民用飞机维修性参数选取和指标确定方法研究

民用飞机维修性参数选取和指标确定是维修性设计的基础工作之一，为了反映出民用飞机的维修性、运营费用和维修人力等方面的目标，需要选择合适的维修性参数并确定维修性指标。国产民用飞机由于缺少研制经验和设计资料，无法使用成熟方法进行维修性参数选取和指标确定，针对这一问题进行研究。结合民用飞机的设计特点阐述了民用飞机维修性参数的选取方法，通过综合权衡民用飞机设计中各影响因素和维修性参数有效性，从与维修时间相关、与维修工时相关、与维修成本相关的三类参数中选取适当的民用飞机维修性参数。针对民用飞机设计现状，明确维修性指标的确定依据和具有实用性的方法，以使民用飞机具有良好的维修性。解决了国产民用飞机维修性参数选取和指标确定工作无参考依据的问题，为民用飞机维修性参数选取和指标确定提供了一条可行途径。     

对国外民用飞机安全性指标的分析

安全性是民用飞机设计及使用时必须考虑的首要问题,安全性指标要求将影响民机的设计、维修及使用。本文对比讨论了美国联邦适航条例FAR25.1309节及西欧适航条例JAR25.1309节对安全性指标及其评定的要求;较详细地分析了飞机及其系统安全性指标的确定与评定的原则及方法;最后,以FAR25.1309为例讨论了安全性指标及其评定要求对民机设计、维修及使用的影响。     

浅谈民机初始适航机务维修管理

初始适航阶段的机务维修既要保证飞机合格审定试飞实施和安全,落实维修要求,实施维修作业,同时也要开展维修设计验证,并接受试航审定管理部门的监督检查。因此,对民机初始适航维修目标、任务及管理的内容和要求进行了初步探讨。     

一种民用飞机维修性定性指标评估方法

本文提出了一种简单实用的维修定性指标评估方法。该方法要求维修人员尽早介入飞机研制过程,对维修性指标进行评分考核,建立起从客户端到制造商的信息反馈渠道,以便及早发现维修缺陷并进行设计更改。     

装备设计中人为因素研究

在装备设计时纳入人素工程设计要求,研究人为因素对装备使用与维修的影响,讨论了人为因素分析的目标与技术,重点进行了人为差错分析和安全性分析. 武器装备是一个复杂的人、机、环境系统,在装备设计时,若不考虑人的因素,不仅维修问题增多,而且系统的效能和战备均将降低.     

维修性预计方法运用现状及展望

维修性预计也称维修性预测,它是根据历史经验和类似的维修性数据,对新的产品设计构想或已设计的结构方案,预测其在预定条件下进行维修时的维修性参数,以便了解设计满足维修性要求的程度.维修性预计参数应与规定的指标参数相一致.最经常预计的参数是平均修复时间,或最大修复时间,工时频率或预防维修时间等.预计的参数常常是系统级或设备级的.     

航空发动机全寿命维修概率建模与仿真

由于生产制造、运行环境和使用条件等个体性差异，航空发动机部件性能/寿命不确定，进一步导致机队送修率和小时维修费率等运维指标不确定。为了量化评估部件设计可靠性、运行环境、维修决策等不确定性因素对机队运维指标（送修率、送修原因、平均拆换时间间隔、小时维修费率等）的影响，提出了一种航空发动机全寿命周期维修概率建模方法。该方法基于不同环境下各潜在送修原因的寿命分布，结合维修决策规则和维修任务成本，通过离散事件仿真，对发动机进行全寿命周期维修事件概率建模。以典型民用大涵道比涡扇发动机为仿真对象，3种运行环境下发动机送修率均值分别是0.029 1、0.038 4和0.059 8，单位飞行小时维修成本分别为每飞行小时82、91和119美元，综合部件设计可靠性与维修决策对运维指标的影响，结果证明所提出建模方法可行性和有效性。      

军用飞机无维修工作期参数分解方法研究

 针对目前军用飞机设计中无维修工作期(Maintenance-free Operating Periods, MFOP)指标无法分解和落实的问题,通过对基本可靠性、故障预测、系统重构和冗余设计等影响军用飞机MFOP实现的主要因素进行分析和数理建模,提出了一种军用飞机MFOP参数的分解流程和方法,为MFOP由使用参数(使用要求)向合同参数(设计要求)的分解提供初步的方法基础,能够为军用飞机的MFOP指标分析论证和基于MFOP的飞机可靠性设计工作提供一定的理论指导.     

