基于模型的民用飞机自动刹车系统设计与研究

针对民用飞机刹车系统的重要组成部分自动刹车系统,介绍了自动刹车系统的功能,并对其原理进行了简单介绍,提出了一种适用于自动刹车系统开发的基于模型驱动的设计方法,根据自动刹车的功能需求,建立其对应的行为模型,对需求进行确认以及验证,根据自动刹车的功能架构对其行为模型进行集成,形成自动刹车功能的集成模型,确认、验证其架构的正确性。最后,综合考虑自动刹车的需求以及行为模型,建立基于模型的各工况测试用例,包括着陆刹车以及中止起飞测试用例,对自动刹车系统需求进行自动化测试,验证其正确性、完整性。最后,以着陆阶段自动刹车某一减速率为例对该方法进行了验证,确认了该方法的正确性。模型及管理工具分别为Library、Stateflow、Simulink。     

民用飞机机轮最大刹车能量研究

机轮刹车装置是飞机起落架的重要组成部分,在地面减速过程中吸收飞机大部分动能,对飞机起降安全至关重要。 其中,最大刹车能量设计是刹车装置的关键参数之一,与机轮刹车装置的安全性和经济性紧密相关。 对民用飞机机轮刹车装置最大刹车能量的计算进行研究,按照适航规章相关要求,结合适航当局对刹车装置最大刹车能量计算的关注要点和飞机的设计构型,以某民用飞机为例,分析了机轮最大刹车能量计算中的影响因素,并通过计算对比该飞机在预定的不同使用场景与可能遇到的单个及多个故障叠加工况着陆时的刹车能量,确定该型飞机最大刹车能量出现在典型高原机场两个机轮刹车装置失效着陆工况,最大刹车能量为 32. 44 MJ,为飞机机轮刹车装置的设计提供关键参数。     

民用飞机刹车压力显示设计的考虑

现代民用飞机在地面主要依靠刹车系统来完成飞机减速,飞行员操控刹车的主要器件为自动刹车选择开关、刹车脚蹬、停留应急刹车手柄,在使用刹车的过程中,飞行员需密切关注刹车系统的工作状态,尤其是当正常刹车功能失效需要采用应急刹车时,由于缺失防滞功能,倘若飞行员操作不当将导致刹爆轮胎,存在飞机冲出跑道的危险。通过对典型民机刹车压力显示进行设计分析,为民机刹车系统设计提供参考。     

民用飞机刹车系统接地保护、锁轮保护和滑水保护研究

介绍了民用飞机刹车系统的三个保护功能,即接地保护、锁轮保护和滑水保护功能,这三者虽然是刹车防滑功能的辅助功能,却对飞机的安全性和操作性有着重要影响。针对三个保护功能,分别分析了其设置目的、工作阶段、作用原理和控制逻辑,并给出了控制逻辑的建议值。鉴于其重要的安全性作用,进行了定性的安全性FHA需求分析。同时,对于控制逻辑相对复杂的锁轮保护功能,对比分析了两种不同控制方案,并给出了结论。     

基于系统工程方法的民用飞机维修性设计

维修性设计是民用飞机研制工作中的基础工作之一,维修性的好坏直接影响到民用飞机的经济性和市场竞争力。我国民用飞机维修性设计工作起步较晚,缺少系统的正向方法和技术指导资料。将系统工程实践应用于民用飞机设计过程中,进行正向设计,可以尽可能减少设计工作量,减少返工。将利益攸关方的维修性需求落实到系统设备的维修性设计中,对于民用飞机的维修性设计至关重要。以民用飞机电子电气舱的维修性设计为例,通过需求识别,以需求权重为基础计算得到维修性设计要求的相对重要度。再用关联矩阵法将维修性设计要求落实到民用飞机系统设备的设计上。该方法采用正向设计,为设计出满足用户需求且易于维修的民用飞机提供了设计思路。     

飞机自动刹车系统标准研究

对国内外飞机自动刹车系统技术进行了描述,并对飞机自动刹车系统的系统组成、控制逻辑、减速率设定值、着陆刹车延迟时间和自动刹车控制信号等进行了初步分析,对国内外飞机自动刹车系统标准情况及SAE ARP 1907B和SAE ARP 4102两个自动刹车系统重要的标准进行了说明和分析.结合我国飞机自动刹车系统技术发展的实际需求,提出了我国飞机自动刹车系统配套标准的相关建议,为我国飞机自动刹车系统设计和研制提供了技术支持.     

