大型客机总体设计系统的框架与原型研究

为推进航空企业数字化建设进程,满足中国大型客机研制对数字化建设需求,在对已有开放式飞机总体设计系统分析的基础上,梳理和定义了大型客机总体综合设计系统的定位和软硬件架构,设计了大型客机单个设计任务的数据组织逻辑和代码组织逻辑。以此为基础,系统性地研究,并实现了面向大型客机的翼面类部件、机身类部件、客舱、货舱、起落架、机翼结构及整体油箱、风挡等部件的参数化建模方法。考察了大型客机总体设计中分析软件及各类优化框架系统的应用特点及使用现状,设计了大型客机总体设计中各类分析工具的分层次集成与优化应用策略。若干设计实例说明了本文系统及其相关方法是有效的、可靠的。     

参数化大型客机方案实例库研究

 为充分利用和借鉴已有的大型客机方案实例信息,建立了参数化大型客机方案实例库,并在一个开放式飞机总体设计环境中完成了方案实例三维建模和相关参数入库,提出了面向对象的参数化实例方法。在此基础上实现了对实例库中客机参数的管理、参数分析,并通过初始布局方案的模块化设计,为总体设计阶段新方案的快速设计及初步分析奠定了一定的基础。最后通过应用示例说明了实例库在总体设计阶段的运用。     

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。     

大型客机气动设计综述

中国大型客机研制过程中追求"三减，四性"：减阻、减重、减排，安全性、经济性、舒适性、环保性。中国大型客机采用翼下常规布局形式，放宽静稳定技术，发动机选用CFM公司Leapx-1C发动机，这对气动设计技术在工程适用性上提出了极高的要求。大型客机是中国第1架完全自主知识产权民用飞机，本文综述了其设计过程中采用的先进气动优化设计方法、CFD分析和充分的风洞试验验证，说明了超临界机翼设计、高效增升装置设计、飞机/发动机一体化设计、尾翼设计、翼梢小翼设计和部件精细化减阻设计技术，能实现大型客机的减阻应用设计。研究表明，中国大型客机在气动设计水平和设计方法上取得了一系列的进展和突破，实现了设计具有较强竞争力的先进民用飞机的目标。     

大型客机维修成本优化研究

在设计初期通过加强可靠性设计与维修性设计降低大型客机直接维修成本(DMC),是提高大型客机经济性的有效途径。本文建立了基于可靠性设计参数和维修性设计参数的大型客机维修成本模型,采用协同优化方法对可靠性和维修性设计参数进行协同优化,寻求降低维修成本的满意设计参数。通过对维修成本模型中的设计参数的优化,给出了协同优化方法进行复杂的大型客机维修成本设计优化的一般思路。并用大型客机起落架系统的直接维修成本优化算例验证了协同优化算法解决大型客机维修成本优化问题的有效性。     

未来大型客机气动布局设计

<正>安全性、经济性、环保型和舒适性仍然是下一代大型客机发展的主要设计要求,也是客机的评价准则体系。我国C919大型客机项目于2009年通过了工业和信息化部组织的专家评审,顺利进入总体设计阶段,主要部件和系统的供应商已基本确定,并采取合资、联合研发与研制、     

大型客机动态热载荷仿真计算软件

热载荷的数值是环控系统乃至整机设计过程中最原始的输入参数,通过对大型客机飞行包线、环境条件等外部因素,以及机舱布局、绝热方式等结构因素的分析和评估,建立大型客机座舱动态热载荷的计算方法与验证技术,在此基础上,开发具有工程实用价值的大型客机座舱动态热载荷仿真计算平台,为环控系统的方案选择、参数优化及控制规律研究提供依据。     

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.     

基于遗传算法的起落架布局设计技术

起落架布局是飞机概念设计阶段十分重要的一环。本文基于遗传算法原理进行起落架布局设计,利用设计中的限制条件和设计经验,确定起落架布局参数的设计空间,通过遗传算法的并行计算,依据目标函数快速高效地确定起落架布局设计的最优方案。     

某型无人机主起落架缓冲器设计及仿真分析

根据某型无人机总体方案的设计要求在初步设计出的起落架缓冲器结构与缓冲器主要初始充填参数的基础上,利用MSC公司开发的虚拟样机技术软件ADAMS建立起该型号无人机的主起落架缓冲器数值模型,对模型进行了仿真分析,将仿真结果与经验公式计算值进行比较,两者一致性较好,表明模型建立比较准确。接着依据缓冲器优化准则通过仿真测试对影响起落架缓冲性能较大的阻尼油孔进行优化设计,在有效提高缓冲器缓冲效率的基础上,得到了最佳的阻尼油孔面积。为我国在无人机起落架设计中应用虚拟样机技术提供了方法参考。     

民用飞机着陆载荷第25.473条款要求及符合性验证研究

《中国民用航空规章第25部:运输类飞机适航标准》(CCAR-25)第25.473条,对民用飞机地面载荷的着陆情况计算进行了规定。对其具体内容和符合性验证方法进行研究,包括条款与其它相关条款的约束关系、可接受的符合性方法,以及着陆载荷计算涉及的着陆重量、下沉速度、着陆姿态等所有工况和工况参数的确定方法,还有起落架动态特性、轮胎摩擦系数的符合方法研究等,为民用飞机着陆地面载荷的设计和符合性验证提供参考。     

