Aircraft Power System Harmonics Involving Single-Phase PFC Converters

AC-DC converters with active power factor correction (PFC) are replacing uncontrolled diode rectification circuits on commercial jet airplanes in order to meet harmonic distortion limits imposed by new airborne electrical system power quality standards. The high line frequency of airborne AC power systems presents a major challenge for the design of PFC converters capable of meeting these standards. This paper investigates a new source of harmonic current distortion and the resulting system power quality problems related to dynamic interactions between PFC converters and the AC source. Experimental results are first presented to demonstrate the existence of such interactions and their effects on system power quality. Analytical and numerical simulation results are then presented to explain why such dynamic interactions can lead to significantly increased harmonic current distortion in steady state operation. Elimination of undesirable system interactions through proper damping of the PFC converter input filter is also presented and its effectiveness experimentally validated.     

空空导弹固体火箭冲压发动机设计参数优化

为使空空导弹在较宽的空域范围内获得优化的综合性能,提出了以导弹综合特性为目标函数来优化固体火箭冲压发动机设计参数的思路,以空空导弹在飞行高度分别为5,10km和15km的飞行距离和飞行速度的综合性能参数为目标函数,建立了固体火箭冲压发动机设计参数优化模型,利用遗传算法进行了固体火箭冲压发动机设计参数的优化.优化的结果表明:当参数选择适当时,采用非壅塞固体火箭冲压发动机的空空导弹在较宽的工作包线内也能够具有优秀的飞行性能,在高度为5,10km和15km时,空空导弹的飞行距离分别达到了62.9,89.2km和133.1km,空空导弹的平均飞行速度也得到了提高.      

某型发电机模拟源的设计与应用

介绍了一种基于ICL8038芯片的飞行器发电机模拟源设计方法,该模拟源可模拟飞行器发动机开车时发电机和永磁机产生的交流电,且电压和频率可调,解决了飞行器在地面无须发动机开车即可对电子设备实施自检测所需的电源问题,可作为飞行器发动机启动系统和其他机载电子设备原位检测系统的电源。     

飞机冲压空气涡轮系统的动态特性分析

冲压空气涡轮是飞机能源失效时使用的关键应急系统。首先依据冲击空气涡轮（RAT）工作原理确定其物理架构；然后对涡轮部件、能源转换装置、展开装置和展开随动机构等4个主要部件进行力学分析，建立各部件的力学方程组。依据该力学方程组，建立涉及力学、液压、刚体动力学的多学科冲压空气涡轮系统模型。使用该模型仿真了某真实系统在不同工况和设计参数下的动态特性，研究了关键设计参数对系统性能的影响，为冲压空气涡轮系统正向设计提供依据。最终，某型冲压空气涡轮系统风洞试验数据验证了所提系统模型的准确性。     

机载蒸发循环系统结构的稳健性研究

机载蒸发循环系统结构的疲劳寿命易受外界和内部环境的影响,导致无法满足设计要求。采用随机有限元法,参照设计变量和随机变量的变异性,建立机载蒸发循环系统结构疲劳寿命稳健性优化的数学模型;通过引入权因子α,将稳健性优化问题转化为结构疲劳寿命均值和标准差的双目标优化问题。结果表明:合理设置疲劳寿命均值和标准差的权因子,可有效降低设计变量和随机变量对变异的敏感性,进而提高机载蒸发循环系统结构疲劳寿命的稳健性。     

基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法研究

随着航空电子系统承载的应用日趋复杂,飞机对机载计算机的计算力和功耗比要求不断提升,这也推动了嵌入式多核处理器的加速应用和普及。多核处理器在航空电子设备的深入应用,随之而来的是运行其上的软件复杂度急剧上升,面向应用的航电系统设计面临挑战。多核处理器平台由于需要面对并行、指令乱序、资源共享冲突等问题,而目前国内大多数机载嵌入式软件和驱动仍然是基于单核处理器设计和实现的,影响最大的是在机载嵌入式实时操作系统环境下的驱动软件,因此需要充分考虑多核带来的各方面影响,尤其是需要兼顾共享内存等资源的使用冲突和实时高效要求。本文结合机载航电多核处理平台的特点,提出了一种基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法,并基于该方法设计了FC总线驱动和MBI总线驱动,项目应用结果表明,设计的驱动程序在多核处理器平台上数据传输正确,验证了方法的正确性和有效性。     

基于佘度和容错技术的高可靠机载智能配电系统设计

针对大型无人机(UAV)用常规配电系统占用航空总线资源多和可靠性低的问题,通过研究多电/全电飞机技术发展趋势和大型无人机供电系统技术特点,提出一种适用于大型无人机体系结构和指标要求的机载智能配电系统;建立系统的马尔可夫模型,计算和分析不同余度结构的供电处理机(PSP)和电气负载管理中心(ELMC)对系统可靠性的影响,进...     

