飞机结构方案快速设计优化系统及关键技术

<正>飞机结构方案快速设计优化系统梳理了飞机结构方案设计过程的流程、知识和方法,围绕飞机结构布置、结构参数定义、有限元分析、设计评估和结构参数优化等设计过程,进行工具、数据、方法体系的整合,以期实现结构方法的快速设计与优化迭代,建立一套高度集成、高度灵活和多层次的飞机结构方案快速设计优化系统,不管对于当前的型号研制任务还是长远的专业发展来说都具有重要意义。     

多学科设计优化方法在飞机设计中的应用研究

多学科设计优化(MDO)方法是提高飞机设计效率,得到最优设计方案的有效手段。在飞机设计过程中,需要确保飞机静安定裕度满足使用要求,因此需要充分考虑总体、气动等学科专业的耦合效应。针对这一问题,基于MDO软件Modelcenter构建飞机外形多学科优化协同设计流程,通过对某型飞机外形优化设计的实例分析,得到该机的最优外形修改方案,证明了MDO方法在飞机设计中应用的高效性。     

空地两用飞机电气系统初步设计及健康预测研究

空地两用飞机是一种创新的交通工具,它的出现旨在缓解地面交通压力和加快通用航空的发展,为保证空地两用飞机的飞行安全和用电可靠性,提出一种电气设计方案。此方案包括航电系统、模式转化系统、照明系统、燃油系统和机载计算机系统等具体方案设计,其中,模式转换系统的健康状况对飞机的飞行安全具有重要作用。采用模糊综合评判方法,通过对比的形式,对电气系统的健康程度进行预测评估,得出模式转换电气系统在整机电气系统中是最薄弱,也是影响最大的环节的结论,对今后的研究和设计生产具有重要的指导意义。     

分布式电推进飞机动力系统评估优化方法

以电推进飞机的动力系统作为研究对象,开展了以下研究工作：采用电力系统潮流计算方法,分析了采用高压直流供电体制的分布式电推进飞机电气系统,模拟了其在稳定运行状态与断路故障状态下的能量流动关系,同时分析了直流电压等级对电气系统的影响。搭建了完整的分布式电推进飞机动力系统仿真模型,依据基于时间和基于高度的飞行剖面,对比分析了纯电推进与涡轮电推进架构在推进功率、推进效率与航程3个评价指标上的优劣。建立了动力系统典型部件的参数化模型,并使用符号规划算法对建立的参数化模型进行了优化计算,比较了传统涡轮推进与涡轮电推进架构下动力系统质量与燃油消耗率间的优化权衡关系。研究结果为分布式电推进飞机混合动力系统的设计提供了有价值的正向设计方法。     

飞机电器系统计算机辅助设计系统

飞机电气系统是飞机的神经系统,对飞机的性能和质量有重要影响.飞机电气系统的设计技术性强,工作量大,繁琐复杂,而责任重大.传统的人工设计方法存在一些较突出的问题:效率低,周期长;人工长期从事重复性的劳动,难免有错,如连线错误、针孔号重复、不符标准等.     

飞机电气系统二次配电试验测控系统研究

为验证飞机电气系统二次配电性能设计指标，需在地面研制试验验证阶段，进行电气系统二次配电的负载管理和测试试验。设计并实现了一种飞机电气系统二次配电试验测控系统，该系统具备RPDU状态的自动测控功能，通过以太网与试验中其他系统交联，能较好地满足试验需求，极大地提高试验效率，保证测试结果的准确性。     

基于CAD的飞机结构数字化逆向设计研究

针对飞机结构数字化逆向设计流程的缺失性,以及现有逆向工程方法的不适用性,本文结合飞机结构典型的装配设计理念与传力受力特性,提出了一套涵括外形测量、结构分析、CAD建模与装配等多个方面的新型飞机数字化结构逆向设计流程,并在外形测量中提出了选取测量机翼剖面的关键数据,比对现有翼型进行匹配的方案,在结构分析中通过外部铆钉位置确定结构内部承力件。依照该流程完成了TB200飞机整机结构的数字化逆向设计,充分证明了该逆向设计流程切实可行。     

多学科设计优化在非常规布局飞机总体设计中的应用

以飞翼布局飞机总体设计为例,展示如何将多学科设计优化(MDO)方法有效地应用于非常规布局飞机总体设计.基于二级优化方法,提出一种飞机总体MDO实施流程.该流程包括系统级优化、子系统级优化(或评估)和多学科模型生成器3个部分.系统级优化的任务是优化全局设计变量,使系统目标最优.子系统级优化涉及的学科包括气动、隐身、结构、...     

