加快国内民用飞机运行支持体系的建设——“2017民用飞机运行支持技术上海国际论坛”特别报道

正民用飞机运营支持是民机产业链中的关键环节,是民机制造业与民航运输业之间的纽带与桥梁,运行支持对飞机设计、制造、维修、运行等航空产业链的上下游环节发展具有重要的带动作用,对促进民机产业技术升级、壮大产业具有重要意义。随着经济全球化,我国民航产业近年来得到了迅速发展,民用航空运行保障体系在飞机制造商的参与和推动下,正在逐渐迎来新的格局,未来飞机运行市场如何发展,航空公司、航空维修企业、飞机租赁商、飞机制造商如何定位各自的市场角色,都是本论坛的热点议题。     

基于市场需求的商用飞机经济性分析方法

商用飞机的经济性是影响航空市场竞争的关键因素之一,也是航空公司进行飞机选型和制造商开展型号研制的重要指标之一。基于商用飞机运营成本以及市场需求,建立了经济性评估模型。并进行案例分析,比较不同座级飞机在不同市场的经济适应性以及竞争力。     

模块化飞机结构优化设计方法

<正>随着航空科技的进一步发展,突破传统模式、力求创新,以追求任务的多样化和产品的经济性成为一大趋势。其中,模块化设计技术在航空航天等领域逐渐引起了广泛的关注。模块化飞机设计是指在飞机的初步设计阶段,就考虑各个机型通用的部件或子系统,将通用的部件或子系统组成通用平台,通过添加或修改模块形成不同的型号,满足不同的技术和使用要求。飞机模块化可以扩展飞机产品的用途和类型,满足不同的任务要求;减少制造过程中的工艺装备成本;降低飞机维修和维护费用,减少采购成本和库存等。现有的飞机设计理论和方法主要针对单一机型,而在模块化设计时需要同时考虑多任务需求。目前模块化飞机的设计方法研究在国内外都处于初始阶段。Pate等人     

未来飞机的智能化技术综述与发展展望

我国商用飞机型号的系列化发展,使得我国进入全球屈指可数的多型号发展的大型飞机制造国家之列。如果无论单通道飞机,还是宽体飞机仍基本保持常规布局的假设成立的话,随着未来航空产品复杂性的增加和新技术的持续植入带来了市场、技术、经济和研制周期等多方面的挑战。在型号研制经验、特别是完整的全寿命周期的研制经验相对缺乏的不利条件下,在关注传统学科和专业技术领域发展的同时,更需要关注颠覆性新技术的预先发展和应用,力争实现跨越式创新。其中,智能化技术和方法将是未来航空全产业链发展的全局性关键技术之一,对进一步提高飞机安全性、经济性、舒适性和环保性,提高飞机设计制造和运营维护的个性化、定制化以及无缝化水平具有潜在的颠覆性影响。论述智能技术在商用航空领域全寿命周期各阶段和全供应链体系下的系统化应用价值,为宽体飞机项目的发展提出关键核心技术的战略性发展方向,服务于技术和产业布局以及核心技术预先发展的需求。     

基于成本的民用飞机可靠性与安全性一体化设计

民用飞机的直接使用费用与飞机的设计方案及设计参数直接相关,是民用飞机经济性设计中考虑的主要因素。可靠性和安全性是民用飞机产品的固有属性,是保障飞机使用安全的前提条件,其参数化设计被视为制约飞机效费比的重要因素。为提高民用飞机经济性在民航市场中的竞争力,在初始设计阶段,以系统工程的观点,综合考虑可靠性、安全性和成本之间的联系,提出基于成本的可靠性与安全性一体化设计思想,建立以可靠性、安全性最优为目标,飞机成本、飞机各性能参数为约束的优化模型;提出基于成本的民用飞机可靠性与安全性一体化设计与验证流程,并通过案例进行验证。本文所提设计策略可为我国新一代大型民用客机研制提供技术支撑。     

面向未来 加强创新 构建现代航电产业体系——访中航工业航电系统董事长、总经理卢广山

航空电子系统是衡量飞机整体性能的重要要素之一,是飞机的“中枢神经系统”,其重要性不言而喻。特别是以其智力密集型、发展速度型、竞争激烈型、辐射面广等特点,造就了当今世界极具特色的航空电子产业链。在中航工业建设航空强国,加快国际化战略推进的进程中,如何遵循航空电子技术及其产业发展特点,构建适应现代航电产业化体系,成功实现资...     

