RTCA/DO 331标准研究

为推动基于模型的开发和验证技术的发展,同时为了给机载软件基于模型的开发和验证活动提供合格审定指南,美国航空无线电委员会于2011年发布了DO-331《基于模型的开发和验证》标准,作为对DO-178C《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》标准的补充。该文主要从DO-331文档的组织架构编排,模型的使用和分类,基于模型研制相关的软件生命周期过程、数据和符合性验证目标几个方面对其进行了提炼和解读,可帮助应用该标准的人员快速理解文档的核心内容,并把握基于模型的开发和验证相关的合格审定关注点,从而在项目实施过程中更好地表明适航符合性。     

民用飞机机载软件计划阶段评审方法研究

民用飞机机载软件的合格审定是民用飞机适航取证工作的重要内容,机载软件计划阶段评审是机载软件合格审定过程的重要里程碑,直接影响民用飞机主制造商的软件研制进度和适航取证进度。本文结合我国民用飞机机载软件研制过程中计划阶段工程评审与适航审查的经验,总结了适合我国国情的机载软件计划阶段评审的方法和流程,并对此过程中有关的重要问题进行了论述。     

民用机载系统与设备适航取证研究

适航性是民用机载系统与设备发展的最低安全要求,机载设备不满足适航要求将无法装机使用,许多制造人员也缺少全流程适航经验,对未来行业发展影响严重。本文通过对民用飞机机载设备的取证方式、取证路径,以及适航组织管理和主要工作等方面的阐述,为各机载系统供应商的系统或设备适航取证工作提供支持。本文认为,对于申请取证的机载系统和设备,各机载供应商应采用"自顶向下、分层分级"的适航取证路径,确立审定计划,包括适航审定基础和符合性方法等,通过开展单独取证或随机取证工作,满足项目适航性需求,提高供应商系统和设备研制能力。     

基于DO-254标准的FPGA设计过程及适航审定

随着中国民用航空市场的发展以及航空设备研制能力的逐步提高,主机所加设备供应商的供应链模式能够快速培育我国的民用航空设计水平,提升各次级设备供应商参与国际民用航空装备市场竞技的能力。机载民用航空装备的研制不仅考察装备提供者的技术实现水平,而且更关注其对于适航要求的符合性设计。当前机载电子设备的研制越来越多使用复杂电子可编程器件进行开发,而其测试验证的不可穷尽性使得适航当局对机载复杂电子器件的适航审定给予更多的关注。     

基于工具服务历史的机载软件工具鉴定方法

目前,随着各类工具在国内民机机载软件研制中的大量使用,软件研制团队在软件开发过程中,不仅要考虑机载软件的适航审定要求,也要考虑所用工具的鉴定要求。以DO-178C和DO-330标准为基础,介绍了判断工具是否需要鉴定的流程、确定工具鉴定等级的方法、工具鉴定的生命周期以及工具鉴定的利益相关方和职责,并分析和研究了工具服务历史方法在机载软件工具鉴定中的应用,说明了对工具服务历史进行评估的要求和活动。最后,通过项目实例证明基于工具服务历史方法进行机载软件工具鉴定是可行的。     

大型客机电传飞控系统软件开发应用研究

多通道软件开发的复杂性和适航符合性要求是大型客机飞控机载软件开发需要考虑的重要问题。从软件的工程化管理以及软件的开发、验证和确认等方面探讨了既能满足安全性和可靠性要求又能符合适航要求的电传飞控系统软件的开发管理方式。     

机载电子硬件中使用COTS IP的开发保证方法研究

结合EASA最新的适航指导文件AMC 20-152A对COTS IP的使用提出的目标,分析使用COTS IP的风险,梳理并探讨在机载电子硬件中使用COTS IP的开发保证方法和具体活动,为机载电子设备研制人员提供了理论支持和实践参考。     

基于审查任务模型的机载系统和设备的适航审查技术研究

本文通过对当前适航审查过程中出现的难点进行分析，提出了基于审查任务模型的审查分类分级方 法，实现了各类不同适航审查数据层级结构化管理，形成清晰可见、可跟踪的、完整的审查证据链。此方法目 前已经在一些项目上初步应用并有效解决了初期在机载系统和设备在审查过程中的难点，有效地支持适航审查 能力提升，促进适航审查相关方构建形成多层级化的标准跟踪和管理能力。此方法后续也在多个型号项目审查 过程中实现了同一审查数据和结论的复用和迭代，有效帮助审查部门提升适航审查效率的同时也给机载相关单 位提供了一定数据积累，从而促进其更好的正确理解并贯彻审查方的适航审查要求，为促进国家的航空产业链 更好发展添砖加瓦。     

