基于模型的民用飞机自动刹车系统设计与研究

针对民用飞机刹车系统的重要组成部分自动刹车系统,介绍了自动刹车系统的功能,并对其原理进行了简单介绍,提出了一种适用于自动刹车系统开发的基于模型驱动的设计方法,根据自动刹车的功能需求,建立其对应的行为模型,对需求进行确认以及验证,根据自动刹车的功能架构对其行为模型进行集成,形成自动刹车功能的集成模型,确认、验证其架构的正确性。最后,综合考虑自动刹车的需求以及行为模型,建立基于模型的各工况测试用例,包括着陆刹车以及中止起飞测试用例,对自动刹车系统需求进行自动化测试,验证其正确性、完整性。最后,以着陆阶段自动刹车某一减速率为例对该方法进行了验证,确认了该方法的正确性。模型及管理工具分别为Library、Stateflow、Simulink。     

商用涡扇发动机推力控制故障处置功能解析

针对运输类飞机对动力装置必须确认任何单一失效或故障及可能的失效组合都不会危及飞机安全飞行的适航要求,经工程研究和飞机运营经验证明,原有的通过安全性分析以及申请豁免来表明设计符合性的验证方法存在不足,为了保障飞机飞行的安全性,可增加推力控制故障处置(TCMA)系统。以B787飞机配装的GEnx发动机TCMA系统为研究对象,采用系统工程的方法研究和分析了该系统的安全性需求来源、符合性验证方法及其演进、TCM事件危害、TCMA系统架构和系统功能,其中包括事件侦测、处置逻辑、激活功能监控与内部自检BIT等功能。分析结果表明:TCMA系统是1个集成的智能控制系统,在TCM事件发生后无需飞机机组人员干预,能够自动处置并保障飞机的飞行安全。     

民用飞机客户服务系统数据模型设计研究

对民用飞机客户服务的业务范围进行了详细的剖析,构建客户服务系统概念架构模型,结合数据逻辑主题域进行归纳与总结,建立大型客机客户服务的企业数据架构。同时．研究了数据模型设计的通用流程,并选取了飞行训练层面的数据模型进行示例解释。     

一种基于模型和原型系统仿真的综合模块化航空电子系统开发方法

针对综合模块化航空电子系统的复杂性和传统瀑布式开发方法存在的问题与挑战,在Ⅴ型开发模型的基础上提出了一种基于模型和原型仿真的综合模块化航空电子系统的开发方法.该方法通过在需求捕获、方案设计和工程开发阶段分别构建相应的原型系统进行仿真与验证,实现对系统需求进行早期需求确认与设计验证(V&V)、原型仿真与集成.采用该方法的好处是通过原型仿真,系统设计师可以在开发早期向用户展示他们的设计成果,以满足用户的需求;可以帮助系统开发人员以低成本实现连续的虚拟集成和迭代确认与验证,从而缩短系统研制周期,降低系统开发成本.飞行管理系统开发应用案例表明了该方法有效性.     

民机垂直飞行模式设计与仿真验证研究

自动飞行系统是现代民机的关键飞行系统,对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用。分析了自动飞行系统的俯仰和自动油门工作模式的相关适航规范设计要求,结合B737NG飞机的垂直飞行模式实例,分析了飞行模式的工作原理和设计方法。研究了一种综合飞行模式设计、仿真与验证一体的桌面式仿真平台,在飞行仿真模型的支持下,通过图形化输入界面接收操作事件输入、经模拟综合显示仪表反映飞行模式及当前飞行状态。通过起飞和进近着陆飞行过程的模拟,对上述仿真平台的功能进行了闭环验证。     

基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。     

3D飞行音效仿真系统设计技术研究

针对3D飞行音效仿真系统的特点与系统需求,提出了3D飞行音效仿真系统的详细设计方案,从硬件设计与软件设计两个方面详述了此方案,重点对3D飞行音效仿真技术实现原理与实现方法进行了阐述。通过测试,证明该系统满足了任务需求、优化了系统架构,具有很强的移植性和扩展性。     