飞机重心包线修形分析

飞机重心包线是在综合权衡操纵性、稳定性、气动设计、结构设计和飞机装载等要求后确定的，在飞机设计实践中，需要进行重心修形，一是为了确保飞行安全，根据使用情况对飞机重心做出一些限制；二是为了降低有效载荷，实现结构减重；三是为了进一步提高飞机最大起飞重量，挖掘飞机的性能潜力，提高竞争力。结合型号任务，分析了国内外军民用飞机，尤其是空客系列和波音系列飞机的重量与平衡资料，提出了重心修形的主要考虑因素，并结合重心包线左上角修形，举例说明了包线修形时的重量、结构、强度和起落架专业的相关考虑，给出了修形的必要条件、一种修形方法和具体的修形步骤，可以供后续型号设计参考。飞机重心包线修形也是一个反复迭代的过程，通过不断迭代直到获得一个满足诸多要求的合理的最优解。     

第四届民用飞机经济性设计学术研讨会征稿通知

第四届民用飞机经济性设计学术研讨会将于2013年11月在中国上海举行,会议由上海市航空学会总体专业委员会、中国商飞上海飞机设计研究院、中国商飞市场研究中心和上海交通大学航空航天学院共同主办。会议主要讨论有关飞机经济性设计的最新研究成果和发展需求;航空技术创新的经济和     

实时网络技术在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用

随着现代飞机航空电子系统的综合化程度的提高和系统功能的增强,在地面对系统的功能和性能进行充分验证,可以大大缩短飞机试飞周期,减少试飞经费,加快飞机研制进度。为了完成飞机航空电子系统在地面的仿真/验证/试验,必须建立航空电子仿真/验证环境。我们在多个型号和课题的航空电子系统地面综合试验中,成功地研制开发了航空电子综合仿真/测试系统,组建了航空电子仿真/验证环境,在构建试验环境中,我们采用了先进的实时网络技术,为飞机航空电子系统的地面验证/试验提供了高效、安全、可靠、实时的数据通讯传输平台。本文介绍了实时网络技术及其在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用,并重点就实时网络通讯的模块化设计思想做一阐述。     

中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望

随着中国航空事业的发展,航空疲劳与结构完整性成为影响飞机结构寿命、安全性、可靠性的关键问题之一。经过多年来的努力,飞机结构从最初的静强度、安全寿命设计理念逐渐发展成以疲劳与结构完整性为指导的研制理念和方法,并在型号中取得了成功应用,使得新一代飞机结构的使用寿命、可靠性和经济性得到很大的提升。随着技术的发展和新型号的研制需求,这一领域又出现了许多亟待解决的新问题。本文从航空工业角度梳理了自2000年以来中国航空结构疲劳研究的进展和主要成果,重点介绍了在航空材料/结构/工艺、分析评估理论研究、疲劳试验技术以及飞机寿命管理等方面的研究进展和应用概况,在此基础上从型号研制及工程发展角度提出了对中国航空疲劳需要重点关注的研究方向的建议,以期为中国航空结构技术发展提供借鉴。     

考虑排放影响的飞机多学科优化设计

随着民用航空运输业的发展,飞机对气候环境的影响越来越受到重视。为了满足未来飞机设计中经济性和环保性等指标,有必要在飞机概念设计阶段综合考虑成本和排放的影响。本文使用全球平均温度变化作为衡量飞机排放对气候影响的标准,分析了飞机巡航高度和速度对于排放物的影响。进一步,通过整合气动、重量、成本和排放等学科模型,建立了飞机概念设计阶段的多学科优化框架。基于该优化框架,以机翼平面形状、飞行速度和高度等参数为优化变量,分别以排放最小和成本最低为目标,进行了单目标和多目标优化设计研究。Pareto最优前沿的优化结果显示,单位排放成本的高低会影响成本相对于排放性能的变化趋势。     

先进复合材料在未来飞行器中的应用

复合材料在飞行器结构中的用量已经成为航空航天结构的先进性标志之一,其优越的综合性能非常适应未来飞行器的发展趋势.文章概述了先进复合材料在航空航天结构应用中的主要发展历程,结合未来飞行器的发展趋势,预测了先进复合材料在未来飞行器运用中可能带来的新挑战新机遇.     

大型客机总体设计准则与概念创新

 从研制中国未来具有全球市场竞争力的大型客机为出发点,结合波音和空客下一代大型客机的研究思路以及美国和欧洲近年来围绕大型客机的若干重大研究计划,较深入地分析了在我国的大型客机的研制中实现安全性、经济性、舒适性和环保性总体设计思想的重要性和必要性。在此基础上,就如何建立大型客机综合考虑安全性/经济性/舒适性/环保性设计与评价准则体系,评价思路与方法进行了探索和研究,这对我国大型客机的研制具有借鉴意义。此外,依据详实的数据,分析了2种新概念布局方案,即“BWB-C”型翼布局方案和“大载重浮升式飞机”方案,与目前常规布局方案飞机优缺点,同时分析了应用多学科精细设计方法对于提高大型客机飞机经济性的效果。在此基础上,指出了概念创新和多学科优化精细设计方法大规模应用对于提高大型飞机安全性/经济性/舒适性/环保性的重要意义。     

Multi-objective optimization of aircraft design for emission and cost reductions

Pollutant gases emitted from the civil jet are doing more and more harm to the environ- ment with the rapid development of the global commercial aviation transport. Low environmental impact has become a new requirement for aircraft design. In this paper, estimation method for emis- sion in aircraft conceptual design stage is improved based on the International Civil Aviation Orga- nization （ICAO） aircraft engine emissions databank and the polynomial curve fitting methods. The greenhouse gas emission （CO2 equivalent） per seat per kilometer is proposed to measure the emis- sions. An approximate sensitive analysis and a multi-objective optimization of aircraft design for tradeoff between greenhouse effect and direct operating cost （DOC） are performed with five geom- etry variables of wing configuration and two flight operational parameters. The results indicate that reducing the cruise altitude and Mach number may result in a decrease of the greenhouse effect but an increase of DOC. And the two flight operational parameters have more effects on the emissions than the wing configuration. The Pareto-optimal front shows that a decrease of 29.8% in DOC is attained at the expense of an increase of 10.8% in greenhouse gases.     

