C/C机织复合材料开孔板强度有限元模拟

三维机织复合材料已在航空航天领域得到广泛应用,研究开孔C/C机织复合材料在拉伸和压缩状态下的损伤机理具有重要工程价值。建立开孔C/C三向正交机织复合材料试验件的镶嵌有限元模型,在孔周范围内按照材料的细观结构建立细观尺度有限元模型,采用基于细观力学的强度准则对其拉伸和压缩损伤演化过程进行模拟,并预测其极限拉伸、压缩载荷和拉伸、压缩强度。结果表明:在拉伸与压缩载荷下,由于缝线与纤维束接触区域的应力集中,使得开孔板经纱多处区域出现损伤起始,开孔板损伤区域均呈"X"形扩展。     

空客公司成功的机翼设计Ⅱ——A320、A330/A340、A350及A380机翼设计

空中客车的成功离不开其先进的机翼设计,其机翼由英国宇航公司负责设计和生产。空客飞机机翼先进的空气动力设计,包括尖峰后加载翼型、超临界翼型、先进跨声速机翼设计——超临界机翼设计、机翼与机身的干扰、翼梢小翼设计、增升装置设计等。     

一种新的民用飞机维修性分配方法

在民用飞机维修性设计中，维修性指标分配是一个重要环节。合理的分配维修性指标，可以使民机各系统在设计过程中省钱省力。在民机初步设计阶段，针对维修分配输入不足，首先利用层次分析法对维修性分配因素进行筛选，再运用模糊数学理论中的综合评判方法，综合考虑多方面的模糊因素，提出了基于设计特性模糊综合的维修性分配模型。最后，结合工程实例利用该方法对维修性指标进行了分配应用，结果表明该方法可用来指导民用飞机各系统的维修性设计工作，达到了维修性分配目的。     

民用飞机飞控通电自检测安全性研究

民用飞机飞控通电自检测安全性分析周期假设为20 FH(Flight Hour,飞行小时),不能覆盖24 h,飞机全天利用率高,在下次执行飞控通电自检测之前可能会出现飞控通电自检测过期告警。为了提高飞机维修性,有必要对飞控通电自检测安全性进行研究。通过建立飞控系统失效条件关联的故障树并更新飞控通电自检测的暴露时间,在符合飞控系统I～IV类失效条件等级故障概率要求和千分之一判据情况下,安全性分析结果表明飞控通电自检测周期可以提高到30 FH。     

民用飞机持续适航体系有效性评估方法研究

民用飞机主制造商在飞机交付运营前需建立持续适航体系并对体系有效性进行定期评估是适航规章的强制要求,以保证飞机和整个机队的持续运行安全。对持续适航体系有效性进行定期评估同时也是民用飞机主制造商自我完善持续适航体系,确保体系持续有效运行的必要手段。现阶段,国内的持续适航体系的建设还处于初步阶段,相关要求和准则也在逐步完善中。针对持续适航体系的有效性评估大多只采用定性的评估,评估结果的客观性和科学性难以保证。通过持续适航体系有效性内涵及其表现特征的分析,将体系运行有效性划分为层级指标,采用层次分析法通过特征矩阵计算确定各指标的权重,然后通过一致性检验加以验证,为飞机主制造商的持续适航体系有效性评估提供更加客观、科学的评估方法。     

民机舱室排气阀门无刷直流电机制动控制研究

民用飞机的舱室排气阀门,通过调节开度大小,控制舱室排气流量,使舱室压力保持在目标值。舱室排气阀门的作动器,在手动模式下可由无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,简称BLDC)提供驱动力。由于舱室排气阀门的指令会频繁地“开-关”切换,因此BLDC工作时转速具有“正转-反转”循环的特点,需要在换向时频繁制动。为了提高电机的速度响应特性,重点对BLDC反接制动和回馈制动的控制过程进行了研究。首先设计了转速-电压双闭环控制下的BLDC转速调节系统,通过模拟目标转速正反向切换,实现了较为理想的升速过程。随后根据BLDC制动原理,设计驱动电路的控制模型,并比较了两种不同制动方式的效果。最后结合舱室排气阀门的工作环境提出了合理的制动策略。     