模型驱动的软件构件研制保证水平验证方法

在机载软件架构设计阶段,人们将安全性研制保证水平分配到具体的构件中,确保产品质量。鉴于现代航空软件系统极其复杂,如何从系统角度,检验分配给构件的安全性等级符合系统的一致性目标,是设计阶段需要解决的重要问题。首先,分析了分布式和综合式机载软件系统的架构特点,得出了在安全性分析工作中需要考虑冗余等架构设计的影响的结论。其次,使用系统建模语言(SysML)块图建立带有安全性等级属性的系统静态结构模型,利用矩阵对模型进行精确的形式化转换;制定验证规则,在此基础上给出了验证方法,以验证安全性等级分配的合理性。在验证过程中,将关键信息存储在XML文档中,可为适航性审查提供证据。最后,通过实例分析,验证了该方法的可行性。     

机载总线控制管理计算机系统设计与研究

以某型飞机为模型,根据航空电子系统所要完成的多种飞行任务,机载总线控制管理计算机的功能和性能,进行了机载总线控制管理计算机的系统设计,并对该系统的可行性进行实验室的综合仿真试验研究,为机载计算机软硬件的模块化和层次化设计提供了设计依据。     

基于任务场景分析的机载导航页面人机界面设计过程研究

顶层飞行任务场景是民机机载显示系统需求捕获的重要来源,显示系统的人机界面设计通过自顶向 下的飞行任务场景分析,识别显示信息内容,开展信息内容设计,继而开展样式设计、交互行为设计与接口设 计等工作。本文以导航页面为例,综合运用层次任务分析和场景用例分析法,阐述了机载显示系统人机界面的 设计约束和过程,可为民机机载显示系统人机界面的正向设计过程提供借鉴。 [ 关键词] 机载显示系统;导航页面;任务场景;人机界面设计     

航电核心处理机接线盒模块的设计与实现

接线盒模块可解决综合模块化航电系统中计算机产品对外调试信号过多、影响设计、且外场维护困难的问题。模块能够有效减少综合处理机对外接口中调试用以太网信号的数量,进而减少外部连接器的使用,利于机载产品的结构和接口设计。模块还支持外场免拆卸产品而实现对产品的调试和维护功能,便于机载产品的外场维护和故障排除。模块采用即用供电设计,既可满足地面开发/调试使用,又可降低飞行状态下的系统功耗。     

一种机载电源浪涌电流抑制电路的设计与分析

通过对标准的解析以及对典型应用局限性的分析,设计了一种浪涌电流抑制电路。在电路中加入 恒流充电模块以及电压反馈模块,使浪涌电流的峰值及启动时间均可控,并给出相应的计算公式指导具体设计。 通过加入放电回路,使得多次启动特性一致,仿真验证了方案的正确性及有效性,并成功应用于机载设备。     

航空火控系统的软件抗干扰设计分析

随着微控制器在航空火控系统中广泛应用 ,航空火控软件的抗干扰设计在空战中更为重要 ,它已经成为航空火控软件中不可缺少的组成部分。本文给出了微控制器航空火控抗干扰设计的适用条件及常用设计方法。     

基于代理模型的机载吊舱气动与隐身一体化设计方法

考虑雷达隐身要求的机载吊舱初步设计时,存在载机-吊舱组合体RCS计算复杂度高的问题。为此,本文构造了用于计算RCS的代理模型,并基于此代理模型以吊舱横截面积、吊舱对载机的气动特性影响量和飞机与吊舱组合的RCS为优化目标,用评价函数法构造吊舱外形设计的多目标优化模型,并用复合形法求解该模型的设计参数。按该参数设计的吊舱外形能使载机在挂载吊舱后气动阻力系数与RCS增量均保持较低的水平,同时可保持吊舱较大的装载截面。研究结果表明,本方法在吊舱的初步设计阶段对设计参数的选取具有较好的指导意义。     

