航空事故人为因素多模型集成分析与控制策略

人为因素是现代航空事故最主要的致因因素,分析航空事故中人为因素的特点,进一步提出预防措施,有利于提高飞行安全水平,实现本质安全。提出多模型集成的航空事故人为因素分析与控制流程,将事故树分析方法( FTA)和人因分析及分类系统( HFACS)相结合,寻找事故的直接原因和深层次原因,全面识别航空事故中的人为因素、事故机理及事故演化过程;运用定量方法找出关键因素,针对性地提出避免由人为因素导致航空事故的策略;根据关联危害性分析法,挖掘事故的潜在不安全因素,实现主动的事故预防。     

军用飞机使用维护危险分析方法研究

提出一种军用飞机使用维护危险分析方法,支撑国内军用飞机研制过程中安全性设计相关工作的开展。梳理使用维护危险分析与安全性、保障性其他分析工作的关系,明确使用维护危险分析工作输入、输出信息,以及工作界面。基于军用飞机使用维护作业特点,从\"人-机-环境\"的角度开展使用维护安全影响因素分析,识别军机使用维护作业过程中潜在的危险因素,及对于使用维护作业安全的影响。建立一种使用维护危险分析工具,并引入发生概率和严重性结合的安全性评价标准,提出使用维护风险评价方法,完善军用飞机使用维护危险分析评估体系。     

飞机着陆跳跃事故分析

结合一起着陆跳跃事故，深入分析了飞机出现着陆跳跃和收音机员在刚改装Ｊ６飞机的训练中容易发生着陆跳的基本原因，剖析了本起事故中飞行员在操纵上和指挥员在指挥上存在的问题。对着陆跳跃的处置方法以及处置中的指挥提出了明确的看法。这对于陆跳跃的预防、正确处置和指挥，保证飞行安全，将起以积极的作用。     

面向地勤的军机用户界面标识设计方法

针对军机的使用功能、维护功能开展军机的标识标记使用现状分析,形成有效的设计流程与方法来指导面向地勤的军机用户界面内、外部标记和标识设计,提高地勤维护的安全性及便利性。重点研究并分析军机外部标识中有特定意义的图形及表示警告、警戒、操作内容、操作标准等的文字,军用飞机内部表示设备位置、操作提醒的标牌及表示警告、警戒、防差错等的标识,并对面向地勤的军机用户界面标识设计方法进行研究,制定基于使用与保障危险分析和职业健康危险分析的设计方法流程。为军机面向地勤的用户界面标识设计提供一种有效、快速、经济的设计流程方法。     

Human factors quantification via boundary identification of flight performance margin

A systematic methodology including a computational pilot model and a pattern recognition method is presented to identify the boundary of the flight performance margin for quantifying the human factors. The pilot model is proposed to correlate a set of quantitative human factors which represent the attributes and characteristics of a group of pilots. Three information processing components which are influenced by human factors are modeled： information perception, decision making, and action execution. By treating the human factors as stochastic variables that follow appropriate probability density functions, the effects of human factors on flight performance can be investigated through Monte Carlo（MC） simulation. Kernel density estimation algorithm is selected to find and rank the influential human factors. Subsequently, human factors are quantified through identifying the boundary of the flight performance margin by the k-nearest neighbor（k-NN） classifier. Simulation-based analysis shows that flight performance can be dramatically improved with the quantitative human factors.     

耦合聚类的数据驱动稀薄流非线性本构计算方法

临近空间环境下的稀薄流动具有典型非平衡特征,现有数值模拟方法在面对多尺度共存的复杂流动现象时难以同时高效、准确描述。结合近些年兴起的机器学习理论与建模方法,基于数据驱动非线性本构关系（DNCR）为稀薄非平衡流动快速求解提供了一种全新的物理建模思路。为进一步提升DNCR方法的泛化性能、模型训练与计算效率,本文在DNCR方法中首次引入高斯混合模型（GMM）与稀疏主成分分析（SPCA）在回归模型训练预测前对训练集与预测集数据进行聚类预处理,建立了耦合聚类模型的数据驱动非线性本构计算方法。相关算例预测结果表明：在DNCR可解释性方面,GMM与SPCA方法可以不依靠人工经验通过流场数据提取出不同流动中的主导物理量,提升了DNCR方法的可解释性与鲁棒性;在计算效率方面,GMM与SPCA方法能在大量流场样本下对数据点进行精准聚类,排除冗余信息的干扰,提高了方法的并行计算效率,降低了回归模型的训练预测时间,同时有利于后期添加新样本数据时模型的更新与维护;在计算精度方面,GMM与SPCA方法在简单特征流动预测中能够在保持现有预示精度的前提下提高计算效率,并在面对复杂流动特征耦合预测场景时有效提高DNCR方法预测精度。     

综合火/飞/推控制系统复杂任务的STAMP建模和STPA分析

随着系统复杂性的日益增高,人为操作失误引起的系统任务失败呈增加的态势,传统的FTA、FMEA等基于线性事件链模型的分析方法已不能满足分析人为操作不当导致的系统危险,采用基于系统理论的过程分析方法,对作战飞机综合火/飞/推控制(IFFPC)系统中人为操作不当引起的潜在危险进行安全性分析.首先建立作战飞机IFFPC系统的STAMP模型,进而生成作战飞机IFFPC系统的STPA分析模型,最后根据提出的五类引起任务失败的原因因素,详细地进行作战飞机IFFPC系统不安全控制作用(UCA)的因素识别.结果表明:所采用的基于系统理论过程的分析方法弥补了传统安全性分析方法存在的缺陷,有效地解决了传统的FTA、FMEA等安全性分析方法不能很好地解决人为危险因素的问题,为含有人工控制器的复杂系统的安全性分析提供了一种新的思路.     

波音737NG飞机反推排故与维护

主要以波音737NG飞机为例,利用飞机维护手册(AMM)和故障隔离手册(FIM)清晰阐述了波音737NG飞机反推控制原理,结合反推系统常见故障现象及可能的故障原因,创新运用故障树理论,建立起一套针对不同故障现象的快速甄别、判断、排除方法。该文对民航维修人员掌握反推系统原理、准确判断故障、保障飞机顺利运行具有重要意义;同时,有助于民用飞机设计、制造以及维修方案的制定。     

喷水预冷却发动机与导弹一体化设计

以一种高声速导弹作为应用对象,计算了喷水预冷却发动机的安装特性,建立了导弹/喷水预冷却发动机一体化设计的约束分析和任务分析模型,给出了高超声速导弹的升阻特性的确定方法,结合任务剖面、导弹的重量组成以及发动机模型,取爬升率为100m/s,80m/s和50m/s对导弹的爬升和加速任务段进行约束分析,选择巡航马赫数为4.0,5.0和6.0三种情况进行了导弹任务分析。计算结果表明,建立的导弹/发动机一体化约束分析与任务分析模型合理,当巡航马赫数小于5.0时,虽然装备喷水预冷却发动机与亚燃冲压发动机的导弹相比爬升率和加速度较低,但是导弹射程却有较大幅度的提高,因而在高声速导弹的应用是可行的。     

弹用涡喷发动机鲁棒性能μ综合控制

针对某型弹用涡喷发动机,分析了具有乘性输入不确定性的被控对象中嵌入加权函数的μ鲁棒性能问题,由具有N-△结构的μ综合框架,给出了控制系统获得鲁棒性能的D-K迭代法,设计了弹用涡喷发动机鲁棒μ控制器。仿真结果表明设计的控制器在全飞行包线内不同的弹道上取得了鲁棒性能。