基于风险优先数的航空发动机可靠性设计方法

为了解决故障模式和影响分析难以融入航空发动机设计中的难题,提高可靠性水平,在型号研制工作中摸索出利用故障模式和影响分析中风险优先数的概念开展零部件某故障模式设计改进。运用风险优先数（RPN）的概念对设计故障模式和影响分析中严酷度和故障模式发生概率划分了1～10级评分原则,增加了故障被检测难度,且结合航空发动机特点,对故障被检测难度也划分了1～10级评分原则,得出了故障模式的风险优先数,确定了故障模式的优化排序,提出了确定风险改进项的方法。以某发动机的密封装置为例,利用严酷度、故障模式发生概率和故障被检测难度等级评分原则,得出了密封装置各故障模式风险优先数,确定了2项风险改进项。结果表明：利用严酷度、故障模式发生概率和故障被检测难度划分的1～10级评分原则进行风险优先数计算,可得出风险改进项,为提高发动机的可靠性水平提供了方向。     

EWIS耐海洋环境设计

海洋环境具有高温、高湿、高盐雾的特点,在严酷的海洋环境下,飞机EWIS部件失效或故障现象更为明显。文中分析了南海环境对EWIS的影响,以适海性的角度从选材、设计和防护等方面提出了EWIS耐海洋环境设计的建议。通过这些手段,可有效提高海洋环境下EWIS的可靠性。     

基于故障数据的某型导弹失效风险排序方法

以某型导弹寿命预测为研究背景,按专业将该型导弹分为弹体、动力系统、电子电气设备等8个分系统,采用FTA-FMMEA方法分别对其进行失效模式和机理分析,并引入严酷度等级和失效模式发生概率等级,构建失效模式风险评价模型,对导弹各分系统的失效危害度进行定量分析。根据服役期间导弹现场失效数据并结合先验信息,提出了基于Bayes估计的各失效模式发生概率求取方法,给出了导弹各分系统的失效排序,确定了导弹薄弱环节,为后续贮存寿命预估提供依据。     

民机EWIS系统的安全性分析

电气线路互联系统(EWIS)能够实现电传系统2个或多个连接点之间传输数据的功能.相较于机械传输来说,在节约质量的同时,也带来了特殊的失效模式和风险.文中以民用电传飞机EWIS设计过程中可能出现的失效为出发点,从适航准则、安全性定量分析、区域安全性、特殊风险等方面,对EWIS系统提出相应的设计要求,以表明对适航需求的符合...     

民机持续适航阶段事件风险评估方法研究

民用飞机在持续适航阶段,需要开展风险评估工作,保证其适航安全水平能够维持在可接受范围之内。建立了民用运输类飞机持续适航阶段的风险评估方法,给出了事件风险类型的分类、事件后果严重度等级的划分、事件概率水平的确定方法,通过风险矩阵和冈斯顿方法分别确定事件风险水平和高风险事件纠正措施的实施时间。     

快速释压特定风险研究及其对EWIS的影响

分析了快速释压特定风险发生的原因,给出了快速释压风险对人员及飞机和系统的影响,针对快速释压对飞机电气线路互联系统(EWIS)的影响给出了具体的分析说明,结合与快速释压给EWIS造成影响相关的适航条款要求,给出了符合性验证思路,通过对EWIS电缆松弛量的计算,给出了EWIS设计防护措施和影响分析方法,最后提出了符合性验证方法。     

EWIS分离设计及符合性验证研究

随着飞机电子电气技术的快速发展与广泛应用,EWIS(电气线路互联系统)在飞机安全飞行中起到的作用也越来越重要。基于EWIS故障导致飞机发生事故的数量逐渐增多,在飞机研制过程中摆脱传统认识,加强EWIS的设计与验证也逐步成为一种趋势。本文首先回顾了飞机研制过程中针对EWIS设计的传统做法,接着给出了由于EWIS故障导致的飞行事故案例,然后分析了在进行EWIS分离设计时需要考虑电磁环境,结构锐边,飞控钢索,氧气、气源、燃油、液压管路等影响因素,最后提出了适航验证时采用说明性文件(MC1)、安全性评估(MC3)和航空器检查(MC7)的符合性方法及重点验证内容。     

