民机应急撤离过程仿真模型研究进展

民机的应急撤离是一个涉及时间短、人员多、环境状态复杂、影响因素众多的乘员逃生过程。本文系统介绍了国内外民机应急撤离理论研究的历史与现状,分析和总结了现有民机应急撤离理论研究方法。研究结果表明,应急撤离仿真可以较真实的模拟实际撤离过程,可以作为民机初步设计阶段的一种评估手段。应急撤离仿真后续深化的主要方向应集中在撤离的人群运动规律模拟、耦合因素影响机理以及环境影响因素的定量化研究上,并为民机应急撤离仿真提供更为准确的撤离参数。     

民用飞机应急撤离试验仿真模型浅析

结合国内民机研制的发展,回顾了国内外对应急撤离试验仿真模型的研究,对应急撤离试验仿真模型建立方法进行了分析,初步建立了民机应急撤离试验仿真模型,后续对仿真模型进一步完善后,仿真结果可以为飞机顶层设计提供概念和方法指导,降低地面验证试验的风险。     

民机应急撤离实验与仿真研究进展

民机乘员的应急撤离是人-机-环境多系统耦合作用过程,涉及人员行为、客舱环境、灾害情况等复 杂因素,客舱布局、人员属性、应急措施等均对应急撤离过程及结果有显著影响。由于应急撤离与民机安全性 直接相关,运输类飞机适航标准规定44座以上的民用飞机需进行全尺寸应急撤离适航符合性演示试验,要求 在指定环境条件下于90s内完成撤离过程。本文梳理了适航标准对民机应急撤离的要求,对应急撤离实验研 究方法和数值仿真方法进行了总结归纳,并结合未来民机安全设计需求和相关技术的发展对应急撤离问题研 究的发展趋势进行了展望。     

民机应急撤离及救生系统设备配置分析

民机应急撤离及救生系统是在飞机出现意外等紧急情况下能使旅客快速撤离飞机、挽救乘员生命安全的关键系统,它包括迫降陆地后的应急撤离设备、追降水面上的水上救生没备以及必要的医疗救治设施。通过分析当代民机应急撤离及救生系统设备的配置情况,从适航要求方面分析民用飞机在几种救生模式下应急撤离及救生系统的配置需求。     

飞机乘员应急撤离可视化仿真方法研究

本文提出一种大型飞机应急撤离的三维可视化仿真方法。通过元胞自动机模型进行二维仿真,得到撤离路径,再结合数字化平台Delmia上建立的大型飞机客舱三维可视化仿真环境,进行飞机应急撤离的三维可视化仿真。通过仿真可以对飞机应急撤离的时间、撤离行为进行评估与分析。结果表明:该方法对于大型飞机总体初期方案设计中的应急撤离过程的评估和结构布局优化工作以及适航符合性研究具有周期短、费用低的优势,具有良好的工程应用价值。     

某试验转台液压系统电气设计及安全控制

为某大型两自由度民机燃油试验转台的液压系统设计一套专用的电气控制系统,并在此电气系统的基础上,通过结合硬件和软件的设计,对整个设备的运行进行安全控制,包括监控、报警和应急处理等.     

民机客舱安全及保障措施分析与实验研究

客舱安全直接影响飞机的整体安全水平。通过分析民机客舱安全定义及内涵,将客舱安全归纳为客舱安全设计和客舱安全管理两大类。根据适航条款,对客舱安全保障措施进行了分析。基于动态客舱应急撤离实验环境,通过实验验证了应急出口打开时间、应急出口撤离率、乘务员职责等保障措施。实验表明,翼上Ⅲ型应急出口的平均撤离速率为1.12人/s,平均人流量为1.21s/人,与FAA的试验结果基本一致。前登机门(C型)的平均撤离速率为0.41人/s,平均人流量为2.27s/人,与FAA差异较大,原因在于FAA试验没有配置充气滑梯。客舱离地较高,参试人员在滑梯处的犹豫和不正确的跳下滑梯姿势是影响出口撤离率和滑梯平均人流量的主要因素。乘务员对应急撤离起着重要的作用,舱内烟雾对应急撤离有一定影响,面罩脱落基本上不影响人员的撤离。     

