某型飞机复合材料后机身闪电防护设计及应用研究

飞机的防雷击设计是现代飞机设计的一个重要组成部分,由于复合材料的抗雷击损伤能力比铝合金差,所以必须有可靠的防雷击系统才能保证飞机的飞行安全。以复合材料后机身作为研究对象,详细探讨了闪电防护的方案设计和应用研究及其适航符合性说明。     

民用飞机第23.867条款要求及适航审定研究

随着越来越多先进复合材料应用在民用飞机上以及民用飞机上使用的电子电气设备重要度和集成度越来越高,飞机的闪电防护设计越来越重要。CCAR-23第23.867条对民用飞机机体结构闪电直接效应防护进行了规定。研究了该条款的制定和修订的背景和历程,明确了条款的实质要求。23部飞机的使用用途和设计特点使得23部飞机的闪电防护设计和符合性验证也有自己的特点,为此,重点研究了23.867条款的基本设计、审定步骤和审查关注要素等,梳理出了飞机机体结构的闪电直接效应防护设计和适航审定的基本流程,给出了可接受的符合性方法,提出了23部飞机闪电直接效应防护设计、审定各流程的主要工作、可指导或可参考的文件、重点关注要素和技术审查要点,为民用飞机的闪电直接效应防护的设计和适航审定提供了参考。     

复合材料飞机闪电防护设计

飞机的闪电防护设计是一项涉及到多个专业的综合性技术,具体来说,飞机结构、飞控、燃油、航电等专业都必须在设计时考虑闪电防护.随着复合材料技术的发展,运用全复合材料进行通用飞机的设计制造已越来越广泛.由于复合材料和金属材料的差异性,其闪电防护设计具有完全不同的特点.本文根据国内外研究发展趋势,阐述复合材料飞机的闪电防护设计技术以及适航验证的方法.     

军用飞机闪电/高能辐射场分析技术及应用研究

随着飞机飞行时间的加长,闪电/高能辐射场(L/HIRF)防护系统的作用也会随之降低,所以为了满足飞机持续安全飞行的要求,必须对L/HIRF防护部件进行分析并纳入维修大纲中。根据MSG-3分析原理和方法,研究提出了军用飞机L/HIRF流程,填补了军机维修大纲中针对闪电/高能辐射场防护系统分析的空白,通过型号实践,保证了飞机在服役期间遭遇外部特殊环境下的使用安全。     

复合材料结构螺旋桨闪电防护及直接效应验证研究

闪电对航空器的直接危害可能导致机体结构,特别是复合材料结构的破坏,造成机毁人亡;间接危害可能引起电气/电子设备丧失功能,影响飞机的正常操作。通过对螺旋桨规章及试验要求的分析,提出螺旋桨闪电防护设计考虑,并提出了验证过程中直接效应试验的选点方案,明确了试验验证的考核重点,提出了验证思路。     

民用飞机短舱复合材料结构雷电直接效应试验验证方法及漆层厚度影响研究

随着飞机设计的发展，复合材料广泛应用于民用飞机短舱结构。由于碳纤维复合材料结构的导电性以及抗雷电损伤能力比铝合金结构差，复合材料短舱结构雷电防护能力已成为影响飞机飞行安全的一项关键问题。依据相关适航条款和相应的国际标准，阐述了民用飞机短舱复合材料雷电防护试验验证方法，并依据验证方法对漆层厚度的损伤影响进行了试验研究。短舱常规蒙皮构型的复合材料试验件，在不同漆层厚度下的雷电防护试验结果表明，漆层较薄时，漆层对短舱复合材料的雷电直接效应防护能力无明显的影响；当漆层厚度达到一定厚度时，较厚的漆层将显著降低短舱复合材料的雷电直接效应防护能力，最严重时将造成复合材料蒙皮的击穿，损伤蒙皮内部系统设备，从而危害飞行安全。试验结果与理论的机理分析具有良好的一致性，对民用飞机短舱复合材料结构的雷电防护设计提供了指导方向和参考意义。     

