由波音777跨洋飞行谈ETOPS

ADiscussiononETOPS一、背景1997年4月,中国南方航空公司使用波音777－200／IGW营运120分钟ETOPS的申请获得批准厂月,南航采用该型飞机开通了广州－美国洛杉矾不经停跨洋航线。这一航线的开通,标志着世界上首条采用波音777飞机运行的跨太平洋双发延程航线的诞生。同时,南航也成为国内首家获得ETOPS营运批准且也是目前国内唯一具有营运ETOPS能力的航空公司。在此之前,国内民航界关于ETOPS的概念和认识几乎还是一片空白;即使到目前为止,对国内民航界的大多数人士来说,ETOPS仍是一个全新的概念。但放眼世界民航运输业却…     

ETOPS特点与设计的特殊考虑

ETOPS广泛应用于远程、跨洋、极地的飞行。回顾了ETOPS规章的演变和应用以及ETOPS的特点,并从飞机设计的角度提出了ETOPS型号设计需关注的若干要点。通过多视角的回顾,更加直观地体现了ETOPS设计的内涵,可为ETOPS型号设计提供参考。     

驾驶员模型对驾驶员诱发振荡评估结果的影响

在飞机设计中,应用不同的驾驶员模型来预测驾驶员诱发振荡(PIO)是避免人机系统出现不良耦合的重要途径之一。以人-机闭环系统为研究对象,以某一电传飞机为例,采用Ⅱ型PIO的开环发生点OLOP评估准则,分别使用增益驾驶员模型和修正Neal-Smith驾驶员模型对人机闭环系统中的PIO易感性进行了分析、评估,对比研究了不同驾驶员模型对OLOP评估准则评估结果的影响。仿真结果表明:不同的驾驶员模型对Ⅱ型PIO评估准则(OLOP)的评估结果有较大的影响,相同驾驶员模型下不同的驾驶员增益对评估结果也有影响。在使用OLOP评估准则时应充分考虑驾驶员模型对评估结论的影响。     

民用飞机ETOPS重要系统适航审定研究

延程运行（ETOPS）是国际民航组织为了保证民航飞机安全飞行提出的一项运行要求,被广泛应用于洲际航线,尤其是跨洋飞行。ETOPS型号设计批准的核心是ETOPS重要系统的适航审定。对ETOPS重要系统的审定工作进行研究和讨论,分析ETOPS重要系统相关的适航条款要求,提出ETOPS重要系统确定方法和验证方法,明确有时间限...     

空客公司A330-800客机获得180分钟双发延程飞行认证

4月2日,空客公司宣布,根据欧洲航空安全局(EASA)发布的认证修订,A330-800客机的双发延程飞行(ETOPS)可超过180分钟。A330-800客机于2月中旬获得EASA颁发的认证许可,并获得最长180分钟的ETOPS批准。作为空客A330n eo系列中的较小型客机,A330-800由罗罗公司Trent 7000发动机提供动力。     

一种估算ETOPS时间限制系统时间性能的方法

ETOPS时间限制系统的时间性能要求是飞机系统设计的重要输入,是确保飞机系统设计满足最大ETOPS改航能力的前提.结合工程经验以及ETOPS运行特点,提出了一种估算ETOPS时间限制系统时间性能的方法.通过案例计算表明,航路温度和风对于确定ETOPS时间限制系统时间性能的影响是明显的.提出的计算、分析方法可用于飞机设计阶段对ETOPS时间限制系统时间性能的工程估算.     

民机延程运行计划维修要求的制定

主制造商需要为具备延程运行(ETOPS)能力的飞机制定符合延程运行要求的维修大纲(MRBR)。为确保飞机交付客户后能够达到并保持延程运行所必需的性能和可靠性,MSG-3分析需要结合所申请级别的ETOPS能力开展。基于新研飞机常规运行系统MSG-3分析逻辑决断流程,重点从ETOPS关键MSI选择、ETOPS功能失效影响分析、失效影响类别判定等方面,说明ETOPS系统计划维修要求的制定过程。     

330分钟双发延程飞行的维护策略

延长ETOPS时间可能意味着维修策略的改变。2011年12月,新西兰航空公司的一架波音777-300ER飞机顺利完成了洛杉矶-奥克兰的直飞,这是该航空公司首次实施240分钟双发延程飞行(ETOPS)。但240分钟并不是ETOPS的极限,目前330分钟正成为     

一种基于条件概率的飞机安全性分析模型

飞机的安全性不等同于飞机的可靠性,除与可靠性相关外,它还与安全监控系统、事故反应时间等相关.在分析飞机安全性与可靠性关系的基础上,从条件概率的角度,建立了一种新的飞机安全性分析模型.最后通过案例分析表明,建立的模型是有效的.     

飞机的可靠性准则

现代飞机种类的增加，既促成了各种用途的航空技术产品的工作特性和使用条件的多样性，也促成了使用飞机可靠性准则的必要性。本文从分析飞机的主要工作特性入手，对飞机系统的可靠性准则进行了分析。给出在完成任务期间飞机及其设备无故障工作的概率及评估方法。讨论了机群的可靠性准则，给出了机群的故障概率及在无法修复条件下和可修复条件下评估机群可靠性的方法。     

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。     

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。     

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.      

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<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.