飞机电气化背景下的先进航空电机系统

多电/全电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,电推进飞机进一步将电能用于飞行动力源,飞机电气化被认为是飞机机电系统与动力系统融合的重大革新,已经成为航空技术发展的重要方向。航空电机系统是支撑飞机电气化的重要基础。文中介绍了飞机电气化的基本概念和发展现状,阐述了电气化对飞机电源与用电设备的重要影响,重点论述了航空电机系统对飞机电气化发展的重要性及其面临的研究机遇与挑战。基于此,系统分析了适应飞机电气化发展需求的先进航空发电机与电动机系统,并进一步总结了支撑先进电机系统发展的关键技术,包括新型电工材料与器件、冷却技术、多物理场耦合分析方法与集成化综合设计理念。     

电力飞机的技术进展

电力飞机目前分为两类：电机驱动的金电飞机、内燃机驱动的多电飞机。本文先描述了燃料电池飞机、太阳能飞机、核电飞机的研究现状,进而给出了多电飞机引擎的研究进展,提出了减小飞机电气系统重量的策略。最后指出新能源技术、微电网技术、超导技术、复合材料技术的进步将进一步推动电力飞机的发展。     

多电飞机电力系统及其关键技术

多电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,有效提高了飞机的燃油经济性、可靠性和维护性,已成为航空科技发展的重要方向。作为机载二次能源系统的核心,电力系统在多电飞机发展过程中起到了关键支撑作用。电力系统及其关键技术的创新发展是实现飞机综合性能提升和全局优化的必要基础。本文从多电飞机的基本概念与特点出发,分析对比了典型多电飞机的电力系统架构,在此基础上系统地总结了支撑多电飞机电力系统发展的关键技术,讨论了未来多电飞机电力系统高压、直流和智能化的发展趋势。     

电动轻型飞机电推进系统选型与参数匹配

电动飞机为实现彻底的绿色航空提供了一条光明的技术途径,作为电动飞机动力和能量的来源,电推进系统的参数匹配对电动飞机环保、节能和高效起到关键作用。首先,本文对电动轻型飞机电推进系统进行了简要概述,并分析了其组成部分的特点。其次,结合目前电动轻型飞机电推进系统的特点,给出了电推进系统选型与参数匹配的设计过程。然后,根据电推进系统各组成部分的特点,提出了一套电推进系统选型与参数匹配的方法,包括螺旋桨的选型与参数匹配、电动机的选型与参数匹配、控制器的选型与参数匹配、电池组的选型与参数匹配,该方法可以为电推进系统的优化设计提供依据。最后,以RX1E电动轻型飞机为例对此方法进行了验证,匹配结果满足设计要求,说明了此方法的可行性。     

多电飞机与电力电子

从多电飞机用电设备的非线性特性探讨了飞机电源的特点,分析了变频交流电源的不足之处。从高温电力电子器件对飞机电源、配电和用电设备发展的价值,考察了下一代多电飞机电气系统的能量管理与热管理的必要性及其主要机电装置的研究方向。推动电力电子器件及其装置的发展,已成为实现多电飞机的必要条件。     

多电飞机配电系统TTP/C总线应用技术研究

C类时间触发协议(Time triggered protocol/class C,TTP/C)总线具有安全性高、实时性好和传输速度快的优点,本文提出将TTP/C总线应用于多电飞机配电系统中。首先分析了多电飞机分布式自动配电系统的结构,以及TTP/C总线架构和特点。然后提出了针对飞机配电系统的通讯网络,利用动态链接库分别实现C语言和LabVIEW语言环境下的通讯软件编程。接着给出,偏移地址选择方法决定数据来源走向,提出数据空间转换和格式转换方法提高通讯效率和可靠性。最后经过系统试验表明,该应用技术能够实现飞机配电系统中的TTP/C总线应用,满足系统通讯要求,提高多电飞机通讯系统的可靠性和通讯速度。     