飞机新型抗雷击复合材料研究进展

复合材料导电性差,一旦遭受雷击,便会产生严重的损伤。随着复合材料在飞机上的用量越来越大,如何对复合材料进行雷电防护,保证飞机遭遇雷击后能够继续安全飞行,成为飞机设计中的一个难点。文中首先分析了复合材料在雷击时的损伤机理,之后介绍了近几年来新型的复合材料雷电防护方法,并结合上述方法,为新型飞机复合材料雷电防护提出了建议。     

教练机防水设计

通过对飞机结构需要防水部位的阐述,介绍典型结构防水措施,以减少雨水对机体腐蚀,保证飞机在寿命期内的飞行安全.     

民机研制中的闪电间接效应防护要求

闪电对飞机安全的危害表现在直接效应和间接效应两个方面。闪电间接效应是指在闪电持续作用期间,闪电电磁场在飞机内部形成的瞬态闪电内部环境。它通过机体开口的电磁耦合和结构电压(闪电电流和结构电阻的积),在机体内部感应生成电压和电流,可能对机载电子/电气设备造成干扰和(或)损坏,甚至对航空安全带来不利影响。在我国大型飞机项目启动的今天,我们应对这一问题有清楚的认识。     

飞机结构腐蚀控制研究

腐蚀控制是保证飞机结构完整,实现飞机结构长寿命、高可靠性和低维修成本的重要保证。由于结构腐蚀对飞行安全的高危害性,目前已引起设计部门、使用部门和管理部门的高度重视。深入开展飞机腐蚀防护技术研究,积极摸索应对腐蚀的有效措施,加强对飞机结构的检查、维护,及时修理腐蚀部位,对于确保飞行安全意义重大。论文通过分析铝及铝合金材料的腐蚀特性,研究分析了飞机结构易发生腐蚀的部位及原因,最后从飞机结构设计、防腐蚀材料、防腐蚀技术和日常维护等几个方面,提出了做好飞机结构腐蚀控制的有效对策和措施,从而达到确保飞行安全、提高保障效益和降低维修成本的目的。     

复合材料内传感光纤的埋置技术

对传感光纤在复合材料内的埋置技术进行了详细的实验研究,包括复合材料内光纤埋置工艺与布局原则,光纤内埋置部分在热压时的保护,光纤的引出及引出接头的保护,埋入光纤对材料性能的影响,复合材料内应变与损作的检测灵敏度与光纤阵列矶局的关系等,并成功地将传感光纤埋置入教－１１飞机的碳纤维／环氧复合材料垂直尾翼试件内。     

不同喷铝参数对复合材料雷击防护性能模拟

为了研究复合材料不同的雷击防护(lightning strike protection,LSP)系统在雷电流作用下的损伤规律,对雷击损伤过程和烧蚀机理进行分析,建立复合材料层合板雷击防护的能量平衡数学模型。在此基础上,在ABAQUS中建立复合材料基准件、全喷铝和局部喷铝防护系统的碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板电-热耦合有限元模型,和实验结果对比验证模型的有效性,对雷击烧蚀损伤特征进行分析,并引入雷击烧蚀损伤指数DI,得出三种不同模型在不同铝涂层厚度、不同峰值雷电流作用下的烧蚀损伤规律,并对两种不同的局部喷铝防护系统下复合材料的损伤特征进行对比分析。结果表明:雷击防护系统下复合材料的烧蚀损伤面积和铝涂层厚度关系进行函数拟合,两者均满足幂函数关系。     

C/C复合材料与高温合金GH600之间高温接触热阻的试验研究

 在高超声速飞行器翼前缘的热防护技术方面,采用内置高温热管是一种新型高效的热防护方法,其中C/C复合材料结构与内置高温热管之间的界面接触热阻对传热效率及热力耦合起着至关重要的作用。本文自主搭建了一套高温接触热阻试验平台,并针对三维编织C/C复合材料与高温合金GH600在不同界面应力、界面粗糙度及界面温度下的接触热阻进行了试验研究。研究结果表明本平台在进行高温接触热阻试验研究上是切实可行的,利用该试验平台得到了三维编织C/C复合材料与高温合金GH600之间接触热阻的变化规律,有关结果可以为中国新型内置高温热管热防护结构的设计及安全评估提供参考。     

装载方案对某型运输机动态特性影响的研究

运输机在使用过程中,货物的装载方案是一个必须解决好的实际问题。货舱内货物质量与安放位置等会发生变化,货物质量分布对机体结构振动特性影响较大,不同的装载方案对飞机的动态特性影响不同。本文从运输机使用安全角度出发,基于结构动力学对不同装载条件下运输机振动特性进行了分析,最后以某航空兵团空运转场过程中不同装载方案为例,讨论了...     