以战备完好性为中心的维修管理

阐述了以战备完好性为中心的维修管理的涵义 :在装备系统的全寿命中以系统工程的方法优化维修 ,确保装备具有良好的保障特性与保障系统 ,力争维修的高效 ,使能以最少的全寿命费用达到所要求的战备完好性。其要点包括 :确保装备具有良好的保障特性和保障系统 ,提出了于监控对装备进行健壮设计的同时 ,同步进行工艺与硬件设计、改装预案设计 ,贯彻以可靠性为中心的维修等。     

基于性能保障分析的飞机备件需求预测模型

基于性能的后勤保障其实质就是购买性能而不是传统的购买产品和服务。目前这已成为美国国防部首选的产品保障策略。鉴于目前飞行训练任务期间备件需求量预测方法与定期维修保障模式顶层指标相脱节,预测结果无法适应飞行训练及面向性能保障的需求,文章通过基于性能的保障性分析方法,给出了基于性能保障分析的备件需求规划流程;以维修保障费用最低为目标,飞机使用可用度、备件保障概率、备件利用率等保障性指标为约束条件,建立了基于多约束的飞机备件预测模型。实例应用表明,该方法所获取的备件需求预测量完全基于设备保障性能角度建立,能够满足用户提出的"购买性能"需求,既有利于实现某型飞机系统维修保障顶层设计要求,又增强了备件需求定量预测的可操作性。     

跨流域高超声速绕流Boltzmann模型方程并行算法

通过对Boltzmann方程碰撞积分进行模型化处理,提出了统一描述各流域复杂高超声速流动输运现象的气体分子速度分布函数控制方程,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖的速度空间离散降维,构造出直接求解分子速度分布函数的气体动理论耦合迭代数值格式,研制了复杂飞行器高超声速绕流气动热力学计算模型。基于对气体动理论数值计算方法内在并行性、变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性的分析研究,使用区域分解并行化方法提出了新型的气体动理论数值算法并行方案;研究了数据的并行分布与并行执行特征,开展了大规模的并行化程序设计,构造了可稳定运行于成千上万CPU的高性能并行算法,用以模拟各流域复杂飞行器的高超声速绕流问题。以稀薄流到连续流环境下不同Knudsen数、不同马赫数的可重复使用类球锥卫星体及翼身组合复杂飞行器等气动力、热绕流问题为研究对象展开大规模并行计算,并进行算法验证,所得计算结果与理论分析、直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)的模拟值及有关实验数据吻合较好,揭示了飞行器跨流域高超声速下的复杂流动机理与变化规律,提供了一条能够可靠模拟高超声速飞行器跨流域气动力及热问题的统一的算法应用研究途径。     

μ理论在电液负载模拟器中的应用

 研究μ理论在电液负载模拟器中的应用，提出电液负载模拟器的鲁棒控制策略。电液负载模拟器是一个复杂的机-电-液复合系统，且是一个强耦合、时变受控对象。综合考虑参数变化、模型变动和干扰等不确定性的影响，利用μ综合控制理论设计电液负载模拟器的鲁棒力控制器，并通过μ分析使用鲁棒力控制器时系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。给出使用鲁棒力控制器和经典力控制器时的实验结果，实验结果表明所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性。     

基于圆型限制性三体问题模型的行星卫星逃逸能量研究

 基于由飞行器、行星及其卫星组成圆型限制性三体问题模型，通过庞加莱映射的方法，研究了飞行器从行星卫星附近逃逸的问题。在Jacobi常数确定的前提下，通过逆向积分，飞行器从L1或L2点附近返回近月点，得到近月点速度出发速度。研究结果表明绕飞L1点和L2点逃逸行星卫星需要的最低能量是不同的，从月球表面逃逸所需的速度脉冲分别比开普勒算法节省46.5m/s和42.3m/s，且均小于Villac等人在Hill模型下得到38.9m/s，从而改进了Villac等人的相关工作，同时也给出了从太阳系主要行星卫星表面逃逸所需的最小能量。     

Model Development and Adaptive Imbalance Vibration Control of Magnetic Suspended System

对星载磁悬浮单框架控制力矩陀螺,建立其转子的平动与转动的动力学方程。所建模型反映了转子的动、静不平衡特性,以及转子运动与框架、星体运动的耦合关系。模型是主动磁悬浮控制与动框架效应分析的基础。对动、静不平衡量未知的转子,设计了自适应对中控制器。在分散PD、比例交叉反馈控制器与高低通滤波器的基础上,通过动、静不平衡量的辨识与补偿控制,使转子绕其惯量主轴旋转,衰减角动量交换执行机构高速转子因不平衡而对基座产生的干扰力,消除星上主要颤振源,达到降低卫星姿态抖动的目的。     

Love Waves in Layered Graded Composite Structures with Imperfectly Bonded Interface

Theoretical analysis and numerical calculations of Love wave propagation in layered graded composites with imperfectly bonded interface are described in this paper. On the basis of WKB method, the approximate analytic solutions for Love waves are obtained. By the interface shear spring model, the dispersion relations for Love waves in layered graded composite structures with rigid, slip, and imperfectly bonded interfaces are given, and the effects of the interface conditions on the phase velocities of Love waves in SiC/Al lay- ered graded composites are discussed. Numerical analysis shows that the phase velocity decreases when the defined flexibility parameter is greater. For the general imperfectly bonded interface, the phase velocity changes in the range of the velocities for the rigid and slip interface conditions.     