基于神经网络的飞机主要参数估算方法

根据飞机设计要求来选择主要参数往往涉及许多不确定的因素。本文基于多层神经网络计算模型，提出了一种新的飞机主要参数的估算方法，并给出了实现这种方法的详细步骤。将该方法应用于喷气支线飞机和喷气公务机主要参数的估算，测试结果表明估算误差均在10％之内。     

飞机自动配电系统建模仿真研究

飞机配电系统的自动化是现代飞机供电系统发展的重要方向。针对目前对飞机自动配电系统建模仿真研究较少的现状,本文建立了完整的飞机自动配电系统仿真模型并进行了仿真研究。以中国国家军用标准(以下简称国军标)飞机供电特性为依据,建立了飞机配电系统中各主要部件以及故障产生模块的数字模型,推导了各部件控制信号的逻辑关系,提出了一种锁定关断控制信号的建模新方法。将所建模型应用于某新型飞机的配电系统中进行仿真,通过对过压、欠压两种故障情况下仿真与实验结果的对比,证明了所建模型能很好实现非正常状态下的保护功能。将所建立的模型略做修改,即可移植到其他飞机配电系统中,可见模型通用性强。     

多层壁瞬态温度分布计算

风挡玻璃电防冰和除冰装置、飞机机翼及直升机旋翼电除冰装量都是有内加热的多层壁。这些多层壁中温度分布计算不仅在这些装置的设计计算中是必需的，而且在考虑多层壁的热变形及热应力时也是必要的。本文用数值法对有内加热的多层壁温度分布进行了研究，根据导热微分方程及各种边界条件，用克兰克－尼可尔辛法推出了典型结构的有限差表示式，然后用高斯－赛德迭代法求解线性方程组，得到了可用于多层壁瞬态温度分布的计算软件。本文用该软件对实际的多层金属壁及多层玻璃作了计算。计算表明，计算结果与文［３—５］所得结果相符。本文所述的方法可推广到二维及三维瞬态多层壁温度分布计算，也可用于无内加热层的多层壁温度计算。     

某型飞机交流电源系统改造研究

某系列飞机采用了一台变频发电机，为满足该系列飞机改造的要求，研究了采用变速恒频技术将该机的单相变频交流电源改造为恒频三相交流电源的方案。本文介绍了新型交流电源系统的设计方案和主要设计参数，包括总体方案、发电机工作点选取、功率和电磁部件设计、控制器构成和系统的工作逻辑。采用本文方案研制的电源系统作为某型飞机改型验证机的主交流电源得到了实际应用，该电源系统工作稳定可靠，满足了加装电子设备的需求。     

飞机电源系统可靠性预计的计算机分析

随着航空技术的迅速发展,对飞机电源系统的可靠性要求越来越高。基于简单系统的可靠性预计方法巳很难满足现代飞机电源系统研究的需要,因此,利用计算机先进复杂系统的可靠性预计研究具有十分重要的意义。 本文根据可靠性理论,分析了飞机电源系统可靠性网络模型的建立;讨论了网络可靠性计算的最小路不交化技术的计算机实现方法及过程,给出了较为详细的计算程序框图。并对一实际的飞机直流电源系统方案的可靠性进行了计算,得到了系统可靠性的变化曲线,为系统的可靠性设计提供了基础。     

略论国产大型飞机安全警告系统的设计

分析了现代民航飞机安全警告系统的组成及特点，根据民航飞行实践指出了、它们的不足，进而从民航飞机安全警告设备发展及飞行安全的角度，针对我国国产大型飞机安全警告系统的设计提出了一些建议。     

飞机爆胎不可怕

飞机轮胎的安全性、可靠性直接关乎飞机的安全起飞与降落。从外观看,飞机轮胎只有竖向直沟而没横向沟槽的设计,既能保证飞机滑行与制动的防水滑要求,又能延长轮胎寿命;从性能看,飞机轮胎负荷能力高、充气内压高、生热大、速度高、可连续滑行距离短等,这些都要求轮胎必须采用特殊工艺和材料。     