民用飞机襟翼电子控制装置需求及控制仿真

襟翼系统是飞机系统中的重要系统,襟翼电子控制装置是襟翼系统的核心部件,研究其需求对飞机的 性能和安全具有重要影响。针对襟翼电子控制装置,介绍襟翼系统的功能需求、性能需求及接口需求等设计输 入;对民用飞机襟翼系统架构及工作原理进行概述,分析系统正常工作及故障保护的控制逻辑;用 Simulink的 Stateflow 对工作模式的转换进行仿真,通过 GUI建立良好的用户界面。结果表明:襟翼电子控制装置工作模 式之间的约束条件、襟翼收放的控制律、马达各阶段的加速度等设计参数符合需求,可为民用飞机襟翼控制分 系统设计提供参考。     

基于模型的民机自动飞行功能分析与设计

描述了民用飞机自动飞行系统基于模型的功能分析与架构设计过程。该研究采用符合现代系统工程理念的模型化设计形式,表明和确认系统功能在各种运行决策、人机交互和外部环境中的变化。它针对系统级功能静态、动态特性进行结构化分析和设计,系统性地研究外部对象、应用用例、功能逻辑、交联时序和状态跳转,在确认模型的合理性后生成逻辑架构与接口,将设计需求进行分配,用于设计实现和软硬件架构。该研究通过对飞行导引、自动推力、自动着陆、机组通告等功能的可用性和完整性进行分析检验,改进了功能需求设计。     

基于仿真技术的空调系统冲压空气能耗研究

简要介绍了开展民用飞机空调系统仿真分析及研究的重要意义和空调系统工作原理。建立了民用飞机空调系统主要部件的数学模型,开发了系统部件仿真模块及驾驶舱/客舱热载荷模块等,用搭建的部件模块组建了某民用飞机空调系统仿真模型,完成了仿真计算算例。对仿真算例进行试验验证以修正仿真模型,应用修正的仿真模型预测民用飞机整个飞行剖面内空调系统的冲压空气流量,同时采用标准计算方法评估空调系统冲压空气能耗,为空调系统的冲压设计提供依据,对飞机空调系统设计、优化及适航符合性验证具有重要的参考意义。     

基于可靠性、维修性和测试性的民用飞机供应商选择

民用飞机的研制需要供应商的协同和支持,因此民用飞机供应商的选择至关重要。为满足民用飞机着重于可靠性、维修性和测试性的设计理念,提出基于可靠性、维修性和测试性的民用飞机供应商选择方法。首先介绍民用飞机供应商的分类;其次建立基于不同类型民用飞机供应商的选择准则,并基于选择准则列举相对应的下属指标;最后采用层次分析法,建立氧气系统供应商的选择模型并模拟专家打分,得出不同供应商各准则和指标的权重,根据评分选择最优供应商。结果表明：该方法能够为民用飞机供应商的选择提供不同选择视角,满足现代民用飞机设计理念下对供应商选择的需求。     

民用飞机短舱防冰系统冻雾天试验方法研究

基于民航25部适航规章1093(b)(2)条款民用飞机短舱防冰系统在冻雾天环境中的性能要求,通过构建开放式结冰条件模拟装置,对民用飞机短舱防冰系统在特定的地面冻雾条件下的性能进行了验证,并在真实的航空发动机运转条件下进行适航验证试验,详细给出了民用飞机短舱防冰系统地面冻雾天试验的方法。结果表明:试验方案科学合理,试验方法符合短舱防冰系统对民航25部适航规章的要求,并在某型飞机上得到成功应用。该试验方法可为其他型号飞机地面冻雾天试验提供参考。     

