电磁场对航空电子设备干扰的预测研究

本文论述飞机内部辐射电磁场通过电缆线感应耦合形成对电子设备干扰的机理，分析了这种干扰模式既有辐射又有传导的复合特点，并应用孔缝衍射、场对激励、含分布源传输线和网络分析等理论与方法，逐层剖析描述了预测数学模型，最后给出了应用计算机编制的预测程序的结构。     

平板圆孔气膜冷却的热弹耦合分析

分析了带圆孔的平板这一基本的冷却结构的热弹耦合特性,研究了定常状态下影响热应力的因素.采用了多场耦合的计算方法预测并分析了平板圆孔气膜冷却的热应力分布,系统地分析了入射角、复合角和吹风比对热应力的影响.结果表明:平板内整体热应力远小于气膜孔周边的热应力,热应力主要集中在气膜孔前缘线和尾缘线附近,而气膜孔两侧的热应力仍保持较低的水平;施加于气膜孔的内力垂直于气膜孔的轴线.吹风比越大,气膜孔附近的温度梯度就越大,从而气膜孔的前缘线和尾缘线的热应力更加集中.入射角越小,气膜孔周边的热应力越大,而且热应力会更加集中在气膜孔出口的前缘点和入口的尾缘点上.复合角的存在有助于弱化热应力集中.      

弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性研究

为研究内转式进气道前体压缩激波与机体边界层之间的弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰现象,对矩形捕获型线、直母线圆锥基准流场生成的内转式进气道压缩型面进行简化,并利用数值仿真方法对简化模型进行计算,分析并对比了非耦合和耦合情况下弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性。结果表明：非耦合模型所形成的分离区呈弯刀形,分离区的最大值位于靠近侧壁面处（y=-0.19H）,（H为矩形捕获型线的高度）,且此种变后掠角干扰不再符合锥形相似特性;耦合情况下所形成的分离区呈对称月牙状,分离区最大值位置为对称面位置（y=0）,低能流在进气道中心位置堆积;与非耦合相比,耦合会使得分离区最大值增大51%,进气道出口边界层厚度增大;同时也发现该耦合效应的影响范围是有限的,在压缩拐角前缘靠近侧壁面（|y|>0.6H）的流动区间内,基本不受耦合效应的影响。     

硅微静电悬浮陀螺微位移检测电路噪声分析

硅微静电悬浮惯性仪表主要面向空间应用,如卫星无拖曳控制,星载重力测量等,具有潜在分辨率高、功耗低、体积小、多轴集成等特点。仪表的高分辨率实现对检测电路的噪声提出了较高要求。本文以硅微静电悬浮陀螺仪单频调幅电容式微位移检测电路为例,从电路外部干扰噪声耦合机理及抑制、电路内部噪声分析及优化两个方面,给出了电源耦合噪声、电路温度特性以及放大器电路噪声分析优化等方面的理论推导、仿真及实验验证。     

辐射发射干扰控制研究

通过建立环路、直导线的简单数学模型,论述辐射场远近场情况下的E场和H场,并从差模辐射电路、外部线缆的共模辐射两个方面论述辐射发射机理。据此对如何加强设备的辐射发射控制设计和抗干扰设计进行论述,同时对工程实际上对辐射发射控制设计应关注的问题和工程实际上整改加固方案进行了说明。     

机载电子设备屏蔽效能测试与优化

随着航空工业的发展,高强辐射场（HIRF）对机载电子设备的影响越来越大。因此开展对飞机上已经投入使用的机载电子设备屏蔽效能的测试与优化的研究具有重要的意义。基于RTCA/DO-160G和GJB 5185—2003建立HIRF的测试环境,在该电磁环境下对机载电子设备进行屏蔽效能的测试,分析了不同测试位置、不同入射面以及不同极化方式对屏蔽效能的影响。获得了机载通信设备的主要耦合通道,并针对不同耦合通道提出了通用性的优化方法。研究结果可为机载电子设备HIRF的测试以及屏蔽体的优化提供参考意见。     

内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法

应用特征线理论设计了内转式轴对称基准流场以及外压缩轴对称基准流场，利用激波交线、流线追踪方法等相关技术提出了一种头部进气式的高超声速飞行器内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法，并对生成的一体化构型进行了数值模拟及分析，数值结果验证了该方法的正确性和有效性。该一体化设计方法基本保留了内转式进气道的优良特性，并以高升阻比乘波体为原型构建较高升阻比的一体化构型，从流场耦合的角度出发为减弱机体与进气道之间复杂的波系干扰，实现飞行器内外流的完全耦合进行了探索。     

