构材料性能随时间的退化作为变量纳入到一个框架中,提高了分析精度和可靠性,为新机定寿和老龄飞机延寿提供技术支持;方法具有一般性,可推广到其他装备结构寿命评定中。     

腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评估的可靠性方法

腐蚀是飞机结构损伤的主要形式之一,严重影响着飞机的结构完整性、可靠性和飞行安全性。某型退役海军飞机曾长期在高温、高湿、高盐雾的沿海机场服役,选取并分解该飞机不参与受力的进气道蒙皮构件,加工制作成标准疲劳试件,通过试验得出剩余寿命。建立相应的疲劳寿命可靠性模型,运用MonteCarlo方法仿真计算可靠性寿命,并将计算结果与试验结果进行比较,初步验证可靠性理论模型的正确性。研究结果表明,该可靠性方法可以应用于飞机结构寿命评估。     

基于结构优化的大展弦比机翼质量估算

针对没有可供借鉴的质量评估经验公式来用于新式布局飞机研制的现状,为能够给出比较可信的结构质量估算,用于总体设计阶段飞机翼面结构质量指标分配,不仅对研制新机的概念设计与方案论证是十分重要的,也是必不可少的。本文开展了基于“变满应力”优化策略与有限元技术相结合的飞机翼面结构质量估算方法研究,并把这一求解过程搭建在具有自主知识产权的飞机多学科设计平台软件上。以具有大展弦比特征的“环球飞行者”外翼为例,进行结构质量估算表明:本文方法不仅可以获得用于总体设计阶段可信的质量结果,同时,其中的部件尺寸、应力和位移数据还能为结构与强度专业人员提供一定的参考意见。最后,得出4点结论。     

基于可靠性管理平台的飞机结构工程管理

详细分析了飞机结构可靠性方案实施的重要环节，阐述了飞机结构工程管理的工作思路和实施方法，为航空公司的结构工程管理工作提供借鉴。     

喷气客机重量、性能和经济性综合评估方法研究

利用现役喷气客机的技术和价格数据,建立了飞机客座数和设计航程要求与飞机最大起飞重量、使用空重、任务用油、飞机售价和直接运行成本之间的函数关系。通过对典型窄体机A320的分析,表明该计算模型具有较高的计算精度,适用于喷气客机初步设计阶段的技术经济方案的快速评估和竞争分析。     

军用飞机结构耐久性设计的细节疲劳额定值方法

 为满足军用飞机研制初步设计阶段对结构耐久性(疲劳)快速设计与评估的迫切需求,在全面分析军用飞机与民用飞机主要区别的前提下,针对军用飞机结构与使用载荷特点,以民用飞机细节疲劳额定值(DFR)方法的基本思想和技术途径为基础,从寿命服从对数正态分布的假设出发,对随机载荷谱的当量等幅化方法、结构DFR许用值的确定技术以及标准S--N曲线的建立等关键问题进行深入研究,建立了适用于军用飞机的DFR方法及相应的工程实施技术。初步应用表明方法可行且偏保守,能明显缩短研制周期、降低研制成本,具有重要的工程意义和应用价值,可用于军用飞机研制的初步耐久性设计。     

飞机构型管理中的产品结构分解研究

飞机的设计与制造是一项宏大的系统工程,它的研制周期长、技术复杂、研制费用与风险高,并且要求多部门协同参与,同时它也会带来大量的产品数据的管理。借鉴目前欧美飞机制造商普遍采用的模块化设计思想,从构型管理的角度研究了产品结构分解和管理方式,同时结合我国民机发展的特点将产品结构划分为装配结构树、系统结构树和制造结构树。     

飞机结构腐蚀控制设计数据库研究

 介绍了飞机结构腐蚀控制设计数据库的设计目标和要求、数据库结构和数据组成。该数据库科学系统地积累了飞机结构腐蚀控制设计所需的各类知识和数据,包括环境、材料—环境腐蚀特性、表面防护系统、密封技术、飞机结构腐蚀类型及形态和腐蚀控制标准体系等基础数据以及飞机结构腐蚀实例和飞机结构腐蚀控制设计数据,有多种查询、检索、统计、报表、维护和打印等功能。在 Win98环境下,利用 VB6.0开发了数据库的程序系统,并为专家系统和几种大型飞机结构设计与分析软件设计了接口,可进行数据修改和扩充。     