面向适航认证的模型驱动机载软件构件的安全性验证

 在软件开发的过程中为适航认证提供证据,已成为机载软件开发的研究热点。现代复杂机载软件多为构件化分布式架构,如何有效验证构件之间安全性依赖关系与适航认证标准当中规定目标的一致性,是机载软件设计阶段的一个重要问题。首先,使用系统建模语言(SysML)块图建立带有安全性特征的系统静态结构模型,将其转换为块依赖图以便进行精确的形式化描述。在此基础上给出形式验证方法,检验系统静态结构模型中的安全性依赖关系与适航认证标准中所规定目标之间是否一致。最后,通过一个飞机导航系统的例子说明如何将该方法应用于机载软件开发的过程中。利用这种方法对系统静态结构模型的安全性依赖关系进行验证,能够提高系统整体的安全性,并为适航认证提供证据。     

机载无线传感器网络技术应用及适航性研究

对机载无线传感器网络(WSN)技术未来在飞机上应用的可能性以及面临的适航问题进行了分析,给出了该技术适航审定基础制定的建议,并研究了机载WSN的符合性设计和验证方法,为WSN技术在飞机上的开发应用提供参考。     

有翼高超声速再入飞行器气动设计难点问题

有翼高超声速再入飞行器是近年来的研究热点,气动设计是飞行器设计的关键。为了更清楚地认识有翼高超声速再入飞行器气动设计的难点问题,对有翼高超声速再入飞行器的发展、优势及总体任务剖面进行了介绍,从5个方面详细介绍了该类飞行器气动设计的难点问题,包括多约束复杂面对称气动布局设计、高温真实气体效应对气动特性影响、天地差异与天地换算方法、反作用控制系统(RCS)喷流干扰对气动特性的影响以及气动数据不确定度等,简要阐明了这些难点问题对总体设计的重要性以及初步的解决思路,为有翼高超声速再入飞行器气动设计提供了一些参考。     

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。     

Simulation and Analysis of Crashworthiness of Fuel Tank for Helicopters

Crashworthiness requirement of fuel tanks is one of the important requirements in helicopter designs. The relations among the protection frame, textile layer and rubber layer of the fuel tank are introduced. Two appropriate FE models are established, one is for an uncovered helicopter fuel tank without protection frame, and the other is for fuel tank with protection frame. The dynamic responses of the two types of fuel tanks impinging on the ground with velocities of 17.3 m/s are numerically simulated for the purpose of analyzing energy-absorbing capabilities of the textile layer and protection frame. The feasibility of the current crashworthiness design of the fuel tank is examined though comparing the dynamic response behaviors of the two fuel tanks.     

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。     

突破技术趋同，波音再现竞争优势

 波音公司面临着来自空客公司的巨大挑战,企业战略性创新才是公司成功的关键。为此波音公司的全部战略性研究集中在扩大产品的差异性上,体现在3个方面：电子化（e-Enabled）运营环境、整体复合材料机身部件的制造技术和支持波音787客机的全球协同环境（GCE）。     

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。     

基于弯曲激波压缩系统的高超声速进气道反设计研究进展

总结了近十年来弯曲激波压缩研究的主要成果。提出了弯曲激波压缩系统的新概念,即利用特殊设计的楔形弯曲压缩面或空间弯曲压缩面,产生一系列与前缘弱激波相互交汇或叠加的压缩波系,从而使前缘激波弯曲,形成特殊的弯曲激波,它与波后的等熵压缩波来共同完成对气流的压缩。在此基础上,实现了由给定出口气动参数的超声速内流道反设计,实现了由给定压缩面压力分布和给定压缩面马赫数分布要求的型面反设计,实现了由给定激波波面的压缩型面反设计。研究证明,弯曲压缩面-弯曲激波压缩系统具有良好的综合气动性能,为高性能高超声速进气系统的气动设计提供了一种全新的设计方法。     

临近空间飞行器测控与信息传输系统频段选择

 临近空间飞行器是高性能信息化武器平台,测控（TT&;C）与信息传输系统是其信息保障的核心,而选择合理、可行的频段是展开系统设计的前提和基础。频段选择影响到整个技术方案的制定,是一个需综合考虑、影响深远并具有战略意义的关键问题,从国际电联（ITU）国际标准、高速数传、接收信噪比（SNR）、“三抗”、超视距中继、黑障、雨衰以及设备研制成熟度8个方面全面、细致论证了近空间平台测控系统的频段选择问题,最终得出在视距链路中以Ka频段为宜,在超视距链路中以Ku/Ka双频段为宜的结论。     

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。