民用飞机照明系统安全性分析

民用飞机照明系统是飞机系统中一个重要的分支系统,不仅对飞机的安全、飞机性能的充分发挥、机组人员的工作效能起着重要的作用,而且对于旅客来说是评价飞机先进性和舒适性的一个不容忽视的重要组成部分。 民用飞机照明系统通常由驾驶舱照明、客舱照明、货舱与服务区照明、外部照明及应急照明五个功能独立的部分组成。 在照明系统研制过程中,为验证系统对 CCAR25. 1309 条款的符合性,通常遵循 SAE ARP 4761 提出的安全性评估工作方法。 基于安全性评估工作方法, 以照明系统为对象,在设计阶段,通过初步安全性分析确定了系统安全性设计目标、提出了系统架构,在验证阶段,通过运用多种工具对提出的安全性目标进行验证。 此外,探讨了整个系统研制过程中的安全性分析工作的具体方法,为民用飞机安全性分析提供借鉴。     

接触热阻对疏导式热防护结构防热效果的影响

采用内置高温热管的疏导式热防护结构是一种新型高效的热防护方式,热管与高温复合材料之间的接触热阻(TCR)对防热效果有重大的影响。首先给出了一种疏导式热防护结构的计算模型,进而采用间接耦合的方法建立了由接触热阻引起的热力耦合问题的计算格式,在此基础上对不同预留间隙条件下的热防护结构进行了热力耦合分析,重点考察了接触热阻对其防热效果的影响。研究结果表明,采用预留装配间隙的方法可以有效降低结构的应力水平,但同时使得界面接触热阻增加,从而使得结构驻点温度升高,因此在采用预留间隙设计时必须在考虑界面接触热阻的条件下从结构强度和温度两方面对结构进行安全性评估。     

芳纶纤维/环氧树脂的湿热老化

分析了芳纶纤维/环氧树脂分子链结构与聚合态结构,论述了湿热对芳纶纤维/环氧树脂性能的影响,指出了研究芳纶纤维/环氧树脂老化的方法。     

某型直升机复合材料结构修理

由于复合材料在直升机上的大量使用,复合材料损伤的问题也随之而来,影响到了直升机的使用寿命及安全。介绍复合材料结构的典型损伤类型、检测方法及修理方法,结合某型直升机的具体损伤类型和损伤部位的受载情况,给出了具体的修理方案。     

基于数值仿真的飞机雷电流传导通路评估方法

飞行器的雷电防护设计和验证是保障飞行员及飞机安全的必要措施,尤其是随着雷电防护能力较差的复合材料广泛应用。复合材料对雷电流的传导能力远弱于金属,需要为雷电流传导提供额外的通路。本文从国内相关研究极少提及的飞机内部结构电磁建模出发,提出一套飞机内部结构的电磁建模及精度控制方法;构建 F22 飞机左机翼到右机翼的内部金属结构作为雷电流传导通路,基于通用电磁仿真软件进行飞机雷电间接效应仿真;对复合材料蒙皮、金属网蒙皮、金属网蒙皮加内部金属结构三种情况下飞机内部的电磁场及线缆耦合仿真结果进行对比。结果表明:合理的雷电流传导通路设计能够使飞机内部线缆感应的电流强度减半,起到良好的雷电防护效果;该评估方法适用于固定翼飞机的雷电流传导通路设计,能够作为飞机机载设备雷电间接效应试验指标分配的参考依据,便于定位飞机雷电间接效应防护的薄弱环节。