浅谈民用大飞机结构技术的发展

 在分析了世界上先进的大型民机发展和研究计划后,分析和总结了大型民用飞机结构技术发展的总体趋势。介绍了用于先进大型飞机中选材、结构设计、先进的制造技术、机构强度分析、防雷击技术的现状和趋势。结论是复合材料将代替金属结构,而金属结构的设计、制造也将随之发展,以解决采用复合材料带来的新挑战;先进的数字化结构设计和仿真正代替传统的图纸设计。相应的分析和仿真工具如CFD等将应用到数字化设计中,在新型飞机设计中,将大大减少试验并改善质量;一些新概念的结构将广泛应用到飞机结构中,如智能材料结构在机翼上的应用,以改善空气动力、飞机的气动弹性控制和结构的健康监控。     

基于DATCOM的飞机初步设计

为减少飞机设计过程中的不必要的硬件更改，提出了飞机初步设计阶段基于模型的设计思路。通过一个1/4风笛手J-3幼兽无人机的实例，说明如何通过DATCOM优化一个飞机结构设计、计算出气动特性，并提前分析所选择特定结构外形的飞机起飞着陆等性能，以提前预估所设计的飞机是否能够满足或基本满足设计要求。分析表明，基于模型的设计过程能够在一种快速可重复的模式下进行，能够很好控制飞机设计过程中的成本。     

满足固有频率和振型要求的复合材料翼面结构动力学设计

 就满足固有频率和振型要求的翼面结构动力学设计问题提出了一种有效的工程解决方法，并且应用于实际的型号设计。试验结果表明，机翼结构的设计满足了设计要求。其解决过程对于新机设计或用复合材料替换金属结构的等效刚度设计均有重要的指导意义。
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概念机中的结构设计与建模研究

飞机结构设计在飞机研制过程中起着关键的作用,在飞机概念设计阶段进行结构概念设计可以使提出的概念设计方案更加完善。论述了飞机结构设计在概念设计阶段的作用和方法,着重研究了按照面向对象方式进行数据组织的计算机辅助飞机概念设计系统中进行飞机结构概念设计的方法与措施,以及在这一系统中建立结构件数值模型的步骤。结合结构材料数据库的实现,最后提出了集成与结构相关的各种数据库并进行分类管理的建议。     

翼身融合布局民机非圆截面机身结构设计研究综述

翼身融合布局飞机具有大升阻比、低阻力、低噪声等优点，是未来民机最具潜力的发展方向之一；但由于特殊布局所采用的非圆截面增压机身，给翼身融合布局民机结构设计带来了巨大挑战。为了降低非圆截面机身承受增压载荷时产生的高弯曲应力、提高机身结构稳定性及承载效率，翼身融合民机机身结构设计先后经历了圆柱组合式多舱室机身、双蒙皮多舱室机身、带加强支撑的盒式机身、基于拉挤杆缝合高效一体化结构（Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure，PRSEUS）的盒式中央机体等发展阶段，其中最具承载优势和可实现性的是由美国国家航空航天局NASA和波音公司共同提出的基于PRSEUS盒式中央机体结构设计方案。PRSEUS结构不仅充分利用了复合材料一体化缝合、整体共固化、低成本等制造优势，而且具有抗拉伸/压缩、多路径止损/止裂、刚度和稳定性裕度大、承载效率高、易金属修补等优异的力学特性，已被拓展应用到了翼身融合民机机翼等结构设计中。本文以非圆截面机身结构设计为重点，回顾了翼身融合民机结构设计发展历程；从整机身结构、关键部件结构、整机优化设计等方面详细阐述了翼身融合民机结构设计的研究进展与发展现状，基于国外相关技术研究发展趋势，提出了中国翼身融合民机机身结构设计研究未来需要重点关注的方向。     

飞机的随机变结构最优控制方法

 <正> 一、引言 系统的变结构控制(VSC——Variable Structure Control)方法,最初是由苏联学者Utkin等人提出来的,近二十年来发展非常迅速,并越来越多地应用于各个工业领域,其中包括航空部门。变结构系统(VSS——Variable Structure System)的主要特征是存在滑动模态。处于滑动模态时,系统的运动等价于一个低阶系统。研究表明,VSS比传统的控制系统有更好的优点:快速性,对参数变化及外加扰动有强鲁棒性以及实现简单等。然而,VSC的不足之处在于需要获得全部状态变量,这是很难保证的。