基于T-S模糊的纵向飞行模型簇LQG控制器设计

为了使飞机飞行时状态变量稳定,以F/A-18模型参数为例,对飞行控制系统纵向飞行模型簇给出了T-S模糊控制与LQG控制相结合的变增益模糊控制方法,研究其状态控制与稳定性问题。首先采用输入输出反馈线性化方法,将非线性微分方程组表示的飞机纵向控制系统进行线性化解耦得到线性化方程组,然后用模糊控制方法对变换后的线性系统进行设计,并对所设计的飞行控制系统进行仿真。仿真结果表明,该方法解决了多变量非线性模型簇控制问题,基于T-S模糊的纵向飞行模型簇LQG控制器设计可以实现状态、输入扰动下系统自动调稳功能。     

基于模型的飞机机电综合管理系统设计应用研究

针对飞机机电综合管理系统功能高度集成、系统架构和接口设计复杂等特点,基于Harmony MBSE设计方法,开展了基于模型的机电综合管理系统设计应用研究。采用系统建模软件Rhapsody构建了某型飞机机电综合管理系统需求模型、功能分析模型和架构设计模型,实现了系统需求确定、功能分解、架构设计等关键技术过程,并通过状态机模型对系统设计的正确性进行了验证。应用结果证明,该方法可以有效支持机电综合管理系统的研制,为复杂系统的设计提供了一种有效的实施途径。     

自动增稳飞机操稳特性的快速评估

针对飞机总体设计阶段对自动增稳飞机设计方案的操稳特性快速评估的需求,开发了一个操稳特性的快速评估系统。实现该系统的步骤是:(1)应用DATCOM计算气动特性数据;(2)利用线性化的动力学方程确定飞机本体的操稳特性;(3)利用Simulink构建包括飞控模型的全机仿真模型并进行仿真分析。各部分功能程序通过iSIGHT软件集成,实现快速自动运行。最后以一种飞翼布局无人机来验证该系统的有效性。研究表明:该系统可以快速进行本体的操稳特性分析、控制律设计以及飞行仿真分析,能满足飞机总体设计的需求。     

Space Station power requirements and issues

This paper provides an overview of the Space Station configuration and summarizes the requirements, architecture, and significant challenges associated with the electrical power system (EPS). The Space Station configuration was baselined during the systems design review (SDR) process in March, 1994. The current configuration includes the addition of Russia as an international partner, resulting in major changes to the assembly sequence, pressurized module complement, and overall power architecture. The Russian contributions to the power system architecture, as well as an-overview and development status of the US provided elements is presented. Finally, a planned flight demonstration of solar dynamic power system on the Mir as part of the first phase of US/Russian cooperation in human space flight is described     

Architecture Considerations for Digital Automatic Flight Control Systems

Functional partitioning, redundancy structure, internal communications, and software modularization define the architecture of a digital automatic flight control system (DAFCS). Selection of a suitable system architecture for commercial transports involves such factors as the functional scope, growth provision and flexibility requirements, sensor interfaces, the aircraft's actuator and control surface redundancy, and the dispatch reliability requirements. Trade-offs concerning these various factors are discussed, and it is shown that a very versatile and almost universal DAFCS can be configured to meet the general and peculiar needs associated with each aircraft application. Specific results associated with this system's recent demonstration flights in the DC-10 aircraft, as well as examples from several other transport aircraft applications of the same DAFCS architecture, are used to illustrate the design concepts.     

