安全起飞和中断起飞的计算及实例分析

起飞性能的分析是确保航空公司安全和高效运行的关键。安全起飞和中断起飞的计算是起飞性能分析的主要内容。本文依据民航相关法规,提出了计算不同可用起飞距离和所需起飞距离的分段计算方法,给出了满足安全起飞和中断起飞的要求以及计算场长限重的工程方法。并以某机型在某机场跑道起飞为例,计算了各个可用起飞距离和所需起飞距离,给出了某条件下场长限重计算结果。     

飞机航路爬升与下降性能计算模型研究

文章主要分析了航路爬升、下降性能计算的一般方法,包括油耗、空中距离及所耗费的时间的计算。借助某航空公司的性能手册,得到多组飞机在不同重量、不同大气条件下爬升到不同高度(从不同高度下降)的油耗、空中距离、时间数据。再运用线性回归(拟合)的办法得到飞机在不同条件下的爬升、下降油耗等数值的计算公式。公式能够通过相关统计检验,并且在与性能手册数据比较中发现该计算公式的误差较小,可以接受,证明该公式可行。     

飞行中襟翼卡阻故障对着陆性能的影响分析

本文通过分析飞行中襟翼卡阻的三种情况,给出不同运行条件下襟翼卡阻着陆距离和着陆速度的计算方法,着重研究了不同跑道环境对高原机场着陆距离的影响程度,总结了减小襟翼卡阻着陆距离和着陆速度的方法和风险控制措施,为飞行机组和运行控制人员正确处理空中襟翼卡阻故障提供理论和决策支撑。     

由火焰聚心和激波聚焦诱导的爆震波研究

通过对几种不同结构形式的爆震发生器进行数值模拟,研究了激波聚焦和火焰聚心现象、气动特性及其机理.数值计算采用多组分理想气体详细的化学反应机理、二维轴对称非定常流动Navier-Stokes方程来模拟流体动力学和化学动力学过程.数值计算表明用较低的点火能量对射流火焰燃烧器中可燃混合物点火,层流火焰在狭窄管壁作用下加速,射流火焰在轴线上汇聚过程有利于激波的加强,强激波加速火焰,在多重激波与火焰反复作用下,激波和火焰面之间出现热点,热点迅速放大并形成压力很高的过驱爆震波,而后衰减为稳定的爆震波,不同的激波聚焦腔爆震波的形成过程不同.通过对数值计算的结果进行分析,得到了起爆距离和稳定爆震距离,为进一步试验提供参考.     

估算YB-3有机玻璃蠕变疲劳寿命的时间寿命分数法

由蠕变试验得到有机玻璃YB-3在不同应力水平下的断裂时间和蠕变柔量,应用粘弹性模型将蠕变柔量转换得到不同频率下的动态柔量.根据动态柔量和不同频率的疲劳试验结果,拟舍得到了YB-3有机玻璃的△ε-N曲线,形成了有机玻璃的蠕变疲劳寿命估算的时间寿命分数法.进行了不同频率下YB-3有机玻璃在拉一拉载荷下蠕变疲劳寿命的估算,计算结果与试验结果吻合.     

非结构网格的高超声速粘性MHD流场数值模拟

应用数值方法在非结构网格上对磁场干扰下的二维高超声速钝头体粘性绕流进行了数值模拟。控制方程为N-S方程耦合Maxwell方程的粘性MHD方程组,空间离散采用有限体积方法,对流项用AUSM格式计算,粘性项用中心格式求解,时间推进用显式5步Runge-Kutta格式,引用双曲型散度清除技术加强▽.B=0的条件。计算模型为二维钝头体,在高超声速来流条件下,分别对有、无均匀磁场干扰下的流动进行了数值模拟。计算结果表明,在均匀磁场干扰下,激波脱体距离显著增加,物体表面压力急剧下降。对比表明文中发展的计算方法可以准确地进行二维粘性MHD流场的数值模拟。     

高超声速球头激波脱体距离研究综述

从理论研究和实验研究2个方面介绍了国内外高超声速球头激波脱体距离研究的概况。理论研究方面,理论和工程算法能够用于激波形状和脱体距离的快速计算,数值计算则主要关注了高温非平衡流动下气体模型对数值计算结果的影响。由于计算方法都是针对特定理论或特定实验条件下推导并归纳总结得到的,在公式的适用范围方面存在较大的局限性。在实验研究方面,利用高焓设备进行非平衡流下的实验是目前的重点之一。由于实验、测量设备和实验条件各自的特点,实验数据的推广应用仍然是值得研究的,另外针对非空气环境(如 CO2)的球头激波脱体研究数据相对匮乏。通过调研,认为可对下列问题做进一步研究:以高超声速球头激波脱体距离为对象考虑真实气体效应时理论和工程计算的改进方法,不同化学反应和气体模型对数值计算结果准确性的综合影响,提高弹道靶发射能力以及发展高精度流场显示技术等。     