民用飞机生产体系需求定义过程研究

建立高效灵活的民用飞机生产体系是民机项目研制成功的重中之重,也是民机制造商面对变化多端的民机市场必须解决的关键所在。民机产品的复杂性与多样性,决定了民机生产体系的复杂性与多样性。借助系统工程方法探索以需求为牵引对生产体系开展正向设计的方法,在充分研究民机产品与生产体系关系的前提下,借鉴目前广泛用于飞机产品需求定义的思路,本文对生产体系需求定义过程进行了研究,提出了利益攸关方模型和基础功能模型,将风险分析引入生产需求定义过程以提升目标系统的安全性,描述了从利益攸关方需要到需求和从风险应对需要到需求这两类需求捕获方法,提供了生产体系需求的分类方式并阐述了分类的目的,给出的典型生产体系需求来源可作为相关实践的模板。     

欧美翼身融合大型民机方案综述

未来航空运输市场对大型民机提出了更严苛的要求,采用翼身融合构型成为提升未来民机综合性能的重要发展方向,引起各大飞机厂商和科研院所的广泛关注。从布局变革、方案演变以及关键技术成熟度提升等多方面出发,比较详细地论述了欧美各国在翼身融合方案设计领域的探索研究工作。重点对美国N+2/N+3计划、欧盟第五框架计划中研究的多个主流方案进行分析,并对其中涉及到的系列化、应急撤离、动力集成以及气动设计等问题的研究现状进行了阐述,介绍了各方案针对上述技术问题的解决方式和思路。最后总结了翼身融合布局在未来大型民机上应用所面临的挑战,并对新构型的发展趋势以及前景进行了展望,对我国未来民机新构型方案的发展具有一定的参考价值。     

基于任务场景分析的机载导航页面人机界面设计过程研究

顶层飞行任务场景是民机机载显示系统需求捕获的重要来源,显示系统的人机界面设计通过自顶向 下的飞行任务场景分析,识别显示信息内容,开展信息内容设计,继而开展样式设计、交互行为设计与接口设 计等工作。本文以导航页面为例,综合运用层次任务分析和场景用例分析法,阐述了机载显示系统人机界面的 设计约束和过程,可为民机机载显示系统人机界面的正向设计过程提供借鉴。 [ 关键词] 机载显示系统;导航页面;任务场景;人机界面设计     

民用飞机系统需求确认研究

本文从系统工程的角度和民机设计的要求出发,主要讨论了民用飞机系统开发过程中需求的确认工作.需求相关工作是系统设计的一个起点,对于后续的工作将会产生巨大的影响.为了降低风险和研发成本,在设计之初首先需要做好系统的需求确认工作,保证需求的正确性和完备性,这样才能保证设计实现的正确性,最终实现项目的成功.本文从适航性的角度出发,着重描述了系统需求确认工作的流程和相关的确认方法.希望通过这篇文章能够为高度综合、复杂的飞机系统设计研制提供必要的支持     

MBSE在民机起落架系统设计中的应用

详细介绍基于Raphsody的大型民机系统功能开发流程与方法,及其在民用飞机起落架系统设计中的应用。通过模型的方式对系统建立用例、功能流、时序关系和可用于执行验证的状态机来描述系统,指导大型民机复杂系统设计过程中的需求分析、功能分析和设计综合工作,探索MBSE方法在民机复杂系统设计中的指导作用。     

民用飞机干燥系统分析设计

以建模和计算分析为手段,完成民用飞机干燥系统的需求分析和方案设计。首先建立民用飞机客舱横截面的几何模型和传热模型;基于饱和含湿量和温度之间的关系分析客舱顶部干燥控制需求;比较干燥控制需求和民用飞机典型巡航工况下的相关参数确定干燥系统设计方案;最后将设计方案与实际应用进行比照,实际应用和设计方案吻合较好,说明了设计过程的合理性。     

基于运行场景模型的测试用例生成和排序方法

大型民用飞机研制是一项多系统、多学科交联的复杂系统工程,民用飞机主制造商应在早期设计过程中进行需求的确认和验证工作,以找出设计中的缺陷,减少后续迭代设计成本,缩短设计周期,提高产品的竞争力。通过引入软件工程领域基于场景测试的方法,利用场景作为工具,以飞机在进近过程中触发TAWS模式1告警为实例,采用SysML活动图构建民机运行场景模型,基于场景模型生成测试用例,同时引入测试用例重要度对测试用例进行排序,用于指导后续的测试工作,为实现基于场景的需求确认和验证提供了支撑。