基于SE/DFSS的飞机EWIS设计体系研究

为了提升EWIS系统的设计质量及设计效率,减少使用过程中的问题,有必要针对EWIS在设计阶段的设计体系及方法工具进行研究。文中主要对飞机电气线路互联系统(EWIS)的设计发展现状进行了分析,结合现代飞机EWIS设计流程及体系的发展趋势,应用精细化六西格玛设计方法 (SE/DFSS)进行EWIS设计体系的研究,并对DFSS设计方法在EWIS系统设计中的优点进行了总结,对EWIS系统的具体型号设计工作开展具有指导意义。     

运输类飞机包含EWIS的区域安全性分析研究

为了解决运输类飞机EWIS设计过程中的安全性评估问题,针对包含EWIS的区域,提出了一种区域安全性分析方法。在对ARP4761标准的区域安全性分析和AC25-27的强化区域分析流程的基础上,考虑EWIS物理失效模式及失效对EWIS自身和区域内系统/设备的影响,给出了分析流程,为EWIS满足适航要求的设计提供技术参考。     

一种基于事故树的安全风险定量评估方法

针对目前安全风险评估方法的不足,提出了基于事故树的飞机部件安全风险定量评估方法.首先采用布尔代数理论对事故树进行逻辑表述,通过概率重要度表示部件故障的后果严重度,在此基础上对飞机部件的危险度进行计算,解决了当前安全风险定量评估的难题.实例证明,该方法能够较为准确地检验飞机部件对飞行安全的影响.     

航空发动机限寿件概率失效风险评估的等效应力转化

提出一种从整个飞行循环出发并基于全局的限寿件等效应力转化方法,将转化后的等效应力作为概率失效风险评估的输入条件,从而获得更为精确的失效风险结果。首先通过流固耦合数值模拟获得限寿件在整个飞行循环的瞬态应力,然后基于雨流计数法及线性累计损伤理论编制转换程序,将限寿件模型全部节点上的瞬态应力转化为等效应力,最后作为概率失效风险分析流程的输入条件确定寿命期内的概率失效风险。相同飞行循环条件下,与基于局部最大应力的转化方法相比,全局等效应力转化方法获得的失效风险更低。该方法的提出,为我国民机型号概率失效风险评估时作为关键输入数据应力的确定给出了定量参考,有力支撑了适航取证。     

民用飞机研制阶段EWIS构型管理

2007年底FAA发布新的规章修正案,将电气线路互联系统（electrical wiring interconnection system,简称EWIS）的适航要求以独立分部 H分部的形式纳入FAR 25部运输类飞机适航标准,将EWIS提升到飞机的一个重要综合系统来看待,其研制过程需进行系统性的考虑,EWIS的构型管理成为适航取证的重要关键环节。结合EWIS研制特点阐述了EWIS构型管理面临的挑战,分析并研究了EWIS构型管理的类别及关键内容,提出了管理策略建议,对于民用飞机EWIS的研制具有现实指导意义。     

一种改进的航空发动机结构概率风险评估方法

针对航空发动机适航条款FAR33.75中关于发动机限寿件(ELLP)结构失效概率要求,提出了一种基于Kriging和蒙特卡罗半径外重要抽样(MCROIS)混合的结构概率风险评估方法。该方法针对ELLP高维、小失效概率事件以及极限状态函数为隐式、高度非线性的特点,利用Kriging元模型模拟隐式极限状态函数,然后通过主动学习迭代算法,计算最优点(MPP,最接近设计验算点的样本点),更新实验设计(DOE)并提高Kriging元模型的模拟精度。在此基础上,利用Kriging元模型确定最优抽样半径,构造半径外重要抽样密度函数,在最优抽样半径确定区域进行抽样,通过构造主动学习函数,使样本点更多落在抽样半径确定的球区域附近,加速失效概率计算的收敛,并构建了ELLP风险概率模型,解决了高维、小失效概率事件以及隐式、非线性极限状态函数的发动机结构概率风险评估难题,以某型发动机低压压气机轮盘为应用示例,与传统的蒙特卡罗仿真(MCS)方法进行了对比,验证了该方法的高效率、鲁棒性和仿真精度。     

