民用飞机偏航控制系统设计策略

偏航控制系统是保证飞机安全飞行的关键系统,方向舵是偏航控制主要操纵面.针对方向舵主-主-主余度配置,设计其权限管理和故障重构策略;针对偏航阻尼功能闭环控制方式的特点,设计其指令表决及弹性模态之间的不良耦合规避策略;实现一种高安全性和高可靠性的偏航控制系统.     

民用飞机偏航阻尼器的改进设计

飞机机体结构对大气湍流的响应往往会导致不期望的偏航振荡运动,而简单的偏航阻尼器很难改善这种响应.本文以某民用飞机为例,分析了振荡产生的原因,并对偏航阻尼器提出了两种改进的设计方案.通过对比分析,选择了一种能满足工程需求的较为合理的改进方案     

民用飞机控制律对偏航机动载荷影响分析

飞机机动过程中方向舵快速大幅偏转会使方向舵和垂尾上产生较大气动载荷并传递到后机身,导致 驾驶员来回往复蹬舵造成安全事故。针对 CCAR-25部25.351条规定的偏航机动情况及 CS-25部25.353规定的偏航机动新条款——方向舵往复偏转,本文首先对两种偏航机动条款分别进行分析;然后考虑控制律进行 偏航机动情况机动仿真计算;最后通过比较分析飞机响应运动参数及垂尾载荷计算结果,并分析控制律对偏航 机动载荷的影响。结果表明:对于偏航机动,考虑控制律后飞机的响应幅度有所缓减,导致垂尾载荷有所降低; 对于偏航机动新条款,由于方向舵反向偏转导致侧滑角贡献和方向舵偏度贡献垂尾载荷两者叠加,从而导致垂 尾载荷大幅增加;P-Beta控制律有效降低了方向舵往复偏转的垂尾载荷。     

基于开环补偿的飞机偏航角控制系统设计及仿真

飞机侧向姿态运动的有关侧向力、力矩具有较强耦合性,且基于副翼、方向舵对侧向运动实施控制,侧向运动这些特点必然导致侧向控制系统设计的复杂性。为设计飞机偏航角侧向姿态控制系统,首先,基于飞机侧向运动的动力学方程组,建立了飞机侧向姿态控制系统全面运动结构图;然后,在分析全面运动结构图基础上,基于开环补偿原理,设计了一种飞机偏航角侧向姿态控制系统,即通过引入交叉传动比,将滚转通道的γ信号引入偏航通道,通过调节来实现基本协调转弯的控制结构方案;最后,在Matlab平台下,对所设计的飞机偏航角侧向姿态控制系统进行了大量仿真研究。仿真结果显示,通过调节可减弱飞机滚转运动和偏航运动的耦合影响,基于开环补偿的飞机偏航角侧向姿态控制系统是合理可行的。     

直升机电传飞行控制系统顶层设计技术

顶层设计是电传飞行控制系统关键技术之一，本文从系统总体需求、控制律构型、余度管理三个方面简要总结了直升机电传飞行控制系统顶层设计技术。     

电传飞行控制系统的余度设计技术

余度设计是提高电传飞行控制系统安全性与任务可靠性的一种重要手段。对电传飞行控制系统中的余度设计内容进行了介绍,探讨了这一领域的一些重要问题。主要内容包括相似余度,非相似余度,解析余度,功能冗余设计技术。对其核心技术和研究难点进行了分析,为进一步研究打下了基础。     

民用飞机飞控系统传感器信号表决设计

电传飞控系统(Fly By Wire,简称FBW)通过传感器余度配置,提高了信号可用性和完整性。介绍了几类常见的传感器余度配置方案及其表决逻辑,设计了三余度传感器表决架构,对其中比较器、计数器进行了详细描述。最后通过一个仿真算例验证了表决器设计的正确性。对于国内民机传感器余度配置和表决管理具有指导意义。     