轮胎刚度特性对大型民机前起落架摆振影响研究

轮胎刚度作为轮胎动力学模型的重要参数之一,研究其对大型民机前起落架摆振的影响规律,可以从前起落架防摆设计的角度为轮胎刚度设计提供参考依据。基于前起落架摆振非线性数学模型,使用Matlab/Matcont 软件计算不同轮胎扭转刚度、轮胎侧弯刚度下的摆振区域图;研究轮胎扭转刚度、轮胎侧弯刚度对前起落架摆振的影响规律,并对比二者对前起落架摆振影响的敏感度。结果表明：对前起落架摆振影响的敏感性,轮胎扭转刚度大于轮胎侧弯刚度;轮胎回正力矩系数每减小1%,扭转摆振最大临界阻尼减小0.88%,侧向摆振中速区最小临界减摆阻尼增大33.87%;减小轮胎扭转刚度,增大轮胎侧弯刚度有利于抑制大型民机前起落架摆振。     

MBSE在民机起落架系统设计中的应用

详细介绍基于Raphsody的大型民机系统功能开发流程与方法,及其在民用飞机起落架系统设计中的应用。通过模型的方式对系统建立用例、功能流、时序关系和可用于执行验证的状态机来描述系统,指导大型民机复杂系统设计过程中的需求分析、功能分析和设计综合工作,探索MBSE方法在民机复杂系统设计中的指导作用。     

Whole-process design and experimental validation of landing gear lower drag stay with global/local linked driven optimization strategy

Landing gear lower drag stay is a key component which connects fuselage and landing gear and directly effects the safety and performance of aircraft takeoff and landing. To effectively design the lower drag stay and reduce the weight of landing gear, Global/local Linked Driven Optimization Strategy (GLDOS) was developed to conduct the overall process design of lower drag stay in respect of optimization thought. The whole-process optimization involves two stages of structural conceptual design and detailed design. In the structural conceptual design, the landing gear lower drag stay was globally topologically optimized by adopting multiple starting points algorithm. In the detailed design, the local size and shape of landing gear lower drag stay were globally optimized by the gradient optimization strategy. The GLDOS method adopts different optimization strategies for different optimization stages to acquire the optimum design effect. Through the experimental validation, the weight of the optimized lower dray stay with the developed GLDOS is reduced by 16.79% while keeping enough strength and stiffness, which satisfies the requirements of engineering design under the typical loading conditions. The proposed GLDOS is validated to be accurate and efficient in optimization scheme and design cycles. The efforts of this paper provide a whole-process optimization approach regarding different optimization technologies in different design phases, which is significant in reducing structural weight and enhance design precision for complex structures in aircrafts.     

大型民机进近着陆段异常能量风险判据研究

根据大型民机事故统计，进近着陆阶段事故率最高，而其中大部分事故首先表现出异常能量状态，并演变成失控、重着陆、擦尾、冲出跑道等事故类型，或者呈现复飞失败。在归纳上述五类终端事故类型作为重点关注对象基础上，建立典型大型民机飞行数值仿真平台，使用随机模拟和相关性分析方法研究能量状态参数偏离导致进近着陆风险的影响规律。在此基础上，根据仿真结果给出了由关键能量参数确定的能量状态安全边界，可建立不同风场条件及可能的复飞油门下由空速-下滑角参数构成的异常能量预警判据，对于异常能量导致的进近着陆风险预警具有准确性和非保守性。研究结果可为大型民机进近着陆过程的风险预警以及相关飞行控制功能设计提供方法基础。     

737-300型飞机起落架常见故障分析

针对737-300飞机起落架系统故障有增多的趋势,指出常见故障主要有起落架位置指示和影响警告异常故障、起落架控制手柄异常引发的故障、E11起落架逻辑架故障、起落架机器原因引发的故障等。分析后总结出发生故障较多的部件主要有起落架收上锁定锁传感器、放下锁定锁传感器、逻辑电路卡、起落架控制手柄等部件。在航线维护过程中,要注意根据实际的故障信息,认真分析判断故障原因,采取有针对性的措施。     

大型民用客机起飞重量估算方法

推导了一种在概念设计阶段快速估算大型民用客机起飞重量的方法,针对近年来新型民用飞机的设计数据对计算公式的系数进行了重新修正,从而更加准确估算未来民用客机设计起飞重量。对该方法的收敛性以及解的存在性进行了分析。以中国将进行研制的干线民用客机为例,对该计算方法的有效性进行了实际的计算验证,分析了起飞重量的合理取值范围。其计算方法以及计算结果对中国未来干线民用客机的设计具有直接参考价值。     

概念设计阶段起落架接地点设计

针对现代民用飞机设计特点,尤其是某些新技术的应用和飞机系列化发展的需求,在充分吸收和借鉴传统飞机概念设计阶段起落架设计方法的基础上,从工程应用角度出发,总结并提出一套现代民用飞机概念设计阶段起落架接地点设计流程及方法。同时,按照设计流程将影响起落架接地点设计的限制因素划分为适航安全、性能、结构、空间布置、运营等影响因素,明晰各限制因素对设计产生的影响。     

飞机起飞与着陆过程中的最短滑跑距离

为了确定飞机地面滑行过程中的最短滑跑距离,本文通过优化的方式给出发动机的最佳安装角和飞机地面滑跑的最佳迎角,以及前起落架的最佳凸伸量;并通过算例给出了高度与地面滑跑距离之间的关系曲线,为飞机在高原机场的起降提供一定的参考;最后,综合全文给出4点结论。