翼身融合民机总体气动技术研究进展与展望

翼身融合（BWB）布局作为下一代亚声速民机主流方案已得到共识，研究步伐正在加快，进入工程应用指日可待。在回顾国内外BWB民机发展历程的基础上，简要阐述了飞翼布局（FW）和BWB布局的差异，明确了BWB概念特征及应用范围。聚焦BWB飞机总体气动设计中的技术挑战和对策，重点论述分析了BWB布局技术瓶颈及设计思想演化，新型结构与重量估算、适航符合性等总体设计问题，气动布局设计原则、高-低速性能协调等气动布局设计问题，飞-发干扰与一体化设计、新型发动机技术应用等飞机-发动机综合集成设计问题，降噪技术及其衍生的设计冲突、考虑噪声指标的总体设计策略等问题。并从技术进展和工程可实现性角度，展望了BWB民机的发展趋势。     

虚拟制造技术在飞机设计与制造中的应用

虚拟制造技术可以在产品设计阶段对产品的整个生命周期进行建模、仿真和优化,从而更加高效、经济、灵活地组织生产,达到了缩短产品研发周期、降低研发成本、优化产品质量和提高生产效率的目的。介绍了虚拟制造技术的含义、特点及国内外应用概况;综述了虚拟制造技术在航空制造业的应用,包括飞机虚拟设计、零件虚拟制造、部件虚拟装配和生产线规划等方面应用的成功案例,从而展示应用虚拟制造技术的意义;最后,总结了虚拟现实技术在飞机设计与制造过程中被广泛应用的发展现状,并且展望了虚拟制造技术的发展及应用前景。     

民用飞机气动布局发展演变及其技术影响因素

在民用飞机气动布局发展演变的历程中,技术因素是根本推动力。为了研究未来民机的发展方向、技术需求以及应对策略,在回顾民机气动布局发展历程的基础上,梳理了在现代民机气动布局形成与演变过程中有着重要影响的4大类技术因素:航空发动机、气动设计、结构设计、飞行控制,并且揭示了这些技术因素在民机发展及其气动布局演变中所发挥的作用。结合未来航空运输市场出现的新需求,分析了未来民机的主要发展方向,重点分析了未来非常规布局民机可能采用的翼身融合、双气泡机身、支撑翼以及联结翼等气动布局形式。最后探讨了新技术条件下民用飞机发展在技术方面的需求和挑战,以及未来民用飞机总体设计的技术策略,明确了多学科设计优化是满足未来民机总体设计需求的有效技术途径。     

数值空气动力学在DLR(德国宇航研究院)

德国在若干年前启动的国家CFD项目MEGAFLOW集中了DLR、大学以及航空工业界的许多CFD研究开发工作,目的是开发并验证能满足工业实践所要求的可靠并有效的数值工具,以对全机进行空气动力模拟.MEGAFLOW软件系统包括多区结构网格中求解N-S方程的软件FLOWer和在非结构网格中的软件TAU.两软件均已达到很高的成熟度并为DLR和德国航空工业广泛地应用于新飞机的设计过程.最近又启动了其后续项目MEGADESIGN和MegaOpt,旨在开发和增强外形设计及优化的有效数值方法.着重介绍了软件最近的改进及其计算粘性流动绕复杂飞机外形的能力.     

Air transport system sensibilities

The growth of air traffic will make it one of the more significant sources of exhaust emissions in the future. This must be countered by the aviation industry with new, environmentally adapted aircraft technology, as well as air traffic management controlled by environmental concern. The issue of the day is to show how to influence the air transport system to make it sustainable. This article describes work intended to develop a broad conceptual framework for evaluating and encouraging appropriate economic, regulatory, operational and technical strategies.     

WSN在航天器参量监测和多导弹作战中应用

与日益成熟的无线通信技术相比,传统的有线线缆监测与通信逐渐显现出其缺点与不足.无线传感器网络(WSN)技术的出现为航空航天设备间的通信、各种参量的监测、多武器信息共享与协同作战等开辟了一种新的无线思路.讨论了无线技术应用于航空航天的发展趋势,结合WSN理论,分析了WSN技术在未来航空航天领域应用的可行性,并以航天器内环境参量监测及数据传输、多导弹信息共享与协同作战为例,给出WSN技术在未来航空航天上的应用模型.WSN技术在未来航空航天上的成功应用将进一步推进其智能化发展.