飞机电气系统故障诊断技术新进展

分析了飞机电气系统的组成及特点;探讨了飞机电气系统故障检测与诊断的方法,对控制电气系统的故障、提高设备工作可靠性具有一定的指导意义;讨论了飞机电气系统故障诊断的最新研究成果及研究热点:基于信号处理的小波变换分析、智能方法下的神经网络和模糊逻辑控制及综合应用技术,并探讨了飞机电气系统故障诊断技术的发展趋势。     

基于S4000P的军用飞机预防性维修任务优化研究

预防性维修是恢复和保持飞机安全性和可靠性的主要措施,其优化一直以来都是飞机制造商和使用 方共同关注的问题。本文调研国际上主流的预防性维修任务优化方法及主要应用对象,并以适用于装备的 S4000PISMO 流程为基础,结合军用飞机的特点,对原流程进行调整和个性化设计,构建预防性维修任务优化 的逻辑流程。结果表明:该任务优化流程可用于军用飞机预防性维修任务的优化分析。     

机载电子电气系统雷电间接效应防护与验证

越来越多的机载电子电气系统替代传统机电系统执行飞机关键/重要系统功能,而这类机载电子电气系统雷电间接效应防护技术水平直接关系到飞行安全与完成预期任务.囚此,飞机系统雷电间接效应防护能力是基于飞机系统防护和机载电子电气系统雷电间接效应防护水平.     

飞机与发动机性能匹配分析

为了在设计初期快速实现飞/ 机发动机一体化设计,确定1 套系统的飞机/ 发动机性能匹配方法和流程,开发飞机/ 发 动机性能匹配计算程序,对某型飞机/新研发动机性能匹配特性进行分析。根据确定的新研发动机方案,针对新研发动机/原喷管 性能匹配问题进行计算分析。结果表明：通过研究分析为新研发动机设计提供了牵引性设计指标,确定了发动机循环参数,可为后 续方案的迭代和优化提供借鉴。     

新支线飞机供电系统航电接口仿真器设计

为了满足新支线飞机ARJ21供电系统地面独立试验的需要,设计了用于模拟航空电子系统、发动机系统等与电气系统之间相关接口功能的仿真器,为电气系统提供其它飞机系统的仿真信号并指示供电系统的运行状态.为验证供电系统的各项性能提供支持.实际运行结果表明在新支线飞机ARJ21供电系统的12种状态下仿真器对导光板和供电系统的控制逻辑正确,对电源系统简图页和EICAS信息指示合理,通过ARINC429总线与各发电机控制器的通信正常,各项功能与飞机系统设计一致,完全能够满足飞机供电系统综合试验的要求.     

建立飞机电气故障诊断信息系统

利用数据库系统原理对飞机电气系统进行了全面的分析,建立了飞机电气系统故障诊断知识库,实现了实时故障诊断,并能给出异常信息和故障信息,为整个飞机电气系统采用数据库系统进行故障诊断提供了经验,具有实际应用价值。     

关于减小油耗的飞机总体方案改进设计研究

油耗是衡量飞机经济性的最重要指标之一.根据Breguet航程公式分析降低飞机油耗的主要途径,并以某飞机的总体方案设计为工程背景,在总体布局变动不大的前提下,有针对性地研究巡航速度、巡航高度、机翼展弦比对飞机轮挡油耗与最大起飞重量的影响;根据研究结果对基本方案进行总体布局优化与方案衍变,分析方案衍变中轮挡油耗、使用空重以及最大起飞重量的变化情况.结果表明:在相同设计航程内,优化方案的轮挡油耗降低3.92％,最大起飞重量减少100 kg.     

基于飞/发性能一体化快速迭代的循环参数匹配

针对150 kN级大涵道比涡扇发动机总体性能参数匹配设计问题,以A340-300飞机对发动机的任务需求为例,采用基于飞/发性能一体化快速迭代优化方法,将飞机/发动机一体化设计与发动机总体性能优化设计进行耦合迭代,对多约束条件下的大涵道比涡扇发动机总体性能方案进行优化设计。结果表明：在保证发动机满足飞机任务需求和任务载荷要求,以及发动机尺寸、质量、污染排放要求等约束条件下,飞机的最大起飞质量较初始方案减轻约14.33%,较A340-300飞机的最大起飞质量减轻约8%～9%;燃油消耗量较初始方案减少约20.6%;在保证发动机与飞机良好匹配性的前提下,通过飞发优化迭代使发动机和飞机的设计难度都有一定程度地降低。采用的研究思路与方法是合理、可行的,具有工程实用价值。     

飞机维修工程部门工时管理系统的研究与开发

介绍了北京飞机维修工程有限公司(Ameco)工程处工时管理系统的研究和开发,分析了飞机维修工程工作中隐藏的问题,提出了优化流程和解决问题的方案,以提高工程部门的工作效率、减少飞机停场时间、增加企业利润。     

三机机翼异步并行大修人力配置优化研究

在单架飞机大修流程已定的情况下,本文对三架同型号异步并行飞机机翼大修的人力资源进行了优化研究,并应用遗传算法得出最优的维修人力资源分配方案。计算结果表明,该方案能够缩短三机机翼维修任务的总工时,减少了飞机停场时间,并降低了飞机的停运损失。     

基于虚拟仪器技术的飞机电压调节器动态性能测试方法研究

分析了飞机电压调节器与发电机信号的交联关系,介绍了一种基于虚拟仪器技术的飞机电压调节器动态性能测试系统的设计。采用程控电源模拟飞机发电机,并应用BP神经网络成功地建立了飞机直流发电机非线性模型。重点讨论了该测试系统的虚拟仪器配置方案和测试流程。     

飞机电气系统综合控制技术综述

介绍飞机电气系统综合化控制的技术特点,实现电气系统综合控制的关键,结合电气系统综合化控制的应用与研究现状,提出了我国开展上述技术研究的建议。