基于重要度的航空器系统定量相似性评估方法

目前民航飞机机型的更新换代越来越快,新型飞机设备清单的制定也成为了关键。将已有成熟机型的设备清单进行进一步的修改优化后使用,可以加快研发进展,如何界定是否适合优化使用较为困难,因此提出一种基于重要度与余弦相似性理论的航空器系统相似性评估方法。分析波音和空客相似机型的液压系统功能与结构,进行功能危险性评估;建立故障树,根据部件故障发生概率,计算部件概率重要度与关键重要度。根据重要度数据进行余弦相似性计算,结果近似于1,表明相似机型液压系统之间具有一定的相似相关性。方法可以对航空器系统是否相似相关进行判断,提供了依赖已有相似机型进行修改完善新型飞机设备清单的支撑。     

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     

民机可靠性、维修性多机型相似分配方法研究

通过对传统可靠性和维修性相似分配方法的研究, 得出其存在的不足, 并提出一种基于多相似机型的可靠性、维修性相似分配法。本文运用模糊距离的方法计算出相似机型的相似度, 作为分配的权重系数, 从而综合了多机型特征, 增强了类似机型数据的广泛性、代表性和合理性。     

飞机钣金零件展开计算方法的研究和应用现状

分析了飞机钣金零件展开的复杂性,按照飞机钣金零件的结构和成形分类,对钣金零件展开计算方法进行了综述和归类,在此基础上提出了典型飞机钣金零件数字化展开计算方法的解决思路。     

飞机结构腐蚀环境的聚类分析

采用模糊聚类分析方法对飞机结构腐蚀环境进行归类分析,找出了各腐蚀环境间的相似关系,对于压缩、简化飞机结构的环境谱和选用飞机结构材料在腐蚀环境下的力学性能参数具有十分重要的意义。     

一种电动飞机概念方案的参数设计方法

为了准确地进行电动飞机概念方案的设计评估,从其自身特征出发,结合任务需求和不同飞行阶段的能耗分析,建立了全机总质量评估模块;为了完成方程的封闭和满足必要的飞行性能约束,建立了参数矩阵图模块;搭建的设计系统可以有效评估起飞总质量、翼载荷、功率载荷和翼展等总体参数。基于该系统,对国内外三款电动飞机进行设计和对比分析:不同机型下,程序所得的各项质量、翼面积、展长和翼载荷等均与实际数据相近;各项数据对比的绝对数值差异反映出对于任务的模拟和能耗在合理范围之内,且其相对误差对于初级设计阶段的总体参数评估而言,也是可以接受的。这些研究结果不仅验证了本文设计方法的正确性和可行性,还表明了该方法可为电动飞机初步的参数选定和性能评估提供重要的设计支撑。      

基于多机型的民机可靠性维修性相似分配方法研究

通过对传统可靠性和维修性相似分配方法的研究，得出其存在的不足，并提出一种基于多相似机型的可靠性、维修性相似分配法。运用模糊距离的方法计算出相似机型的相似度，作为分配的权重系数，从而综合了多机型特征，增强了类似机型数据的广泛性、代表性和合理性。     

商用飞机驾驶舱造型设计特征研究

介绍了国内外商用飞机驾驶舱设计的历史及现状,在分析多类飞机驾驶舱造型设计图片资料的基础上,探讨主要飞机制造商驾驶舱造型设计的特征。依据驾驶舱造型的相似性,对国际上12家商用飞机制造商的66款机型的驾驶舱进行聚类分析和多维尺度分析,挑选出10款有代表性的驾驶舱。在提取代表性驾驶舱造型特征线后,分析主要飞机制造商的驾驶舱造型设计特点及差异,为新型飞机驾驶舱造型设计提供参考。     

基于图像奇异值描述的雷达目标识别方法

利用目标对常规雷达发射波形的调制效应，先对录取的回波数据进行预处理，把一维回波序列投影成二维灰度图像，然后提取这种图像的反映飞机目标不同机型(大、小)和不同架次的奇异值作为特征矢量，采用BP神经网络对目标进行分类识别试验，结果表明该方法是有效的，这为常规低分辨雷达空中目标识别提供了一种新方法。     