基于模态分析的配电产品耐振性优化设计

振动是导致机载电子设备损坏的重要载荷,线路板部件是电子设备的核心部件。在配电产品的设计 阶段,需要对线路板进行动力学分析和抗振优化设计。根据某机载配电产品的方案设计,采用 MSC.Patran和 MSC.Nastran软件对产品结构进行模态分析、振动分析,得到产品的固有频率及振动响应曲线;基于模态分析, 提出不同的优化方案,并进行建模及模态分析。结果表明:通过增加线路板厚度、合理布局线路板上的元器件、 对加强筋进行翻边处理以及在较易发生变形的部位增加螺钉约束等手段,可以提高产品的耐振性。     

分布式电推进飞机设计技术综述

分布式电推进系统利用电力驱动多个推进器作为飞机的动力装置,在提升飞机气动效率、载运能力、环保性和鲁棒性等方面蕴藏着可供人们挖掘和利用的巨大潜能,被广泛认为是一种航空领域的颠覆性技术。本文在对电动飞机的优势和不足,电推进系统的尺度独立性以及分布式电推进飞机分类进行初步研究之后,重点从飞机工程设计的专业划分角度出发,分别从飞机总体设计、气动设计、结构设计、系统及支持设施设计等学科对分布式电推进飞机设计技术的研究情况和学术进展进行综述。随着电池能量密度、电机及控制器功率密度的不断提升以及相关机载电气设备的小型化和轻量化,分布式电推进通用飞机基本具备按需航空市场化能力,尽管仍存在一些挑战,但该技术为未来飞机设计提供了更多的权衡空间与可能性。     

分布式电推进飞机动力系统评估优化方法

以电推进飞机的动力系统作为研究对象,开展了以下研究工作：采用电力系统潮流计算方法,分析了采用高压直流供电体制的分布式电推进飞机电气系统,模拟了其在稳定运行状态与断路故障状态下的能量流动关系,同时分析了直流电压等级对电气系统的影响。搭建了完整的分布式电推进飞机动力系统仿真模型,依据基于时间和基于高度的飞行剖面,对比分析了纯电推进与涡轮电推进架构在推进功率、推进效率与航程3个评价指标上的优劣。建立了动力系统典型部件的参数化模型,并使用符号规划算法对建立的参数化模型进行了优化计算,比较了传统涡轮推进与涡轮电推进架构下动力系统质量与燃油消耗率间的优化权衡关系。研究结果为分布式电推进飞机混合动力系统的设计提供了有价值的正向设计方法。     

机载系统测试性设计体系研究

军用飞机在外场表现出诊断能力不足的现象,严重影响飞机再次出动的效率。从军用飞机故障诊断 的实际使用需求出发,深入分析机载系统在设计、试验过程中存在的测试性设计问题;针对军用飞机整个研制 与使用过程,明确设计目标,提供设计、验证和评估方法,将原来相互孤立的设计工作进行整合,提出一套完整 的机载系统测试性设计体系,并对测试性设计过程中的诊断能力设计、测试性试验等关键环节进行深入剖析; 同时,在工作方法、专业定位和制度保障方面提出改进建议,能够有效促进测试性设计有机地融入机载系统的 设计过程,提升机载系统测试性水平,提高飞机综合诊断能力。     

低空风切变对飞行的危险性评估

本文利用风切变场中飞机的近似的能量高度传递函数和激发飞机长周期振荡的最严重的风切变模型,研究并确定了适用于机载风切变系统的风切变危险通报(caution)的阀值.为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则.     

基于快速设计的标准件库建立方法研究

标准件库在飞机工装数字化设计中起到重要作用,建立适合工装快速设计的标准件库是提高设计效率的关键问题之一。在比较目前现有建立标准件库的两种方法的基础上,针对标准件在工装中的定位问题,以标准件草图为核心,提出了基于快速设计的标准件库建立的方法;通过分析本地数据库与远程数据库特点,提出了标准件库数据库的方法;将基于快速设计的标准件库应用于橡皮囊成形模具快速设计系统,缩短了模具设计周期,提高了模具设计效率。