基于集成芯片的同步整流开关电源模块

介绍了DPA—Switch芯片的外部引脚、内部电路及功能模块；讲解了同步整流电路的基本工作原理。根据DPA—Switch的特性给出了同步整流开关电源的设计方法和具体的设计电路，并对外围电路的设计进行了分析，最后给出了测试结果及设计注意事项。     

基于物理量梯度修正的RBF数据传递方法

径向基函数是复杂外形飞行器多场耦合计算中重要的数据传递方法。复杂飞行器物理量分布通常与局部流动特征密切相关且在不同区域变化剧烈,如何在具备各向同性特征的径向基函数中考虑实际物理量各向异性分布因素的影响成为制约其精度进一步提升的关键。针对径向基函数的问题,提出了一种基于局部物理量梯度对径向基三方向权重进行自适应修正的数据传递新方法。采用高超声速舵面、翼身组合体算例对该方法在单次数据传递中的可行性及效果进行了验证,同时基于该方法对压缩拐角外形开展了气动力/热/结构多场耦合数值模拟,并与风洞试验结果进行了对比分析,以验证该方法在实际耦合问题计算长时间高频次数据传递中的适用性及可靠性。研究结果表明该方法能够很好地提升如薄板样条插值（TPS）、多重二次函数插值（MQ）等全域基函数的单次插值效果,并且有效地改进了MQ方法对形态参数的鲁棒性,而对于梯度修正后的紧支基函数,其改进效果更佳,以较少的点达到了TPS、MQ等全域基函数的插值效果,实现了数据传递效率和精度的兼顾。采用该方法获得的耦合计算结果与试验对比一致,表明了该方法的可用性以及在复杂外形多场耦合问题中的良好工程应用前景。     

变转速下跨声速压气机的耦合扩稳方法

为了探索在不同转速下均可有效提高压气机失速裕度的扩稳方法，以跨声速压气机为研究对象，利用缝式机匣处理和叶顶喷气进行耦合设计，并参数化研究了缝数目、缝长、缝宽及喷嘴周向宽度对压气机性能的影响规律，结合非定常数值模拟揭示了耦合型机匣处理的扩稳机理。研究结果表明，在100%、80%、60%转速下，压气机失速裕度分别提高9.31%、8.26%、8.68%,设计点效率分别降低0.77%、0.23%、0.41%。缝数目、缝长、缝宽是影响压气机失速裕度及效率的显著因素，而喷嘴周向宽度对压气机失速裕度及效率的影响较小。耦合型机匣处理内形成了抽吸、喷气的耦合流动循环，耦合强度的增加有利于压气机失速裕度的提高，但会降低压气机效率。耦合型机匣处理提高了叶顶负荷，但降低了叶顶泄漏强度，极大消除了叶顶泄漏涡引起的叶顶堵塞，这是压气机失速裕度提高的主要原因。耦合型机匣处理具有在不同转速下均能有效扩稳的潜力。     

CCAR23部飞机HIRF防护适航验证方法研究

民用飞机为获得在高强辐射场环境中的运营许可,必须按照适航当局发布的高能电磁辐射场( HIRF )防护相关适航条款进行防护设计和适航验证。当前确定航空器内部 HIRF 环境主要通过试验方法和相似性评估法,具有工作量大、测试成本高等缺点。针对仅有 A 类显示系统的 CCAR23 部飞机首次使用数据推算方法,确定飞机内部 HIRF 环境电平,用于实现整机的 HIRF 防护适航验证;提出一套适用于 CCAR23 部飞机 HIRF防护适航验证的方法,分析该方法的关键技术及可行性。本文所提出的方法已应用于 Y12F 飞机 HIRF 防护适航验证的实际工程,有效降低了整机 HIRF 防护适航验证的复杂程度,节约了整机试验所需的测试成本,提高了试验效率,为民用航空器 HIRF 防护验证提供参考。     

民用飞机电子电气设备舱门高强度辐射场(HIRF)防护设计研究

适航规章CCAR-25中给出了航空器暴露在高强度辐射场(HIRF)中应满足的抗干扰要求,针对某型号民用飞机电子电气设备舱门对HIRF环境防护能力较弱的问题,提出一些提升舱门HIRF防护能力的优化设计建议。在对飞机电子电气设备舱门HIRF防护能力研究时,以该型号民用飞机电子电气设备舱门为研究对象,将舱门与电子电气设备舱结构模型简化成复杂金属腔体开环形孔缝的模型,并类比开孔矩形金属腔体的电磁屏蔽效能的研究,归纳出可能提升结构HIRF防护能力的结构优化设计方向。依据优化设计方向规划了3个舱门结构优化方案,并对该型号民用飞机进行低电平扫掠场(LLSF)试验以验证优化方案的有效性,对试验结果分析表明,所提的建议对于提高电子电气设备舱门HIRF防护能力是有效的。     