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。     

VR在航空器应急撤离的应用展望及适航审定研究

适航规章对民用航空器提出了应具备应急撤离的能力,明确了应急撤离演示试验的要求。针对民用航空器应急撤离的验证,当前普遍采用地面演示试验的符合性方法,传统的地面演示试验存在着试验开展安全保障难度大、成本高、对设备场地依赖强等局限性。而随着VR技术的出现与成熟,为航空器应急撤离验证提供了一种全新的方法。根据航空器应急撤离对应的适航条款,梳理了应急撤离演示试验的要求,分析了VR技术应用于航空器应急撤离验证的可行性和优点,研究了民用航空器应急撤离演示试验、航空器数字建模以及VR的技术特点等方面,提出了VR应用于航空器应急撤离验证时适航审定的主要审查内容、重点关注要素和技术审查要点,为建立VR应用于航空器应急撤离的适航审定方法提供参考。     

民机自动飞行模式设计规范与适航性分析

民机自动飞行系统对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用.分析了自动飞行系统飞行模式设计的相关适航规范要求,研究了模式设计的基本方法和软件开发工具,以及适航符合性验证方法.开发了一种飞行模式设计与仿真平台,基于MATLAB/Stateflow设计飞行模式及其切换机制,采用MATLAB/GUI接收驾驶员操作输入,并调用飞行动力学模型进行实时仿真.形成一个集模式设计、仿真和验证一体化的闭环平台,可用于民机飞行模式的设计和适航性分析.     

雷达对抗仿真系统中雷达数据库设计与实现

针对当前对雷达对抗系统效能评估的需求和仿真技术的发展,提出基于HLA的雷达对抗仿真系统总体结构及其数据库设计,重点阐述应用面向对象思想的雷达数据库设计,并在VC环境下采用ADO技术访问数据库;最后分析说明一个雷达对抗仿真系统的仿真实例。该系统已应用于工程项目中,取得了较好的效果。     

某型燃气轮机燃油及叶片角控制系统方案与仿真

提出了某型燃气轮机燃油及叶片角控制系统方案,阐述了其工作原理,建立了其仿真模型,并进行了对其动态特性的仿真研究。仿真结果表明,该系统方案设计合理,可以满足某型燃气轮机台架试车使用要求。     

基于MATLAB/Simulink的滑油系统建模仿真与优化

为分析滑油系统特性,研究其与航空发动机协同工作及设计问题,基于滑油系统元部件的流量、压力和换热特性在MATLAB/Simulink下开发了通用仿真模块库,构建了包含供油、回油、通风和热力系统的全系统仿真模型.以某型涡扇发动机及其滑油系统为例,计算了高温起飞工况下滑油系统主要工作参数值,并与商业软件Flowmaster对比计算结果,相对误差保持在3.8%以下.利用全系统仿真模型的拓展性,成功与GasTurb发动机模型进行联合仿真,使用遗传算法优化滑油系统设计参数,通过改变供油分配比例使最高回油温度降低4.12%,可为滑油系统的设计及改进提供参考.      

基于虚拟仪器的数字式气动失稳仿真系统的研制与应用

设计了基于航空发动机动态压力失稳特征的数字式仿真系统,重点阐述了基于虚拟仪器技术仿真系统的优化搭建过程及其关键技术,并在某型涡扇发动机消喘系统研制过程中成功地进行了应用。结果表明,新的优化方案能对发动机的失稳特征进行有效控制,其实时性和适用性均有实质提高。     