编队飞行低油耗优化方法研究（英文）

建立了编队飞行轨迹优化方法。该方法在不改变前机原轨迹的前提下,优化双机编队飞行的燃油消耗。根据该方法,从一天内进出中国的所有国际航班中选取候选航班对。利用飞机性能数据库(Base of Aircraft Da?ta,BADA)进行轨迹油耗计算。通过为后机设定不同的节油百分比,优化编队飞行的飞行前计划轨迹。分析了不同轨迹优化参数影响下的节油效果。结果表明,节油百分比越高,编队飞行的伴飞距离越长;受飞机性能的限制,可以实现的编队组合数量越少。沿近似实际飞行轨迹飞行的后机能够产生节油效果,且最佳节油效率与编队飞行的预期节油效率有关。     

旋翼平行桨-涡干扰噪声的参数影响

建立了一个新的基于Euler和FW-H方程的旋翼平行桨-涡干扰噪声的计算方法.为减小由于空间离散格式精度和网格密度引起的涡数值耗散,使用了预定涡方法.桨-涡干扰噪声的计算则采用基于声学类比法的FW-H方程.以Kitaplioglu的平行桨-涡干扰试验模型为算例,验证了方法的有效性.在此基础上,分析了干扰距离、涡强、桨尖马赫数和涡旋转方向对桨-涡干扰噪声的影响,并得出结论:增大干扰距离可有效地降低桨-涡干扰噪声,当干扰距离大于数倍弦长时,噪声幅值与干扰距离的平方成反比;涡强仅改变噪声大小,对噪声的脉冲特性无影响;而桨尖马赫数对噪声幅值和方向都有影响,且噪声幅值与马赫数的7次方成正比.     

带振荡上仰翼型分离流研究

对带振荡的快速上仰翼型的非定常分离流问题进行了计算研究。采用微分形式的动力学方程和积分形式的运动学方程相结合的有效方法,以及可用于有分离流动的Baldwin-Lom ax 湍流模型,精确地模拟大雷诺数大攻角下的复杂流场。依据流场的不同特点,使用分区方法进行计算,保证了计算精度,大大节省了计算时间。文中分析研究了非定常前缘强旋涡的演化过程和气动力的变化,探讨了不同上仰率和振荡频率对分离流动的影响     

基于嵌套赋时多色图的工作流模型

为了满足扩散制造流程建模中递阶分层结构的定义和不确定运行时间的表达,通过对多色图的研究和改进,提出嵌套赋时多色图,用以构建扩散制造中的工作流模型.在此基础之上,给出工作流结构约束规则,检查结构可达性、合理性、输入/输出惟一性等,避免流程模型中出现不良结构.在流程时间分析中,利用基本结构的时间计算求解流程整体时间.引入时间裕度的概念,并在时间维分解任务节点,将多色图映射为时间距离图.利用Floyd-Warshall算法判断时间一致性,进而确定任务起止时间.以某装备的贮箱部件扩散制造为倒,对方法进行了验证.     

桨尖下反对旋翼BVI噪声特性的抑制分析

基于计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,分析研究了新型下反桨尖对前飞状态旋翼桨/涡干扰(Blade-vortex interaction,BVI)噪声特性的影响。首先,通过求解Navier-Stokes方程获得准确的噪声声源信息,湍流模型采用一方程S-A模型。采用双时间法进行时间推进,为了提高流场的收敛速度,在伪时间方向上使用高效的隐式LU-SGS格式推进,并采用并行算法进行加速。然后,在获得的可靠声源信息基础上,采用基于FW-H方程的Farassat 1A公式求解噪声。对有试验结果的算例进行了对比计算分析,验证了本文噪声预测方法的有效性。在此基础上,针对具有典型BVI噪声特征的前飞斜下降状态,开展了不同下反角度桨尖新型旋翼噪声辐射特性的计算分析,通过噪声辐射球的对比结果表明,选择适当的下反桨尖,可以有效地降低前飞斜下降状态下旋翼BVI噪声,从而达到较好的旋翼噪声抑制效果。     

声发射Lamb波计算及其空间碎片撞击监测应用

Lamb波计算是板波声发射技术中的重要理论基础.介绍了几种板波声发射技术中的Lamb波计算方法,通过计算机代码采用不同方法计算了远场工况下的波形并与文献实验结果进行对比,分析其适用特点.选取合适计算方法应用于模拟空间碎片撞击声发射信号计算中,展示了其在此领域的应用前景.     