General aviation aircraft avionics: integration & system tests

The avionics of current-day aircraft is termed as modular integrated full glass cockpit. Unlike lots of dials and gauges, the pilot will interact with Multi-Function Displays (MYD). This means that the systems are coupled with multi-function displays, communication and navigation radios with control units, multi-mode interactive instruments for control and navigation, recording and fault management systems, airframes and health monitoring diagnostic capabilities. Pilot Vehicle Interface (PVI) is an important measure of good avionics and cockpit layout, which implies the optimization of man-machine interface, enhancement of the economy, and safety of flight operations. This presents the avionics architecture of a 14-seat Light Transport Aircraft (LTA) for general aviation, which has multi-role commuter capabilities. LTA is a twin turbo-prop, multi-role aircraft, with air taxi and commuter services as its primary roles. The avionics is built on the digital communication mode for both command and control with current requirements of TCAS, digital Autopilot, and AMLCD multi-purpose glass displays. The LTA Avionics suite is grouped into six major groups based on functionality: Display System, Communication System, Navigation System, Recording System, Radar System, and Engine instruments and other cockpit displays. This paper also covers details about the extensive tests carried out to prove the avionics design in terms of functionality, inter-operability, interference, and compatibility. Various practical integration and flight-test issues, methodologies, and details of the scenarios is presented herein.     

满足航电通信系统要求的ACE-MBI设计

多路传输总线通信接口(MBI)是航空电子系统的通信基石,航空电子系统的任一分系统都要通过MBI才能进入1553B通信系统中.在MBI中最关键的器件是1553B协议芯片.本文详述了采用BU-61586芯片设计的与型号任务使用的UT-MBI兼容的新MBI的设计方案.     

飞机级高场强辐射场验证替代方法研究

为了解决飞机级高场强辐射场（HIRF）验证技术难点,结合防护要求,对其验证替代方法进行了研 究,分别包括低电平扫描场法、低电平扫描电流法、混响室法、差模电流注入法、低电平直接注入法和表面环 线电流注入法,对六种替代方法的验证机理、验证难点进行了分析,总结了各种方法的优缺点,并给出了推荐 的HIRF 防护验证替代方法顺序。     

Aging avionics: the problems and the challenges

Aging avionics have become a problem because aircraft are being kept in service far longer than the original plan. This paper discusses the four key problems of aging avionics: (1) determining the systems that are the high cost drivers in order to select those that should receive priority; (2) determining the requirements for the replacement; (3) identifying alternative technologies that will satisfy the requirements and are affordable; and (4) determining the funding required and acquiring the funding needed to replace the aging avionics. Challenges encountered in solving these problems include management and technical. The problem of aging avionics is not limited to a single aircraft, but occurs across all aircraft. Cost-effective modernization requires cutting horizontally across all aging aircraft, and coordination with the end users and the existing management structure. A key technical challenge is to select an architecture that is upgradeable since the funding limitations may ensure parts will become obsolete prior to the completion of a drawn-out production.     

一种飞机电子系统寿命及可靠性预估方法

鉴于多种多种因素影响,航电设备实际寿命与OEM设计寿命往往有较大差异。基于此,采用D-S算法,针对某航空公司UNIT-IRU系列部分设备真实服役数据,建立了单一因素融合和多因素融合设备寿命预估及可靠度计算方法。考虑样本规模的限制,略去计算量的细微差异,后一方法将基本分配概率的不确定性由20%降低到5%左右,表明多因素方法预估结果准确性和可靠度更高,实用性更强。     

IEL&HIRF传递函数分析预测与系统定义

讨论闪电间接效应和高强度辐射场的飞机传递函数的同步测量与分析计算,论述飞机系统设备对闪电间接效应或高强度辐射场响应的分析预测方法,说明系统定义中电磁兼容及设备电磁防护的设计方法。     

高强度辐射场环境下电子设备的防护与设计

航空电子电气系统暴露于高强度辐射场（HIRF）环境下的误动作与工作失效等灵敏度问题,严重影响了飞行器的安全系统。因此,研究HIRF对飞机安全的影响就变得十分有必要。详细介绍了美国联邦航空局和中国民航适航部门在适航认证方面的相关标准及法规,以及设计者如何设计出符合HIRF认证标准的航空电子电气系统。