翼身融合布局大型客机的重心分析

在翼身融合布局飞机的总体设计阶段,为评估飞机总体方案的重心范围,建立了重心分析模型.分析模型以翼身融合布局飞机的几何参数为基础,应用参数化方法快速完成客舱布置,以工程估算和代理模型两种方法完成飞机的重量估算并计算重心前后限,绘制重心云图.基于重心分析模型,在Matlab平台开发了重心分析程序.以555座级翼身融合布局飞机的总体方案为例子来验证本文开发的程序.结果表明本程序可快速实现BWB飞机的客舱布置和重心云图绘制,分析结果可为飞机的稳定性和操纵性评估提供重心数据.     

翼身融合布局客机总体参数分析与优化

在翼身融合布局客机总体设计阶段,为评估设计方案的总体性能,建立了翼身融合布局客机总体参数综合分析与优化平台,该平台以翼身融合布局客机的几何参数为输入,完成动力、几何、重量、气动、性能和经济性等模块分析,并以此为基础建立优化设计模型。为快速评估设计方案的性能及优化设计效果,动力分析模块采用了部件级分析模型,重量分析模块采用半经验估算方法,气动分析模块采用面元法结合工程估算方法,性能分析模块采用简化运动学方法,优化模型采用可并行计算的子集模拟优化算法。以某555座级翼身融合布局客机方案为例,应用开发的分析与优化平台,完成了总体参数分析,结果表明分析模型合理。在此方案的基础上,以客机的外形参数和发动机海平面最大推力为设计变量,分别建立了以最大起飞重量最小为目标的单目标优化,以及同时以直接使用成本和进场速度最小为目标的多目标优化,单目标优化结果最大起飞重量降低了约7.17%,多目标优化结果表明直接使用成本降低8.77%的同时进场速度会增加3.32%。     

翼身融合飞机横航向操稳特性适航评估

翼身融合（blended wing body,简称BWB）飞机是未来民机的重要发展方向之一。分析了BWB飞机飞行特性并根据相关规章提出适航操稳特性要求,针对典型背撑式双发BWB布局飞机建立了六自由度飞行动力学模型,设计了反馈增稳控制律以满足飞行品质要求;并采用伪逆法设计了控制分配以完成多操纵面偏转的指令,基于系统仿真的方法对临界发动机失效情况下横航向操纵性和机动性开展了适航评估。仿真结果表明,该布局飞机在临界发动机失效情况下仍具有足够的剩余操纵性和机动性。     

250座级翼身融合布局客机气动设计与优化

结合民机客舱结构设计参数和飞机总体设计参数要求进行气动布局设计,获得250座级翼身融合(BWB)布局客机初步气动设计方案.采用数值求解N-S方程的方法获得该布局在巡航和起飞条件下的纵向气动特性.结果表明,在巡航条件下α=2°时最大升阻比Kmax可达15.9.以固定巡航飞行升力系数下最小化飞行阻力作为目标优化了机翼展向几何扭转角分布.结果表明,优化后外侧机翼的负载减轻,减小了激波强度和波阻,从而提高了巡航升阻比Kcruise.Kmax由初始布局的15.9提高到20.7,Kmax由初始布局的15.4提高到19     

翼身融合布局民机高低速协调设计

翼身融合（BWB）布局作为一种创新的布局形式,成为未来民用飞机发展的热点。与传统布局相比,BWB布局具有综合优势,是以安全性、经济性、舒适性和环保性为发展目标的下一代大型民用飞机的理想布局。针对BWB布局低速飞行性能不易满足\"绿色航空\"发展目标的技术现状,分析当前BWB布局高低速综合设计中出现的问题和面临的挑战,提出了改善低速性能的应对策略。通过总体参数对高低速性能的影响规律研究,分析了影响高低速协调设计的各种因素,指出翼载是影响高低速协调设计的核心参数。基于项目组长期研究工作,提出了综合考虑高低速性能的BWB布局设计要求,建立了高速向低速适当妥协,综合平衡高低速矛盾的设计思想,给出了由三点技术措施构成的高低速协调设计原则。根据本文提出的高低速协调设计思想和设计原则,采用多学科综合优化和气动综合设计方法,进行了概念方案的高低速协调设计,获得了高低速协调、综合性能优异的概念设计方案。CFD分析和风洞试验验证结果表明,协调设计后的概念方案,在保持优异巡航性能的同时,显著提高了低速性能,降低了对增升能力的需求,减小了高升力状态力矩平衡措施的设计压力,达到了保证巡航效率和提升低速性能的协调设计目标。本文提出的高低速协调设计思想和设计原则为提升BWB布局低速性能提供了新的思路和方法,可应用于翼身融合类民机布局研究,并可为其他用途翼身融合类飞机设计提供参考。     