飞控计算机余度结构与设计策略研究

本文综述了飞控计算机的工作任务、余度结构、通讯方式，讨论了共态故障抑制方法，比较分析了工程实用的设计对策与处理原则     

带稳定板装置弹射座椅偏航稳定性能研究

针对国内弹射救生领域现状,设计了一种适合于国内某型座椅的弹射救生系统稳定板。运用计算流体力学(CFD)数值计算方法,对改装稳定板前后的人椅系统进行了高速流场下的静态和动态特性分析,并与风洞试验结果进行对比,两者吻合较好。改装稳定板前后的数值计算对比表明:在不对俯仰和滚转性能产生不利影响的情况下,稳定板的改装对人椅系统的偏航性能有比较明显的改善。六自由度动态计算比较真实地模拟了弹射出舱的过程,也进一步验证了稳定板对改善偏航稳定性能所起到的作用。数值计算完全可以应用于弹射座椅的气动研究,同时稳定板的设计对工程上的应用具有一定的参考价值。     

基于非线性控制分配的飞翼航向控制方法

研究了某无尾飞翼式布局飞行器采用升降副翼实现航向控制的操纵机理,分析了舵面的三轴耦合特性,提出基于非线性可达转矩集的飞行器操纵能力描述。在此基础上,对飞行控制系统进行模块化设计,利用经典控制方法设计出产生整个控制指令的基本控制律,然后利用基于微分进化算法的非线性控制分配器将整个控制指令合理地分配到各个舵面上,实现航向上的稳定与控制,仿真结果证实了该方案的有效性。     

民用飞机供应商构型管理体系审核

构型管理是民用飞机研制成功的重要保证,在以"主制造商-供应商"模式进行的民用飞机研制中,作为主制造商构型管理的重要组成部分,供应商构型管理至关重要。需要确保供应商能够在产品的全生命周期内为产品构型提供持续的控制,以及确保供应商的构型管理工作能够满足主制造商规划的型号设计要求,因此有必要对供应商构型管理体系进行全面的审核。提出了在供应商构型管理体系审核中应关注的主要方面,以确保达到审核目的。     

民用飞机构型标识方法

构型标识是构型管理的四要素之一,从EIA649《national consensus standard for configuration management》中对标识的定义开始,通过解析定义,结合民用飞机全生命周期中构型标识遇到的实际问题及发展瓶颈,给出了全新的构型标识方法,并深入分析了该方法在实际工程应用中的优势。     

民机失速保护系统设计策略及适航符合性研究

高度安全是民用飞机一直追求的目标,防止其进人或有效改出失速状态是任何型号都要面临的焦点和难点问题。因此,设计一款能够应对飞机运营中面临的高度,速度边界,以及各种构型的失速保护系统逻辑很重要,而既定设计能否顺利通过民用航空规章的考核也不容忽视。     

民用飞机环境控制系统研究

研究了大型民用客机所采用的环控系统,描述了环控系统的组成、工作原理和技术参数等。对目前环控技术进行了展望,详细介绍了多电环控系统,分析了多电环控系统为当代民用客带来的影响。为未来民用飞机环控系统设计指出了一条发展方向,可以作为未来环控系统设计的参考。     

民用飞机试飞规划与管理软件适用性研究

飞行试验是民机研制的重要手段,也是飞机取得适航证的必经过程。随着现代大型民用飞机的设计越来越复杂,试飞制约因素越来越多样,任务量越来越庞大。试飞成为制约型号进度和研制成本的重要因素。对于试飞工作者而言,必须采用科学的方法对试飞任务进行合理规划和管理。为此,国内某飞机设计研究院历时三年,开发了一款用于试飞任务管理的软件——民用飞机试飞规划与管理软件(Flight Test Control System,简称FTCS)。以国内某型号飞机试飞为例,对FTCS的适用性进行了分析和评估,为FTCS的应用和发展提供建议。     

民用飞机构型差异管理分析

在民用飞机研制及后续的交付运营过程中,构型差异是无法规避的客观存在,这种构型差异包括单机构型状态与型号设计之间的差异、单机设计状态与设计要求之间的差异,以及制造状态与设计要求之间的差异。准确记录这些差异,评估差异的影响,提供有效证据,以明确差异的可接受程度,确定限制和相关对策,是飞机研制过程的关键问题和难点问题。以研制阶段的试验试飞机为例,对飞机设计构型差异和制造构型差异产生的过程进行分析,提出了对构型差异管理的改进建议。     

民用飞机发动机备份控制工作模式设计考虑

阐述了当发动机无法正常接收来自飞机的大气数据时,设计发动机备份控制工作模式的几种考虑,并详述了波音787和A380的发动机备份控制工作模式方案,提供了一种新设计的发动机备份控制工作模式方案。