舰载机偏中心定位弹射起飞动力学分析

考虑起落架缓冲和轮胎弹性,建立了六自由度偏中心定位弹射起飞数学模型,研究了偏中心定位弹射起飞过程中飞机姿态的变化,分析了不同初始偏心距离对起落架载荷的影响.结果表明:初始偏心距离对弹射过程中飞机的俯仰运动影响较小,而对滚转和偏航运动影响较大;相对于滚转运动,偏航运动有更明显的衰减趋势;滚转运动导致两侧主起落架载荷差异随初始偏心距离的增大而增大.     

船身式水上飞机水阻力的试验测定与起飞距离近似计算

水上飞机起飞距离计算的关键问题之一是不同的弗鲁德数下变排水量、变湿润面积、变湿润长度的水阻力测定问题。本文按水阻力试验测定所根据的基本理论,对水上飞机水阻力的试验测定问题作了简单回顾,并参考英国R. A. E.水上飞机试验池的模型水阻力测量与换算技术,结合大学的专业教学实验,对一具模型水上飞机的裸船体作了水池试验,在模型水阻力试验测定的同时,采用化学试剂法观测了附面层的流动情况,测定了湿润面积,并且利用得到的结果,作了该水上飞机起飞距离的近似计算。 本文提供的方法可供水面滑行运动研究者参考。     

基于县级数据的机场人口覆盖率测算方法及结果差异

机场可达性是机场建设和规划的重要指标。本文讨论了可达性研究中的参数设置与计算方法,并采用我国2009年县级数据计算和对比了不同方法得到的机场人口覆盖率。结果发现不同方法得到的结果存在较大差异,所反映的机场服务水平的空间格局也有差异。本文进一步讨论了其对机场规划的启示。     

飞机燃油箱冲洗与洗涤惰化技术比较分析

在温度和压力为定常边界条件下,采用数值积分方法,建立了燃油冲洗和洗涤的数学模型,将模型计算结果与国外发表的实验数据进行了比较,验证了该模型的正确性;其次,考虑载油率和富氮气体流率等因素的影响,比较分析了冲洗和洗涤规律,并采用量纲一方法得出了更一般性的结论.研究结果表明,与冲洗相比,洗涤能显著减少燃油中含氧量,并且缩短了含氧量达到稳定的时间.在相同惰化效果下,冲洗和洗涤所需要的绝对体积置换次数与载油率呈线性关系;气相氧浓度高于10%时,洗涤惰化效果不如冲洗,相同惰化效果的洗涤耗气量相对要高.但是氧浓度低于10%时,则相反.随着载油率的增加,这种差距愈加明显.研究结果为飞机燃油箱惰化系统设计提供理论依据.     

限定出航距离的基线转弯保护区算法分析

相关规范中对于限定出航距离的基线转弯保护区,只提出了计算方法,未给出明确的保护区示例,对于实践应用带来一定的困扰.通过应用风螺旋精确计算方法,可以高精度、自动化地实现基线转弯保护区的绘制,为飞行程序保护区样例的充实和完善提供理论参考.     

民用飞机多舱油箱内惰性气体分布的研究

针对某种通风方式,对1/6比例的波音747中心翼油箱内的气流分布进行了可视化实验,得到了该油箱内气流分布的详细信息.建立三维数值模型,对不同Re数下的多舱气流分布进行了计算,经与实验结果对比显示二者吻合较好.通过数值模拟得到了各舱的流量分配系数,采用微元段的计算方法得到了各舱氧浓度的分布.对3种不同通风方式下的惰化效果进行了对比研究,提出“最不利舱氧浓度”的概念,认为对多舱油箱进行惰化系统的设计时,这一因素不容忽略.该研究可为多舱油箱惰化工程设计提供相应的支持,为通风系统的优化提供理论依据.     

半模机翼振动对气动性能影响的风洞试验研究

为了验证翼型振动测压试验结果和有关振动数值模拟文献的计算结果,设计完成了对称翼型NA-CA0012和层流翼型NACA64-210两种半模机翼的低速风洞振动试验.通过专门研制的半模振动模型,选取5种激振方式,用直接测力法得到了模型在静态和不同激振方式下升力特性变化曲线,分别研究了振动频率、雷诺数、自然转捩和固定转捩、数据采集方式等参数对机翼气动特性的影响.试验结果表明:半模机翼振动的气动特性与二元翼型和数值计算情况有所不同,其影响因不同翼型构型、不同采集方式和翼面不同流动模式等会产生不同效果.并对产生原因进行初步探讨.