飞翼布局翼身融合特性研究

提出了融合度描述方法,通过建立统一的表面面元模型分析计算融合对气动特性和隐身特性的影响。采用响应面方法对基于几何模型的面元法计算结果进行修正,给出了最大升阻比和平均雷达散射截面积与融合度的关系曲线,为气动隐身一体化的翼身融合设计提供依据。     

翼身融合客机PRSEUS壁板参数识别研究与优化设计

PRSEUS壁板结构为翼身融合布局客机的非圆截面机身结构提供了一种创新的解决方案.本文对PRSEUS壁板进行了不同载荷条件下的参数识别研究,提取了关键设计参数,并以此为基础进行了优化设计.首先,提取了PRSEUS壁板的设计参数,在考虑各组件叠放顺序的基础上进行参数化建模.其次,基于ISIGHT平台,采用试验设计(DOE...     

翼身融合布局低速验证机前缘缝翼设计

翼身融合布局是未来民机最有可能实现的非常规布局形式,其气动布局方案的验证通常采用缩比模型飞行试验的方式进行。以某翼身融合布局低速验证机为研究对象,以数值计算方法为基础,分析了其在飞行试验中存在的纵向和横向不稳定现象,提出了改善的方案——增加前缘缝翼。对此验证机进行前缘缝翼的气动布局设计、典型翼型的二维前缘缝翼设计和机翼三维前缘缝翼的气动设计,利用数值计算方法对设计结果进行纵向和横向分析。结果显示,所设计的前缘缝翼可以明显地增大验证机的失速迎角,改善其纵向力矩特性和横向特性。     

民用客机应急断离结构适航符合性研究及应用

应急断离结构能显著提高民用客机应急着陆的安全性.基于应急断离结构的适航要求,对民用客机应急断离结构的完整性和功能性进行了适航符合性研究.通过分析民用客机应急断离结构在各设计阶段的主要任务,建立了应急断离结构设计的适航验证流程.基于对适航符合性理论的研究,提出了一种新的民用客机应急断离结构适航符合性实施方法,结合工程实例并利用ABAQUS二次开发技术对应急断离结构进行快速设计的方法,为民用客机应急断离结构设计提供了一种新的验证思路及实施方法.     

翼身融合布局民机克鲁格襟翼设计

翼身融合（BWB）布局是\"绿色航空\"发展目标的下一代大型民用飞机的理想布局。由于高度融合的外形特点,BWB布局难以通过应用传统增升装置实现低速增升与配平的协调设计。本文采用开缝钝头克鲁格襟翼提高BWB布局低速失速特性。首先,构建了克鲁格襟翼二维参数化方法,该方法符合克鲁格襟翼运动机构特点,可准确描述几何外形与缝道配置。其次,开展克鲁格襟翼几何参数与偏转角度的影响规律研究,分析流动形态与增升机理,提出设计原则。综合考虑外形、运动机构与遮蔽效应等设计约束,以提高增升能力为目标,开展前缘开缝克鲁格襟翼优化设计。优化设计结果满足设计约束,数值分析表明其增升能力比初始外形与经典缝翼均有明显提高。最终,采用前缘开缝克鲁格襟翼与后缘简单襟翼构建BWB增升构型,数值模拟与风洞试验结果表明,增升方案能够实现升力系数要求,降低了对配平能力的需求,减小了增升装置和高升力配平设计压力。提出的克鲁格襟翼设计方法不仅适用于BWB布局,也为传统布局民机增升装置设计提供了技术支持。     

民用飞机适航符合性验证方法与程序研究

研究了功能危险分析、故障树分析、故障模式影响分析以及共因故障分析等安全性分析方法在民用飞机适航符合性验证中的应用,明确了各种方法的应用时机与输入输出信息.分析了民用飞机设计各阶段适航安全性工作内容,以各项安全性分析技术为基础,建立了民用飞机适航符合性验证流程,初步构建了民用飞机适航符合性验证的理论体系.     