RNP运行对机载飞行管理系统功能性影响分析

通过对RNP运行规范进行剖析、梳理其对飞行管理系统提出的功能需求，在保持飞行管理系统功能框架的前提下，将需求分配至可执行的子功能模块。随后对所涉关键技术进行研究，为RNP导航的机载实现奠定基础。     

Flight control system design and optimisation with a genetic algorithm

A design procedure for a flight control system is here presented. An optimisation process, based on a genetic algorithm, is used to meet the frequency domain handling qualities requirements for the longitudinal plane. The parameters are implemented as fitness functions related to the expected magnitude of bandwidth and delay. The impact of the parametric shaping of the fitness functions on the search and optimisation process is also evaluated. The dynamic response of the augmented aircraft is obtained for a realistic simulation case, validated after comparison with reference test data. The bandwidth and the delay of the longitudinal short term attitude response are estimated before and after the inclusion of the flight control system in the simulation model, and the parameters are compared with the expected handling qualities levels. The feasibility of the design process is demonstrated and the overall performance of the generation process is analyzed.     

An advanced flight control and navigation system implementation fortactical helicopters

US Army helicopters that will allow single-crewmember operability in tactical environments require a high degree of automation. A tightly integrated flight control and navigation system has been studied. An architecture is discussed which meets anticipated flight control and navigation requirements, at an acceptable weight, using techniques of functional and physical integration. The architecture maximizes the sharing of sensor and computational resources in a flight critical environment and uses modular equipment packaging, dual fault-tolerant tetrad ring-laser-gyro inertial measurement units, and triplex self-checking processor pair-based flight critical processing channels     

民用飞机甚高频通信系统适航审定技术分析

民用飞机进行可靠的空地、空空通信,对飞行安全尤为重要。甚高频(very high frequency,简称VHF)通信系统是目前应用最为广泛的航空通信方式,VHF通信系统通过与机上音频系统交联实现飞机与外部的语音通信,通过与机上数据链系统交联实现飞机与地面的数据链通信。甚高频通信系统与民用飞机的安全运行密切相关,也是适航规章和运行规章要求的内容。结合甚高频通信系统功能要求和设计架构,针对适用于甚高频通信系统的中国民用航空规章第25部：运输类飞机适航标准(CCAR-25-R4-2011)条款,分析并给出甚高频通信系统可接受的符合性方法,同时根据型号工作经验给出甚高频通信系统在适航审查中的审定要素。针对甚高频通信系统所涉及的各项条款,为局方提供了适航审查工作需要关注的审定要素和评审要求。研究有助于民机甚高频通信系统的安全设计与适航验证。     

基于系统工程的飞机系统架构设计过程

随着电子化和集成化程度越来越高,现代飞机系统架构设计中出现越来越多的综合性问题,业界提出了体系性的飞机系统架构设计要求,包括系统工程过程要求、适航条款对架构设计的约束要求、高安全性设计要求等,但缺乏规范的、可落实的飞机系统架构设计过程。针对这个问题,提出了"基于系统工程的飞机系统架构设计过程",并引入了多视角策略(功能视角、逻辑视角、物理视角),针对每个视角,给出了完整的架构设计过程描述和输入输出定义;横跨三个视角,定义了五条设计主线,包括需求主线、架构主线、行为主线、性能主线和安全性分析主线;在多视角的框架下,五条主线上的设计数据可以构成全局性的追溯网络,支持开展各项架构设计分析,并最终支持架构设计质量的提高。     

主动控制技术(ACT)验证机工程飞行仿真系统设计

研究一种我国自行研制、开发的用于ＡＣＴ验证机的研制和试飞的多功能工程飞行仿真系统,分析了系统的设计概念、原则和功能要求,提出了面向多功能要求（全数字实时飞行仿真、电传飞控铁鸟台综合试验、飞行训练模拟和工程飞行仿真）的总体设计和总体结构,研究了ＡＣＴ验证机动力学特性的建模、仿真和提高仿真逼真度的方法。研究和开发了工程飞行仿真的实时管理软件系统和人机（用户）接口。系统应用实践和试飞飞行员的评价表明设计是成功的,是一种性能／价格比高的工程飞行仿真系统。