大气扰动建模及在民机工程应用中的研究

大气扰动是影响飞机飞行安全的重要因素。对民用飞机研制试验所需的及相关适航文件中规定的大气扰动进行了建模分析,包括环球风、风切变、大气紊流等。介绍了大气扰动模型在实时仿真系统中的实现及仿真,该研究是民用飞机飞行品质评估、FHA试验及大气扰动相关的适航验证试验的重要支撑。     

低空风切变危险尺度研究

飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现在水平风的加速度U_wg和垂直风速度W_wg上。文中研究了U_wg和w_wg对危险尺度的定性、定量关系,提出了用水平风加速度这个目前机载设备能探测的参数来评估风切变的危险程度,为前视式机载低空风变探测传感器的设计提供了基础。     

机载前视式低空风切变告警系统适航要求及审定方法

低空风切变对飞机在起飞和着陆阶段构成严重危害这一事实已被确认.美国联邦航空局(FAA)颁布的航空条例第121部第358条款(FAR121.358)及有关豁免文件,给出了机载前视式风切变告警系统的适航要求及合格审定方法,为这种系统的设计、验证和审定提供了较完整的理论依据.FAR121.358的主要内容是:凡1991年1月2日以后制造的飞机,都必须装备有经批准的机载风切变告警和飞行指引系统、机载探测和回避系统或这些系统的组合;对1991年1月2日以前制造的涡轮动力飞机,包括波音737-300以上的全部波音客机、MD-11系列以及空客系列等也必须装备上述系统.     

先进民机飞控系统安全性设计考虑

飞行控制系统作为民机机载设备中的飞行关键和安全关键系统,其安全性设计对民机运营安全至关重要。基于适航安全性要求,梳理了民用飞机机载系统安全性的定性及定量需求,分析了民用飞机飞控系统适用的安全性设计依据和标准;对先进民机飞控系统安全性设计技术进行了研究,从飞行控制系统架构、控制律、复杂电子硬件、作动器和高安全等级软件设计5个方面提出了安全性设计技术的考虑。     

浅析低空风切变及其探测技术

低空风切变是一种在飞机起降阶段危害飞行安全的气象现象,通过介绍目前常用的一些探测技术,以帮助读者提高对低空风切变及其探测技术的认识.     

民用飞机机载软件计划阶段评审方法研究

民用飞机机载软件的合格审定是民用飞机适航取证工作的重要内容,机载软件计划阶段评审是机载软件合格审定过程的重要里程碑,直接影响民用飞机主制造商的软件研制进度和适航取证进度。本文结合我国民用飞机机载软件研制过程中计划阶段工程评审与适航审查的经验,总结了适合我国国情的机载软件计划阶段评审的方法和流程,并对此过程中有关的重要问题进行了论述。     

民用飞机液压能源系统设计中的适航考虑

1概述 对民用飞机的一个基本要求就是飞行安全,为保证飞机的飞行安全,各国都设置了适航部门,负责对民用飞机飞行的适航性进行审定.适航部门制定了飞机的适航标准,只有符合适航标准的飞机才能获得适航证,只有获得适航证的飞机才有可能被允许销售给民用航空运营公司,进行航空商业运营.     

低空风切变中直升机纵向运动特性分析

低空风切变是危及飞行安全的一种危险天气，由此而引起的严重事故时有发生，将风切变引入直升机的基本运动方程，定性地讨论了水平风切变对直升机进场着陆／着舰的影响，着重分析了直升机在低空风切变中的飞行航迹，操稳特性变化特点等，对飞行员处理风切变有一定的参考价值。     

大型飞机在风切变环境中飞行安全尺度分析

基于低空风切变对飞行安全的影响,对大型飞机在风切变环境中的飞行安全尺度进行了详细分析.主要从风切变能量水平和飞行安全尺度进行比较,从而可以评估风切变的危险程度,而风切变的危险程度主要从风切变危险尺度和速度危险尺度来衡量.风切变危险程度如果达到飞机飞行安全尺度边界,飞机则会发出告警提示.飞行员根据告警提示采用相应的操纵方法避免危险的发生,从而提高飞机的飞行安全性.     