民用飞机客舱储藏设施的设计和适航验证方法

从设计输入、设计内容和适航验证三个方面,介绍了民用飞机客舱储藏设施的总体设计思路和方法,并重点阐述了储藏设施在结构设计、连接设计、附件设计和材料选用等方面的设计原则和应注意的问题。最后,结合中国民用航空规章第25部(CCAR25)的相关适航条款要求,重点说明了储藏设施在进行材料的阻燃、热释放、烟密度和静力试验等适航验证试验及行业标准规定的材料毒性试验时应遵循的具体要求、程序和方法。为民用飞机客舱储藏设施的工程设计和适航验证工作提供了思路和参考。     

民用飞机货舱行李网设计研究

目前,在国内民用飞机货舱行李网设计研发方面还存在大量空白,因此以“新舟”60飞机后货舱行李网改装设计方案为例,对民用飞机货舱行李网进行了研究,分别从用户需求分析、改装方案设计和适航符合性验证三个方面相应展开。介绍了民用飞机货舱行李网的设计思路和方法,最后通过相关适航符合性验证方法来证明改装的货舱行李网及其零部件符合相应适航条款的要求,确保设计出既满足用户需求及飞机性能技术指标,又满足适航要求的民用飞机货舱行李网。     

民用航空器座舱高低温环境下适航符合性研究

对民用航空器座舱高低温环境适航符合性开展分析.首先对座舱高低温环境适用的适航条款FAR/CCAR 25.831(g)和FAR/CCAR 25.1309(a)(b)(d)进行解读和分析;进一步得出基于人体核心温度的舱内可接受的高低温环境标准;随后,提出针对座舱高低温环境的适航符合性思路,包括:开展失效状态下座舱高低温环境...     

民机适航符合性方法研究

对于民用航空器在型号合格审定过程中使用的符合性验证方法,多数适航当局一般制定了管理要求,但相互间存在一些差异。同时随着航空产品的复杂化、多样化以及新技术的出现,使得适航符合性验证方法也在不断地演变。根据国内外适航当局对符合性验证方法的管理要求,研究分析了我国的符合性验证方法与FAA、EASA的主要差异,结合型号审定经验,梳理了10类符合性验证方法的典型文件和适用场景,基于当前民机型号和科技发展,分析了未来符合性验证方法的发展趋势,为在型号合格审定中符合性验证方法的管理和使用提供了参考。     

面向适航符合性的智能航电系统认证研究进展

民用飞机航电系统引入人工智能/机器学习技术会带来可信性、不确定性和可解释性等问题,有必要通过有效的符合性方法向公众与利益攸关方证实智能航电系统的适航安全性。首先,分析了智能航电系统的等级分类和应用现状,阐述了现有指南和标准的适用性;然后,基于对当前研究成果的梳理,总结了包含可信度分析、安全性评估、安全风险缓解和认证/批准活动的智能航电系统认证框架实施流程及其技术细节;最后,给出智能航电系统在全生命周期各个阶段的符合性验证要求及实现方法建议,评估了符合性验证对现有适航体系的影响,为民用飞机智能航电系统的设计与认证提供了参考依据。     

飞机座舱臭氧浓度测量试飞技术研究

民用飞机适航条款中对座舱内臭氧浓度有明确规定。依据中国民航适航条款要求,开展了我国首次民用飞机座舱臭氧浓度测量试飞研究。针对飞机的设计指标、构型及使用情况,制定相应的试飞方法,在我国高纬度地区开展飞行试验,进行座舱臭氧浓度测量分析,试验结果表明该飞机座舱臭氧浓度符合民航规章要求。     

民用飞机机轮电滑行系统适航符合性验证技术研究

飞机电滑行系统是一种民用飞机滑行领域出现的新兴技术,具有较为重要的现实意义和潜在应用价值,为保证研制过程中适航性工作的全面落实,需提高飞机电滑行系统的适航安全性。为了全面研究民用飞机电滑行系统的适航符合性,针对电滑行系统的组成和特点,对系统级和机轮刹车滑行装置的适航标准、符合性验证方法进行了分析,结合CCAR 25.307结构符合性条款的解读,给出了民用飞机电滑行系统验证的适航要求。引入系统工程“V”模型至民用飞机电驱动系统适航符合性验证过程,利用系统工程“V”模型提出了适用于飞机电滑行系统的验证流程,明确了各阶段工作内容,形成了适用于飞机电滑行系统的适航符合性试验验证方法和验证思路,为民用飞机电滑行系统的设计和适航提供参考。     

民机电传飞控系统CCAR 25.672符合性验证思路研究

首先阐述民机电传飞控系统适航符合性验证的定义,然后详细介绍了民机电传飞控系统适航符合性方法和选用原则,最后以国内某型民用客机为研究对象,开展了针对CCAR25.672条款的符合性验证思路的分析与研究。