基于Creator/Vega的飞机关键构件可视化仿真研究

在飞机综合健康管理研究中,为了实现高效低成本的仿真验证,需要对飞机关键构件进行可视化仿真。首先建立飞机及其平尾关键构件的三维模型,然后在VC＋＋6.0平台的MFC框架下,利用Vega开发了基于任务驱动的飞机关键构件可视化仿真系统,并对关键构件故障模型进行加载。实现了不同飞行任务时水平尾翼及其内部大轴的可视化仿真。结果表明,该仿真系统具有直观逼真的交互界面,便于仿真过程的观测和关键数据的获取,为飞机综合健康管理提供了一个通用的可视化仿真实验平台。     

小型涡扇发动机分布式控制系统总线触发机制研究

为分析比较2种总线触发机制(时间触发和事件触发)对航空发动机实时控制的影响,以某小型涡扇发动机为对象,采用智能节点型分布式结构,构建了其分布式控制系统数字仿真平台;利用True Time/Matlab工具箱展开网络实时仿真研究,系统各节点通过CAN总线进行数据通信。以此仿真平台为基础,对2种触发机制下发动机的转速响应以及对应的时延统计结果表明:在事件触发机制下发动机转速超调量比时间触发机制下的大2.32%;在不同网络负载下,在事件触发机制下的时延大小和尖峰数均大于在时间触发机制下的。最终认为时间触发机制更适合于航空发动机分布式控制系统。     

泵压式固液火箭发动机系统仿真与优化设计

提出了以高质量分数过氧化氢为氧化剂的泵压式固液火箭发动机的系统仿真和优化设计方法.利用高质量分数过氧化氢易催化分解的特点,建立了采用泵压式输送系统的固液火箭发动机系统仿真模型,并应用遗传算法分别对采用挤压式和泵压式两种输送系统的固液火箭发动机开展优化设计.结果显示:虽然增加了管路系统的复杂性,但在总冲相同时,泵压式固液火箭发动机在质量、体积、比冲等性能上均优于挤压式固液火箭发动机,因此具有更大的工程应用潜力和优势.      

强瞬变空气系统的模块化仿真建模

提出一种针对强瞬变空气系统的模块化建模方法,该方法将空气系统模型分解为由规范接口互联的4类基本元件,并考虑了空气系统强瞬变过程中容腔效应和气体惯性力的耦合影响.基于面向对象的技术开发了仿真程序,并使用公开的数据对模型进行验证.结果表明:该仿真模型能够正确模拟空气系统强瞬变过程中的局部逆流、压力波传导、多容腔耦合振荡等毫秒时间量级物理现象,不仅如此,其模块化的设计特征也为进一步耦合精细的空气系统元件和建立复杂空气系统网络奠定了基础,该模块化仿真方法在航空发动机空气系统的复杂动态响应特性和机理的研究中具有切实应用前景.      

飞机下滑波束导引系统设计及仿真

下滑波束导引系统是飞机在自动着陆时所采用的一种重要无线电波束导引系统。首先,简要阐述了下滑波束导引系统的基本工作原理;然后,对导引系统的运动学环节及下滑耦合器进行分析,对飞机下滑波束导引系统结构进行设计;最后,在MATLAB平台下,对所设计的下滑波束导引系统进行大量仿真研究。仿真结果显示。所设计的下滑波束导引系统结构是合理的,其控制系统是稳定的,且其稳态性能也得到改善。     

输入-输出非线性反馈线性化方法在硬式空中加油控制系统设计中的应用

 通过对硬式空中加油技术的研究,建立了硬式加油伸缩杆数学模型,结果表明该伸缩杆系统为一个多输入-多输出(MIMO)、耦合、非线性系统。这样解耦控制就成为系统设计的关键。当系统满足可解耦条件时,采用一种基于输入-输出(I/O)非线性反馈线性化的微分几何方法,输出与等效新输入之间呈现线性微分方程关系,选择合适的反馈形式可使伸缩杆的姿态控制解耦。解耦后,伸缩杆就可分解为俯仰和滚转方向两个相互独立的单输入-单输出(SISO)线性子系统。在MATLAB中建立了伸缩杆及其解耦模型,并进行了仿真研究。结果表明该解耦方法很好地消除了系统间的耦合作用,能够满足工程设计的需要。