机场跑道道面平整度评价及其影响分析

根据机场道面平整度评价领域内大量的研究成果以及实际应用经验，提出了一套适用于机场道面平整度的调查、分析及评价方法。借助机场道面平整度评估软件，对飞机在两种平整度不同的跑道上滑行时的竖向加速度和动栽进行了仿真，并根据仿真结果分析了跑道道面平整度时飞机运行的影响。     

军用机场跑道道面小弹坑动力分析

针对机场道面小弹坑的情况，应用飞行力学与振动力学原理分析了道面小弹坑对飞机活动产生的影响。建立了飞机主起落架的运动模型和振动方程，通过求解振动方程得到了动载系数与道面小弹坑的形状关系。根据动载对机场道面、人员的舒适度影响规律，提出了不需要抢修的道面小弹坑限制值的分析方法。分析结论可以作为机场道面抢修的一项理论依据。     

机场动态地图让滑行更加安全高效

<正>机场道面是航空器运行密度最大的区域,统计数据表明这片区域也是航空事故高发的区域,航空史上最严重的空难更加说明了航空器在滑行中的错误很可能会导致灾难性的后果。因此,航空器在机场道面滑行的安全性以及效率一直是全球民航重点关注的问题。近年来,随着航班流量,机场和机场跑道数量的不断增加,诸如跑道侵入、飞机擦挂、滑行道冲突、航空器与机场车辆危险接近等不安全事故以及事故症候屡有发生。如何进一步提高滑行的安全性及效率是亟待解决的问题。除了建立完善的法规来约束在机场道面运行的各方外,更要引进和依靠各项新技术。     

机场刚性道面地基的工作区深度研究

以附加应力等于地基自重应力的10%为标准,应用有限元软件分析了飞机荷载类型、道面板厚度、道面混凝土材料以及道面土基回弹模量对于道面地基的工作区深度的影响。结果表明:飞机荷载类型对工作区深度的影响较为显著,轻型飞机工作区深度在1.5 m左右,而重型飞机工作区深度可达6.0 m。道面板厚度在0.2～0.5 m范围内变化时,对于重型飞机,其影响深度在4.4～6.0 m范围内变化,变化幅度达36.4%;面层材料弯拉模量对影响深度影响很小。对于重型飞机作用下,土基回弹模量在18～80 MPa内变动时,路基工作区深度由4.4 m增为5.4 m,增幅为18.5%。上述结论对于场道地基处理及分析计算具有参考价值。     

模糊PID控制对轮橇式起落架飞机滑行减振的影响研究

飞机在地面滑跑过程中产生的振动严重威胁着飞机起降安全。针对新型轮橇式起落架飞机在滑行时受到地面随机激励而产生剧烈振动的问题，本文在多体动力学软件LMS Virtual.Lab Motion中建立了轮橇式起落架飞机全机着陆滑跑动力学模型，基于高斯白噪声经典随机过程建立随机道面激励模型，在MATLAB/Simulink中设计了半主动控制缓冲器，通过LMS Virtual.Lab Motion与MATLAB的联合仿真方法，分析对比了缓冲器被动减振、半主动PID控制和半主动模糊PID控制三种控制律作用下轮橇式飞机的滑行振动特性。研究结果表明，所设计的模糊PID半主动控制缓冲器，能够有效减小机体垂向振动位移和垂向载荷，并且可消除飞机刹停后的动态误差，使飞机更快达到静止状态。通过多工况仿真验证了该控制方法的适应性和有效性。     

大型民用飞机前轮操纵转弯特性仿真

在ADAMS/aircraft软件中,以波音757为例分别建立了飞机前起和主起模型,并与刚性机身装配成完整的波音757模型,基于此模型进行地面滑行转弯仿真,分析了前轮最大操纵角与滑行速度的关系,给出了不同速度下的最小转弯半径的仿真数据。     

多轮多支柱起落架飞机操纵前轮转弯特性分析

在考虑机体弹性的前提下,采用Fiala轮胎理论,建立了多轮多支柱式起落架飞机全机动力学模型,进行飞机操纵前轮转弯分析。通过仿真,给出了典型前轮操纵角下,各轮胎上的径向及侧向载荷。并以轮胎出现侧滑为临界条件,研究了不同前轮操纵角下允许的飞机最大滑行速度,给出飞机操纵前轮转弯包线。最后研究了飞机180°转弯时重心及轮胎的运动轨迹,得出在保证操纵安全的前提下,飞机可在50 m宽的跑道上实现180°转弯。     

一种基于欧拉方程的动导数简化计算方法

动导数是飞机飞行品质分析的关键参数,在飞机概念设计阶段快速可靠地预测动导数可缩短设计周期并减少成本。基于欧拉方程提出一种飞机组合动导数的简化计算方法,在模拟小幅强迫振动过程中忽略网格变形,通过对物面处流体添加法向扰动速度项模拟物面运动对流体造成的扰动。采用欧洲动导数研究标准模型DLR-F12对该方法进行了验证计算,计算结果与欧拉方法计算结果及试验数据具有较好的一致性。     