信号仿真系统离散信号发送功能研究

2011年底中国民航局新发布的CCAR25.1709对于电气线路互联系统（ Electrical Wiring Interconnection Sys-tem,简称EWIS）安全性提出了更完全和结构化的评估要求。分析了原规章条款25.1309对于EWIS安全性评估的不足和对新规章条款25.1709的要求及其理解,并结合具体的民用飞机设计经验,分别从EWIS失效产生的功能性和物理性两方面安全性影响,探讨了EWIS对于25.1709的符合性设计和分析的过程与方法。     

基于军事需求工程的军用飞机EWIS设计需求分析

针对军用飞机电气线路互联系统(Electrical Wiring Interconnection System,EWIS)的设计特点和现状,明确了EWIS功能定位。在分析军事需求工程(Military Requirement Engineering,MRE)体系框架、过程和方法基础上,以海军飞机EWIS需求开发为例,设计了基于MRE的EWIS需求开发过程和统一需求描述模型,构建了需求体系框架,提出了基于数据的需求管理过程,为军用飞机EWIS设计提供参考依据。     

民用飞机EWIS对CCAR25.1709的符合性设计与分析研究

2011年底中国民航局新发布的CCAR25.1709对于电气线路互联系统(Electrical Wiring Interconnection System,简称EWIS)安全性提出了更完全和结构化的评估要求。分析了原规章条款25.1309对于EWIS安全性评估的不足和对新规章条款25.1709的要求及其理解,并结合具体的民用飞机设计经验,分别从EWIS失效产生的功能性和物理性两方面安全性影响,探讨了EWIS对于25.1709的符合性设计和分析的过程与方法。     

舱门微动开关系统误示概率分析

针对飞机微动开关系统误示舱门关闭和锁定故障,以微动开关系统工作原理为基础,分析导致该故障模式的故障原因,构建微动开关系统误示舱门关闭和锁定故障树,提出了失效概率分析方法,对舱门机构故障失效进行定量概率计算,改变了以往仅靠定性分析的思路,可对相似机构故障失效分析提供有益参考。     

航空发动机健康等级综合评价方法

研究意义在于将发动机的健康状态量化,进一步提高发动机健康状态评估的可操作性.决定发动机健康状态等级的因素众多,如故障发生的概率、故障的程度以及故障可能造成的损失风险等,且这些因素的影响作用均具有随机性和模糊性.将模糊综合评价方法应用于发动机健康状态等级的评估,将健康状态划分为5个等级,得到每个健康状态等级的隶属度函数,最后基于最大隶属度原则和最大危险性原则确定发动机的健康状态等级.通过对两组发动机故障模拟实验器振动数据的等级评价结果对比,验证了提出方法的有效性和合理性.      

商用飞机EWIS安全性评估流程及关键技术

美国FAR25的123号修正案提出后,运输类飞机的适航审定标准中增加了对电气线路互联系统（EWIS）的要求。本文介绍了EWIS安全性评估的一般流程,以及在评估过程需要亟待解决的一些关键技术。     

EWIS模块化设计

文中针对飞机EWIS系统,提出模块化设计思想,通过建立设计资源库,快速查询可利用信息,构建EWIS系统结构模型,极大地减少了设计工作量,达到资源重复利用和快速设计的目的。模块化设计对于飞机EWIS系统设计的发展具有重大意义。