Compression Creep Behavior of High Volume Fraction of SiC Particles Reinforced Al Composite Fabricated by Pressureless Infiltration

The compression creep deformation of the high volume fraction of SiC particles reinforced Al-Mg-Si composite fabricated by pressure-less infiltration was investigated. The experimental results show that the creep stress exponents are very high at temperatures of 673 K, 723 K and 773 K, and if taking the threshold stress into account, the true stress exponent of minimum creep strain rate is still approximately 5, although the volume fraction of reinforcements is very high. The creep strain rate in the high volume fraction rein- forced aluminum alloy matrix composites is controlled by matrix lattice diffusion. It is found that the creep-strengthening effect of high volume fraction of silicon carbide particles is significant, although the particles do not form effective obstacles to dislocation motion.     

Experimental Investigation on Performance of Pulse Detonation Rocket Engine Model

The PDRE test model used in these experiments utilized kerosene as the fuel, oxygen as oxidizer, and nitrogen as purge gas. The solenoid valves were employed to control intermittent supplies of kerosene, oxygen and purge gas. PDRE test model was 50 mm in inner diameter by 1.2 m long. The DDT （deflagration to detonation transition） enhancement device Shchelkin spiral was used in the test model. The effects of detonation frequency on its time-averaged thrust and specific impulse were experimentally investigated. The obtained results showes that the time-averaged thrust of PDRE test model was approximately proportional to the detonation frequency. For the detonation frequency 20 Hz, the time-averaged thrust was around 107 N, and the specific impulse was around 125 s. The nozzle experiments were conducted using PDRE test model with three traditional nozzles. The experimental results obtained demonstrated that all of those nozzles could augment the thrust and specific impulse. Among those three nozzles, the convergent nozzle had the largest increased augmentation, which was approximately 18%, under the specific condition of the experiment.     

高超声速飞行器高温流场数值模拟面临的问题

随着高超声速飞行器目标光辐射和电磁散射特性研究的发展和深入,高温流场特性日益引起人们的关注。由于高温流场特性研究中涉及到非常多的复杂气动现象,如气动加热、烧蚀、辐射、燃烧、化学反应以及湍流等,因此其数值模拟面临着诸多挑战。这里基于连续流计算流体力学(CFD)技术和稀薄气体蒙特卡罗直接仿真(DSMC)方法,从化学物理模型建模、方法稳定性与数值求解效率出发,分析了高超声速飞行器外部绕流、尾迹和发动机喷焰三方面的流场特性数值模拟在不同弹道、热防护手段和飞行流域环境下所面临的问题。在此基础上提出了数值求解技术和化学物理模型建模今后需要发展的方向,为有效提高高超声速高温流场特性数值模拟效率、增加流场特性预测精度提供了指导,从而为研究流场对高超声速飞行器目标光辐射和电磁散射特性影响提供有效的基础数据。     

Adaptive Control of Helicopter Ground Resonance with Magnetorheological Damper

The methodology for adaptive control of helicopter ground resonance with magnetorheological （MR） damper is presented. The adaptive inverse control method is used to control the output damping force of MR damper and the range of the damping force is given. Through the adaptive inverse control, the damping force of MR damper is fit to a desired damping force. With the background of applying MR damper to control of helicopter ground resonance, a model of loss force and an adaptive arithmetic for stabilization of the coupled rotor/fuselage system are presented. The simulation shows that the controller presented in this paper can stabilize the rotor/fuselage coupling system quickly and control the helicopter ground resonance effectively.     

The Full Flowpath Analysis of a Hypersonic Vehicle

对一种类X43-A吸气式高超飞行器全流道开展了M7一级的三维数值仿真研究,深入探索了进气道处于起动状态和不起动状态时全流道的冷流流场结构和和气动力特性,且部分结果与实验数据进行了对比。研究结果表明:(1)前体横截面上存在显著的展向压强梯度,使得经过预压缩的气流偏离了进气道进口,但同时也减少了进入内通道的边界层气流,提高了进口流场的品质;(2)后体喷流股的膨胀过程受到了周围外流的显著干扰,因而沿流动方向其截面形状不断发生变化,如在喷口附近为近似矩形,而在后体末端附近则演化为近似三角形;(3)当进气道处于不起动状态时,其全流道流动结构发生了显著变化,进气道的外部压缩波系往复振荡,尾喷管出口的喷流股也在不停的膨胀和收缩,具有极强的非定常特征;(4)当进气道处于不起动状态时,全机的气动力特性呈周期性变化,升阻比的变化幅度较大,在最大、最小值分别可达起动状态的2倍和1/4倍。另外,升力、阻力系数的变化曲线之间存在一定的相位差;(5)与实验结果的对照表明,所采用的数值仿真方法具有较高的精度。