机场跑道环境对飞行安全的影响

飞机是在一个特定的外部环境中运动,对于飞机滑行、起降来说,最重要、影响最大的就是机场跑道环境.机场跑道环境包括:跑道的道面:主要指跑道道面的尺寸、强度、质量、标高、坡度等;跑道周围的障碍物:主要指障碍物的位置、标高以及与跑道的关系;跑道目视助航设备:主要是导航设备、着陆引导设备、灯光系统、跑道标志等的位置、类型、特征;跑道周围的地形:主要指飞机进近着陆时跑道周围的地形情况;机场净空:主要指障碍物限制面和障碍物限制要求.     

基于蜂群算法的飞机滑行路径优化

研究了飞机场面滑行路径动态规划问题,将三种滑行冲突作为约束条件,建立了场面运行模块化模型。基于蜂群算法给出了问题的优化算法,并进行了计算机仿真实验,结果表明可以大大减少滑行时间。算法既可以用于滑行路径的动态规划,也可以为繁忙机场的安全运行提供决策支持。     

基于分布式光纤的沥青道面振动状态感知技术

建设能感知自身服役性能的“智慧跑道”是建设“四型机场”中维护跑道运行安全的重要一环。为实现现役机场沥青道面的多指标、实时、全面精准感知,本文引入分布式光纤技术用于沥青道面振动状态的实时感知,并将感知系统集成实装在首都国际机场的沥青道面中。通过实时采集飞机荷载作用在沥青道面5个点位的振动信号,对比有限元数值模拟结果,验证了分布式光纤在捕获沥青跑道结构振动信息的准确性和可靠性。结果对比表明：分布式光纤可有效捕获沥青道面20～40 Hz频带振动信息,满足面向健康识别的沥青道面振动状态的实时监测要求。     

飞机新牵引滑出方式下前起落架动响应分析

现行民航飞机离港时,需由牵引车推出泊位后再依靠飞机自身发动机动力进入跑道。为使机场更安全高效运行,人们正在探索一种全新的飞机滑出模式——牵引滑出,其无需发动机动力、即从飞机推出直至跑道端等待起飞均依靠地面的外部动力移动,由飞行员控制牵引车牵引的离港作业方式。其有助于实现高效、绿色、经济的机场运营目标。前起落架作为承载飞机重量和实现地面牵引滑行的关键组件,其动力学特性直接决定着飞机的高速牵引滑行安全,也影响着结构的后续飞行安全及全生命使用周期,故针对新一代牵引滑出方式的飞机前起落架力学行为开展研究十分必要。以某型民航飞机前起落架为研究对象,考虑减震支柱及牵引车轮胎的缓冲性能,研究了承受满载、高速牵引滑行时的前起落架的动特性、动响应行为,并给出了跑道随机不平度激励对前起落架随机响应的影响,获得了不同承载、不同牵引速度下前起落架动力学响应特性。结果表明,在前起落架满载高速牵引滑行中,牵引载荷在阻力臂的变形及振动响应中起主导作用。本文的研究结果可为新型牵引方式下前起落架的设计以及现役飞机的安全运行保障提供重要参考。     

运输类飞机动力装置溅水试验技术

基于对中国民用航空局（CAAC）运输类飞机适航标准和美国联邦航空管理局（FAA）咨询通告的分析、解读,分别从工程试验与适航验证两个方面,研究了溅水试验程序、试验水池方案设计与滑行速度测量与控制技术,制定了符合适航标准体系的运输类飞机动力装置溅水试验审定程序,以ARJ21-700型支线飞机合格审定试飞为平台,完整进行了相关试验验证。结果表明:所设计的溅水试验程序合理可行,能够完整地验证运输类飞机在机场跑道积水环境下动力装置对适航标准体系的符合性;试飞结果表明CF34-10A发动机配装ARJ21-700型飞机在机场积水环境下起飞构型临界滑行速度为166.6 km/h,发动机风扇、压气机及动力涡轮前温度最大波动值分别为5.1%、1.7%和39 ℃;在飞机着陆构型下,发动机慢车状态相对于最大反推力状态工作稳定性较好,能够满足适航标准规定;项目形成溅水试验程序和技术为后续C919、C929等运输类飞机动力装置相关试验提供了直接的支持。      

基于改进层次分析法的机场道面综合评价

以机场道面的损坏状况、平整性能、抗滑能力和承载能力四个方面作为机场道面的使用性能评价指标,较为系统地建立了机场道面使用性能的评价体系：提出了基于改进层次分析方法和模糊理论的机场道面综合评价模型,对机场道面的使用性能从整体上进行综合评判,结合实例验证了模型的准确性和可行性。     