飞机操纵系统负载模拟器的设计和校正方法

飞机操纵系统负载模拟器是一种被动式加载系统，其关键技术是如何克服多余力矩。本设计了一种简单实用的自适应PID控制方法，对克服多余力矩，提高系统的稳定性，起到了良好的效果。     

高超声速飞机纵向通道的多级模糊逻辑控制

针对飞行过程中高超声速飞机的纵向模型具有不稳定的动态特性,多变量之间的强耦合以及易变的模型参数,采用多级模糊逻辑控制为其纵向通道设计飞行控制系统。该系统由控制内环和控制外环组成,控制内环用于稳定纵向的飞行姿态,控制外环可以确保高超声速飞机对指令信号的准确响应,将两者结合起来设计的飞控系统具有高度非线性解耦控制能力。因其控制过程不依赖于高超声速飞机的精确模型,故保证了系统的强鲁棒性能。仿真研究表明,该控制系统可以维持高超声速飞机的纵向稳定性能。     

基于BADA的民用喷气式飞机性能计算与仿真平台开发

在“飞机性能工程”的课程教学中,缺少定量的、可调节参数的性能仿真软件。为此,基于BADA建立了包含爬升、下降、巡航、机动能力的高速性能计算模型,以及包含起飞与着陆的低速性能计算模型;总结课程相关知识点,设计了仿真平台整体架构;使用C#语言编写了飞机性能计算的基本类,并开发了民用喷气式飞机性能计算与仿真平台;使用了某型飞机基本数据计算性能数据,并与BADA使用手册中的性能表格进行了对比验证,计算结果吻合良好。仿真平台可以方便地绘制和调节曲线,弥补了教学中传统图册的不足,对“飞机性能工程”的课程教学将起到很好的辅助作用。     

FT300水陆两用型三座轻型飞机双浮筒配置的探讨

简要介绍了ＦＴ３００水陆两用三座轻型飞机型号设计过程中水动方面的研究与分析，重点对三座轻型飞机筒线性选择、双浮筒相对鸭式飞机安装位置的配置以及轻型水上飞机的主要水动力特性的理论分析作了研究，建立了鸭式布局飞机重心相对浮筒断阶位置的新值。     

FT300水陆两用型三座轻型飞机的研制

介绍了ＦＴ３００水陆两用型三座轻型飞机的设计特点和技术性能，论述了复合材料结构承受大载荷、螺旋桨与发动机匹配、水动参数选择和主要水动特性，前翼位置及升降舵舵偏对鸭式飞机的影响、水上飞机浮筒的结构型式、飞机复合材料的强度校核等主要技术关键，以及试验和试飞概况，给出了飞机的主要性能数据及总体参数，可供研制轻型飞机设计者参考。     

紧凑热交换器优化设计

对各种传热表面的板翅式紧凑热交换器进行了优化设计计算，建立了通用优化程序系统。此程序既适用于一般地面热交换器，也适用于飞机空调中的热交换器。与传统的设计计算相比较，优化设计的效果很好。热交换优化后，肋片的形状变得更加合理，芯体传热表面更加紧。通过各种肋片的计算得出，条状肋片为板翅式肋片中的最佳者。     

人为因素和飞机可控撞地研究（三）

一、近地警告系统的应用近地警告系统(GPWS)是防范飞机可控撞地事故发生的最后一道防线。在航空公司的机队中安装GPWS系统能减少飞机可控撞地事故，这是日益增多的飞机可控撞地事故预防措施中的一项主要内容。GPWS系统充分利用新技术，与无线电高度表自动语言报告结合在一起，提高地形知晓意识，这样将能最大限度地保证机组和旅客安全。根据FAA对事故的统计，自1975年以来，由于采用了GPWS系统，至少避免了40起飞行事故。在这期间，至少也有20起事故是在GPWS系统发出警告时机组没有能及时采取正确的操作而发生的。在许多情形中机…