飞机滑行动态响应分析

采用时域确定性方法,建立了机身-起落架系统分析模型,分析了飞机在不平跑道上滑行的动态响应,并对某机型采用不同形式减震器———常油孔及变油孔的情况进行了计算、分析和比较。结果表明,变油孔设计能够明显改善飞机滑行的动态性能。     

基于参数化有限元方法的机翼重量预测

为飞机总体设计阶段提供一种快速而较精确的机翼重量预测方法。该方法是将参数化几何建模和参数化有限元建模方法相结合,快速地建立机翼结构有限元模型。通过应用CATIA二次开发技术,实现机翼结构布置模型的自动生成;通过运用PATRAN的PCL语言,实现结构有限元模型的自动生成;通过应用优化方法,确定出结构尺寸,进而计算出机翼重量。算例表明,本方法可快速地分析不同结构布置方案和不同材料方案的机翼重量,适用于飞机总体方案设计阶段机翼重量计算。     

基于深度神经网络的客机总体设计参数敏感性分析

飞机总体主要设计参数敏感性分析揭示了总体主要设计参数对飞机特性指标的影响,有助于总体设计方案的决策。针对宽体客机总体主要设计参数敏感性问题,根据其总体主要设计参数和特性指标的特点,以及多学科间的耦合关系,建立了深度神经网络模型。该深度神经网络模型以客机总体主要设计参数为输入,对特性指标进行预测。在深度神经网络模型中,设置了多个输入层、多个输出层以及多个分块的隐藏层,从而模拟客机总体主要设计参数对特性指标的影响以及不同特性指标之间的相互作用。测试结果表明,与传统代理模型相比,深度神经网络模型对客机特性指标的预测精度更高,多参数适应性更好。利用该深度神经网络模型对客机总体主要设计参数进行敏感性分析。分析结果表明,机翼1/4弦线后掠角在30°~31.5°时,有利于减少最大起飞重量和起飞平衡场长;发动机海平面最大静推力和机翼面积对客机直接使用成本、最大起飞重量等特性指标的影响最为显著。     

民用飞机液压系统建模与负载流量需求计算的研究

飞机液压系统的一个重要设计指标是能够满足全飞行剖面场景下的负载流量需求。介绍了一种用于飞机液压系统负载流量需求分析的数字仿真分析方法,通过开发数学模型构建了液压能源子系统和液压用户的负载子系统模型,进而仿真分析典型飞行剖面下液压系统的负载流量需求,模拟了飞机液压系统的动态工作过程,能够反映飞机液压系统与液压用户负载之间的耦合动态特性。仿真结果表明,这套模型满足液压系统分析需求,可用于液压系统的设计支持工作。     

美国市场直接运营成本(DOC)计算分析方法应用研究

首先阐述了当前背景下研究美国市场民用飞机运营成本的目的和意义,进而分析了民用飞机运营经济性领域不同研究主体关注的侧重点差异;然后归纳总结了美国市场多种飞机直接运营成本的构成要素和计算方法;最后,通过算例进行比较分析,确定出一种符合现今美国市场情况的DOC计算方法用于型号初步设计和市场推广。     

商用喷气式飞机DMC分析模型应用研究

首先对影响民机维修成本的要素进行了讨论,并给出一些飞机维修成本数据。然后归纳总结了欧美多种飞机维修成本计算方法。最后,通过算例进行比较分析,确定出一种符合国内市场情况的DMC计算方法用于型号初步设计,工程实践表明该方法符合中国市场情况,并给出未来的研究方向。     

Exploration and implementation of commonality valuation method in commercial aircraft family design

Commercial aircraft family design can reduce development costs, shorten development cycles, and expand the market coverage of aircraft. Commercial aircraft family development has become one of the most important features of modern aircraft design. This paper explores the effects of commonality on different aircraft models in a commercial aircraft family. The existing product commonality indexes are summarized and their limitations in the application to aircraft design are discussed. Then a new component commonality index is proposed based on the component decomposition structure. A model for calculating the aircraft program value is established,which considers development costs, manufacturing costs, sale price, operation costs and residual costs. The effects of aircraft commonality on time and economic costs of both development and manufacturing, and on sale price, are analyzed and quantified. The commonality evaluation strategy is obtained, which features comprehensive consideration of the aircraft program value and time costs. The break-even analysis of aircraft is proceeded on the basis of costs and price data. By using a real option method, the strategy considers the uncertainty of the aircraft program and the flexibility of the manufacturer. This strategy proves to be rational and applicable to aircraft design based on the calculation of three examples and the analysis of parameter sensitivity.     