基于强化学习的航空器机场智能静态路径规划

随着人工智能迅速发展以及“智慧机场”的提出,研究人工智能在机场如何有效地辅助机场管制人员,驾驶员指挥航空器在地面滑行具有重要意义。本文提出一种基于强化学习的滑行路径规划方法,构建航空器机场地面强化学习移动模型,并以海口美兰机场为案例采用 Python 内置工具包 Tkinter 进行场面仿真;在此基础上,考虑机场航空器滑行规则,采用 Off-Policy 中 Q-Learning 算法求解贝尔曼方程,实现航空器在 Model-based 环境中进行静态路径规划。结果表明：本文所提方法能够实现停机位到跑道出口智能静态路径规划     

弹性飞翼飞机建模方法

大展弦比无尾飞翼布局飞机的结构振动往往与刚体运动耦合在一起,而传统的刚体模型不能反映飞机的结构弹性变形。现有研究多采用基于有限元法建立的模型,变量物理意义不明确,不利于控制系统设计。文章采用两根固定于质心的悬臂梁表征飞机的结构振动特性,基于Lagrange方程,为弹性飞翼飞机建立了刚／弹性耦合的纵向运动方程,并在配平点...     

民用飞机机载跑道入侵预警系统仿真验证

民用飞机在低能见度的机场跑道滑行时,存在发生跑道入侵的风险。国内外民航史记载了数次因跑道入侵事件导致的飞机在机场地面相撞而机毁人亡的严重事故。近年来,越来越多的人选择飞机作为长途出行的交通工具,使得全球大型国际机场的年吞吐量剧增,导致跑道入侵事件时有发生。各国民用航空管理组织对跑道入侵事件的关注度持续上升,航空公司需要在机上安装一套地面避撞系统,来避免跑道入侵事件的发生。本验证项目基于某大型机场的动态地图建立了一个机载跑道入侵预警系统原型,建立了飞机在机场滑行的平面四向运动模型,设定了不同安全等级的跑道入侵预警算法,定义了多种飞机跑道入侵场景,最终在MATLAB/Simulink和FlightGear中进行二维平面仿真和三维立体仿真,验证了系统解决方案的有效性和算法的正确性。     

基于真实道面模型的机轮滑水行为影响因素

湿滑条件下飞机着陆安全性一直是航空安全领域的研究重点。采用数值模拟方法研究了机轮在湿滑道面上的滑跑过程，基于空客A320型飞机的机轮子模型，建立了具有不同胎面花纹特征的机轮模型，并对胎面花纹进行了精细化处理；采用光学扫描及三维重构的方法，构建了具有SMA-13沥青道面纹理特征的道面模型；结合Heinrich橡胶材料与粗糙道面的接触模型，建立了机轮橡胶与机场道面的接触模型，并实现了橡胶胎面与道面间的接触；运用欧拉-拉格朗日(CEL)算法实现了水膜与道面、机轮间的流固耦合模拟。基于提出的机轮滑水有限元模型，用道面与机轮的接触力、临界滑水速度等特征指标分析了飞机滑跑速度、水膜厚度、机轮荷载、胎面花纹和机轮胎压等因素对机轮滑水性能的影响。     

基于离散仿真分析的机场飞行区布局评价方法

依托扬州泰州机场和浦东国际机场对飞行区布局仿真分析方法进行探讨。采用专用的机场和空域仿真模拟软件,对不同交通量下的单跑道机场和多跑道机场飞行区布局进行分析。模拟了飞机降落、滑行、停靠、下机、登机、滑出、起飞等过程。当扬州泰州机场的高峰小时起降架次为12架次以内时,飞机的平均总延误不超过4rain。浦东国际机场的高峰小时为51架次时,飞行区的平均延误量为61s;高峰小时起降架次为134次时．飞行区的平均延误为344S。     

垫层强夯法加固高水位粉土地基现场试验研究

开展高高原机场扩建工程,原地基土的工程特性和处理质量是影响机场地基变形和稳定的关键因素。西藏某机场扩建第二跑道项目场地浅层分布有0～2 m不等的松散粉土地层,地下水位较高且具有轻微液化性,其可能对机场地基沉降与变形带来安全隐患。在机场大面积施工前,开展了不同垫层厚度的强夯地基处理现场试验研究,以评价强夯法消除此地区粉土液化性和提高其密实性的可行性和处理效果。在强夯处理前后,分别在原地基进行了标准贯入、重型动力触探、多道瞬态面波、垫层密实度等试验检测,并在强夯时进行了夯点夯沉量观测记录等。本文基于试验结果,分析了强夯前后地基土密实度的变化规律,并评价了强夯法处理该地区高水位松散粉土的处理效果。同时,基于试验中发现的问题,文章提出了针对性的优化措施,解决了该项目原地基粉土的液化性和松散性处理问题,给出了推荐强夯参数和检测指标,可为类似机场工程粉土加固提供借鉴。