民用飞机机载设备适航与安全性设计

民用飞机机载设备要进入民用航空市场,必须进行适航取证,接受适航管理,研发过程要严格遵守满足适航要求的相关流程与标准,以保证飞行安全。本文结合民用飞机要求,介绍了如何建立满足适航要求的设计保证体系,并结合实例,给出了民用飞机机载设备安全性设计方法、思路并对追溯性要求进行说明。     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天器返回地球的气动特性综述

航天器返回地球的飞行过程中,气动特性是实现将宇宙飞行速度减到落地前速度、保证再入飞行得到有效控制以及再入防热安全可靠的关键因素。针对简单旋成体气动外形、半弹道式再入控制、烧蚀防热类返回航天器,综述了返回地球过程中变化的空气流域特性、航天器周围的气体绕流环境、空气与航天器作用产生的动力学与热效应等。系统地给出了该类航天器的再入气动特性参数与飞行性能的共性规律,包括:气动阻力与再入减速、气动升力与再入轨迹控制、配平攻角与飞行稳定性、气动加热与防热,以及再入过程中不同气动特性航天器、气象条件变化等对再入飞行性能的影响规律。为航天器开展返回飞行过程的跨流域气动性能工程研制提供设计参考。     

基于马赫数分布可控曲面外/内锥形基准流场的前体/进气道一体化设计

提出了一种高超声速飞行器乘波前体的外锥形基准流场设计方法,在锥面马赫数分布规律给定的条件下,通过有旋特征线法实现反设计,提高了基准流场设计的灵活性。该基准流场通过锥形"下凹"弯曲激波和波后等熵压缩波系压缩气流,可以在较短的长度内完成高效压缩。基于反正切马赫数分布外锥形基准流场设计的乘波前体具有较高的容积率,乘波特性良好且出口均匀,设计点时有黏升阻比为1.89。另外,基于该乘波前体和马赫数分布可控的内收缩进气道给出了一种双乘波的前体与进气道一体化设计方案,实现了内外流分别独立乘波,充分发挥了乘波前体和内收缩进气道的各自优势。     

Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling

IntroductionExpensive turbine parts like HPT(HighPressure Turine)blades or vanes are replaced bynew parts in case of damage.For example theburn through of the inner side of a blade or vane(Figure 1)is a frequently appearing damage,which cannot be repaired…     

Enhancing the efectiveness of film cooling

Advanced gas turbine stages are designed to operate at increasingly higher inlet temperatures to increase thermal efficiency and specific power output.To maintain durability and reasonable life,film cooling is needed in addition to internal cooling,especially for the first stage.Film cooling lowers material temperature by forced convection inside film-cooling holes and by forming a layer of coolant about component surfaces to insulate them from the hot gases.Unfortunately,each cooling jet forms a pair of counter-rotating vortices that entrains hot gas and causes the film-cooling jet to lift off from the surface that it is intended to protect.This paper gives an overview of efforts to enhance the effectiveness of film-cooling.This paper also describes two new design concepts.One design concept seeks to minimize the entrainment of hot gases underneath of film-cooling jets by using flow-aligned blockers.The other design concept shifts the interaction between the approaching hot gas and the cooling jet to occur further above the surface by using an upstream ramp.For both design concepts,computational fluid dynamics results are presented to examine their usefulness in enhancing film-cooling effectiveness.      

Guide for Authors

<正>About Journal Chinese Journal of Aeronautics(CJA)is a comprehensive academic journal dealing with the fields of aeronautics and astronautics.It reports researches concerning the two fields in China and abroad to promote the academic exchange.Founded in 1988 and sponsored by the Chinese Society of Aeronautics and Astronautics and Beihang University,CJA publishes papers bimonthly,with issues released in February,April,June,August,October and December.     

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