基于Kalman滤波的变体飞行器T-S模糊控制

针对变体飞行器的跟踪控制问题,提出了一种基于Kalman滤波的T-S模糊控制方法。考虑飞行器系统状态不可测,引入惯导数据作为辅助信息,利用Kalman滤波算法融合飞控信息与惯导信息实现状态估计。由于变体飞行器在不同变形结构下气动特性变化较大,为便于控制器设计,采用小扰动线性化方法得到飞行器在不同平衡点处的局部线性模型,并通过状态反馈方法设计局部控制器,局部线性模型和局部控制器通过模糊集和模糊规则聚合成一个连续光滑的全局T-S模糊模型和T-S模糊控制器。通过综合Kalman滤波器与T-S模糊控制器得到一个基于Kalman滤波的T-S模糊控制器。仿真结果表明,该控制器在变形过程中能够实现状态估计,保证飞机的跟踪性能。     

基于机器视觉技术的飞机绕机外观检查方法研究

大型民用飞机试飞和航线运营期间,对其外观表面进行绕机外观检查是适航性安全检查的必要工作。目前飞机的绕机检查主要采用人工绕机方式,该方式,且成本高、效率低,易出现漏检、误检等人为因素,因此智能外观表面检查方法的研究是一项迫切的任务。相比于其他工业检测任务,飞机外观检查智能识别目前无公开数据集,且飞机真实外观损伤类型多样。通过对飞机外观图像的采集和处理,研究基于YOLO V3的飞机表面检查工程方法,初步建立了飞机外观损伤图像数据集框架。首先采用YOLO检测网络粗略获取飞机外观损伤位置和损伤类型,其次针对不同损伤类型的特点,用水平集算法获取图像块中更精准的损伤位置,最后根据精细化后的结果进行量化分析。提出了能够解决机器深度学习网络智能检测已知类别损伤的方法,对未知损伤具有较强容忍度和较大的灵活性与适应性。实践表明,本文提出的方法可以解决传统人工目视检测的部分弊端,可以为机器人智能绕机检查的工程应用提供技术参考,对降低飞机试飞和运营阶段的维修、维护成本有重要意义。     

载人多旋翼飞行器动力单元选型方法研究

载人多旋翼飞行器具有结构尺寸大、载荷需求大、可选用的旋翼大小不等且数目不定的特点,快速确定此类飞行器的动力单元具有较强的工程实用性。以设计一款单人多旋翼飞行器为例,搜集品牌官网推荐的百余组匹配方案数据,采用穷举法计算并获得九组性能参数之间的关系;在此基础上,建立旋翼及等效电路模型,针对 22 款优选电机的最大工作电压,采用优化法计算可匹配的最大旋翼尺寸及需用旋翼个数。结果表明：优化选型所得方案更精准高效,该方法可用于快速获得大质量效率、高续航、低成本的动力单元方案。     

正常类航空器进气条款适航符合性研究

正常类航空器包括正常类飞机和正常类旋翼航空器,是通用航空产业的主要机型,发动机进气系统是此类航空器的重要组成部分,其设计的优劣关系到发动机能否正常工作,在适航审定中需要重点加以关注。为了全面研究正常类航空器进气条款的适航符合性,对正常类飞机及正常类旋翼航空器的适航标准、符合性验证方法进行了分析,并结合某型农林飞机及某型直升机的适航审定案例开展了对比研究。研究结果表明:正常类飞机及正常类旋翼航空器进气条款均采用说明性文件及飞行试验来表明符合性;说明性文件需要对进气系统的设计原理和组成等进行介绍,在具体型号中,此部分内容可以单独给出,也可以包含在动力系统设计说明文件之中;飞行试验验证不必单独开展,一般可与动力装置工作特性检查结合进行;通过对比不同型号的审定案例,给出了正常类航空器进气条款的符合性验证方法与思路,可为后续同类型号的研制与适航审定工作提供参考。