民用飞机固定式应急定位发射系统设计

如何在民用飞机遇险迫降或失事后尽快定位搜救，提高机上遇险人员的生存率，是当前民用飞机设计过程中必须考虑的问题。作为民用飞机应急搜救系统，固定式应急定位发射系统（ELT）可以在飞机遇险时通过自动和人工方式触发，在固定的频率上发射搜救信号，以便搜救组织对遇险人员进行救援。首先提出了固定式ELT系统的设计方案及功能，分析了系统部件的构成，进而提出了固定式ELT系统的性能要求，最后重点阐述了固定式ELT系统的机上设计要求和功能验证过程。     

民用飞机总压探头布局位置气动分析方法

民用飞机通过机载大气数据传感器测量飞机所处环境下的大气总压与静压，并计算空速。为研究民用飞机总压传感器布局位置的气动特性，采用CFD数值计算手段得到不同迎角和侧滑角工况下机头附近的流场，通过候选总压探头布局位置的局部气流角度和探头总压损失曲线获得不同工况下的总压损失和空速误差。当局部角度曲线斜率低且各曲线聚集时，是总压探头的理想最优布局位置，探头局部气流角对迎角和侧滑角均不敏感，能同时保证横向和纵向气动特性最优；通过探头位置的局部气流角度并结合风洞试验获得的总压损失系数分布曲线进行总压损失预估，该方法对总压损失的预测准确有效,预测精度满足要求，可用来进行空速误差估算；总压探头布局位置的选取需结合民用飞机实际运行的侧滑角/迎角包线综合判断。     

数字孪生技术在飞机设计验证中的应用

随着工业4.0技术的发展,数字孪生技术正在不断渗透到工业生产和新产品研发的各个领域,并为新产品研发带来综合性能整体优化、研发成本降低、研制周期缩短等优势,是提升新产品市场竞争力的重要手段。在现代民用飞机研发过程中,从型号需求、初步定义、详细设计、生产试制、试飞取证和运营维护等产品全生命周期内,都可以利用数字孪生技术,实现虚拟和物理的无缝对接,尤其在飞机设计验证方面,更可以做到更优、更广、更快、更省。然而,在我国民用飞机研制项目中,还未形成数字孪生应用体系。本文通过对飞机架构模型设计、多模型构架集成以及模型参数辨识和验证几个方面,对数字孪生技术在飞机设计验证过程中的应用技术进行了探讨。经研究发现,数字孪生技术对飞机型号研制各阶段的设计验证,尤其是集成试验验证提供了重要的指导作用和技术支持,为民用飞机适航验证和运维服务提供了更快、更经济、更强有力的支持与保障。     

基于短基线传感器阵列的炮弹被动测向算法

针对现有基于角度估计的无源被动探测技术不能满足远场高精度目标测向的问题，及现有被动探测传感器阵列在战场中需要大规模环绕布设的限制，采用基于经验模态分解(EMD)和短时能量特性分析的瑞雷波提取方法，结合时延双曲线定位模型提出免受波速影响的短基线传感器阵列被动测向方法。首先，在对传感器阵列获取的地震动信号进行信号特性分析基础上，基于EMD构建自适应分解去噪模型，提出基于信号短时能量特性的瑞雷波成分的抽取方法。其次，在对瑞雷波进行联合相关计算估计时延基础上，构建基于TDOA算法的时延双曲线模型，并提出基于四元十字短基线传感器阵列的DFA-WV算法，实现免受波速影响的炮弹信号高精度测向。最后，本文算法模型在仿真及靶场实弹试验得到验证，测试结果表明提取瑞雷波算法可为时延高准度估计提供效力，DFA-WV测向算法因摆脱波速估计值对测向结果的影响，相较于Chan算法及改进MPR算法具有更优的测向性能，且计算复杂度低，在实际野外靶场炮弹目标测向中具有工程应用价值。