调整片气动助力操纵系统动态特性

调整片气动助力操纵是指驾驶员通过机械式操纵系统操纵调整片,再由调整片偏转产生的气动力操纵主舵面的一种操纵形式,主要应用在高速大型飞机上。此种操纵系统动态特性的计算方法一般资料中比较少见,参考文献[1]仅给出了升降舵系统的简化方程。本文由拉格朗日方程导出此种操纵形式的升降舵、副翼和方向舵操纵系统的运动方程,并以升降舵系统为例,在电子模拟计算机上计算了某国产大型客机的升降舵系统对数幅、相频特性。文中将计算结果与真实系统的地面模拟试验作了比较。这些比较表明,本文所提供的方法在工程上是可行的。     

气动助力操纵飞机的纵向特性计算

本文根据气动助力操纵升降舵系统的特点,推导了飞机纵向静稳定性和纵向阻尼及洗流时差导数的计算公式。导出了飞机由初始定直飞行状态转入到ω_2、ΔV和Δn_y均为常值的稳态机动飞行中升降舵和调整片的偏角。杆位移和杆力以及它们分别对速度和过载的梯度计算公式。利用本文的计算方法,对一架典型的气动助力操纵的大型喷气式飞机(H=8公里,M=0.8)的纵向静态飞行品质进行了验证计算。其结果是可信的,表明计算方法是可行的。     

升降舵辅助操纵的自转旋翼机自适应姿态控制

针对常规自转旋翼机俯仰操纵方式存在的问题,提出了一种升降舵辅助操纵的自转旋翼机布局。采用解析叶素积分方法建立了自转旋翼气动模型,通过与风洞试验数据及数值叶素积分法的对比验证了其合理性。提出了基于神经网络动态逆的自转旋翼机姿态控制方法,采用动态逆技术设计了基本控制器,采用在线神经网络自适应补偿建模误差、外界干扰和设计模型误差导致的不确定逆误差。提出了基于动态控制分配技术的升降舵-旋翼纵向周期变距分配方法,以协调二者在控制效率和带宽方面的差异。仿真结果表明,提出的升降舵辅助操纵方式可以有效地降低旋翼机桨盘的调整频率和幅值;提出的姿态控制方法具有良好的控制性能和鲁棒性;动态控制分配器能够合理地协调升降舵和旋翼纵向周期变距。     

基于单边效能的纵向操纵适航符合性分析

为满足独联体(CIS)适航相关条例要求,对新舟60飞机现有的单套机械硬式升降舵操纵系统进行了改进。将升降舵左右驾驶联动操纵,改进为卡滞情况下可以断开联动,左右驾驶员分别控制左右升降舵。针对改进情况,通过风洞试验,获得了无动力和带动力条件下单边升降舵卡滞的升降舵效率。根据试验结果分析了纵向操纵恢复飞行品质及适航条例符合性,为后续飞行试验验证及适航取证奠定了基础。     

如何判断活塞式发动机的发动机抖动与螺旋桨抖动

我国现在使用的通用航空飞机,大多数安装的是低速活塞式发动机。维护该发动机,难度比较大,而且又比较脏,故障也比较多。在众多故障当中,发动机抖动又是最常见的故障。现在浅谈一下自己在30多年维护活塞式发动机的一些体会,供同行们参考。活塞式发动机的抖动有很多类型,大致可分为发动机抖动和螺旋桨抖动两大类。机务人员要想尽快找出抖动的原因,必须首先准确地判断是     

世界航空制造产业链中的“中国制造”和“中国创造”——哈飞空客复合材料制造中心成功交付首件空客A350XW B方向舵

全球领先的飞机制造商空客设计、制造的最新机型——A350XWB宽体飞机是目前全球最先进的远程宽体飞机。A350XWB宽体飞机机身大量使用轻型复合材料,大大降低了飞机重量,从而大幅度降低燃油消耗和碳排放。复合材料的使用是当前及未来飞机制造的发展方向。空客公司和中航工业哈飞等中国合作伙伴的合资企业——哈飞空客复合材料制造中心是亚洲最大的复合材料制造企业,采用全球最先进的设备和制造流程,其工人经过严格的培训,为空客A350XWB宽体飞机制造升降舵、方向舵和机腹整流罩等重要部件。继成功交付A350第19段维护舱门和升降舵等部件之后,2014年12月12日,哈飞空客复合材料制造中心交付A350的另一重要部件——方向舵。该制造中心未来将成为空客A350升降舵、方向舵、机腹整流罩和第19段维护舱门的全球独家供应商。     

哈飞空客复合材料制造中心新厂房落成

2月28日,哈尔滨哈飞空客复合材料制造中心新厂房在哈尔滨市正式落成并投入使用. 新厂房主要用于空中客车A350XWB复合材料零部件的生产,包括方向舵、升降舵、19段维护舱门和部分机腹整流罩.     

无人机升降舵位移异常分析与改进设计

针对某型无人机在飞行中出现升降舵位移波动偏大的异常现象,通过理论分析和仿真研究,得出升降舵驱动舵机支撑结构刚度不足引起的支撑结构振幅过大是升降舵位移异常的主要原因;然后对升降舵驱动舵机支撑结构进行改进设计,并采用有限元模型分析方法进行了刚强度分析,结果显示,改进的支撑结构在承受相同载荷时其变形量显著减小;将改进的支撑结构装机后进行飞行试验,得出升降舵工作平稳,未出现舵机行程偏大或激荡的现象。     

无可调水平安定面和气动调整片飞机起飞杆力优化研究

针对无可调水平安定面和气动调整片的飞机在起飞阶段纵向杆力的优化设计,提出了一种适用于该种飞机的改善起飞杆力的方法,该方法包括了起飞杆力设计速度点选取、目标杆力的确定和随重心而变的升降舵预置偏度的计算。将该方法用于某型机,通过理论计算和飞行员在模拟器上验证,表明该方法行之有效,可以满足飞行品质规范要求。     

活塞式发动机间歇性抖动故障分析

我国通用航空飞机上安装的发动机,大多数是活塞式发动机。这种发动机由于构造复杂,传动烦琐,再加上机械缺陷及操纵使用不当等原因,容易产生故障。其中发动机间歇性(间隙性)抖动,因抖动轻微,又不是连续性的抖动,故不易被发现,是维护该发动机的难点。一、间歇性抖动的危害活塞式发动机间歇性抖动(或称间隙性抖动),是一种发动机内在的隐患。这类故障,由于不定期出现,或在     

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.