试论民用飞机选型程序

飞机选型的最终目的是为航空公司选择一个最满意的机群。它从每个城市对子之间的航班对飞机的优选开始,综合公司全部航班选型结果,从中挑选不同的若干机型组合,形成不同的机群方案;再评估这些方案,选取其中最为满意的一个。本文就如何进行民用飞机和机群的优选进行了探讨,并提出了一个“飞机选型程序框图”。     

民用飞机性能选型评估研究

随着航空公司机队规模的不断扩大,系统有规划地进行飞机性能选型和根据不同的航线市场需求进行机型匹配是相当重要的。根据航空公司性能选型要求、民航规章和航空公司航线运营分析报告,建立了以飞机性能优劣度为顶层目标的性能选型指标体系,分为4个一级指标,19个二级指标,使用层次分析法得到主观权重,利用熵权法得到客观权重,通过组合赋权法将主观权重和客观权重结合,得到组合权重,权重大小排序靠前的为推重比、直接运行成本、单发小时耗油量、座公里成本、单发推力。然后基于灰色关联-TOPSIS法建立飞机性能选型评估模型,选取四种典型机型进行综合评价,得到各个机型的贴近度和排名情况,从而得出了民用飞机性能选型评估方法,为航空公司选购新型飞机时提供理论依据。     

An innovative approach for integrated airline network and aircraft family optimization

The determination of optimal aerial transport networks and their associated flight frequencies is crucial for the strategic planning of airlines, as well as for carrying out market research, to establish target markets, and for aircraft and crew rostering. In addition, optimum airplane types for the selected networks are crucial to improve revenue and to provide reduced operating costs. The present study proposes an innovative approach to determine the optimal aerial transport network simultaneously with the determination of the optimum fleet for that network, composed of three types of airplanes (network and vehicle integrated design). The network profit is maximized. The passenger’s demands between the airports are determined via a gravitational model. An embedded linear programming solution is responsible for obtaining potential optimal network configurations. The optimum fleet combination is determined from a database of candidate aircraft designs via genetic algorithm. A truly realistic airplane representation is made possible thanks to accurate surrogate models for engine and aerodynamics is adopted. An accurate engine deck encompassing a compression map and an innovative engine weight calculation besides an aerodynamical artificial neural network module enable a high degree of accuracy for the mission analysis. The proposed methodology is applied to obtain the optimum network comprised of twenty main Brazilian airports and corresponding fleet.     

飞机选型问题数学模型的建立

首先分析了航空运营者针对飞机选型问题工作的基本流程和要求;然后根据每一个步骤的工作内容给出计算方法,并建立飞机选型的数学模型及给出求解方法;最后对于求解所得的机型进行评估,为航空运营者在进行机队规划时,合理选择飞机型号提供了一种分析工具.     

基于粒子群优化算法的飞机维修计划编制优化

针对国内航空公司的维修生产管理,分析了维修计划的编制流程,建立了相应的整数规划数学模型,该模型采用维修停场损失、维修加班费用和维修外包费用的和作为目标函数,可用于混合机型机队的定检维修计划的制定。同时分析研究了粒子群优化算法,并采用该算法对模型进行求解。数据仿真结果表明,建立的模型和求解算法切实可行。     

民用飞机放宽静稳定性的效益分析研究

分析了放宽静稳定性改善飞机性能的基本原理,并结合具体算例给出了民用飞机飞行性能的改善结果和所获得的结构质量收益。研究了放宽静稳定性对飞机动态响应特性的影响。所给出的计算方法和结果可用于我国民用飞机放宽静稳定性的设计。     

民用飞机运行风险评估方法

对民用飞机进行风险评估是十分必要的,为了降低民用飞机的运行风险,通过分析民用飞机运行风险研究现状,对于单机,给出故障模式影响分析方法(FMEA)和故障树分析方法(FTA)相结合的单机风险评估方法;对于机队,首先,通过维修计划,利用民用飞机历史运行数据估算风险暴露次数;然后,在浴盆曲线的偶然失效期和耗损失效期分别建立风险计算模型和未纠正机队风险分析方法,并通过实际算例,获得机队风险变化趋势及面临的风险值.对上述方法进行分析归纳,给出了三种降低运行风险的改进方向,有效降低了民用飞机的运行风险.     

声处理蜂窝夹层结构在飞机座舱降噪设计中的应用

 本文简要介绍了在螺旋桨飞机座舱降噪设计中采用的蜂窝刚度处理技木。通过对蜂窝夹层结构板的声透射理论分析,阐明了利用这种降噪处理方法改善低频螺旋桨飞机座舱噪声环境的原理;给出了机身侧壁壁板试件经过蜂窝刚度处理前后的隔声量试验结果。通过处理前后两种状态下隔声量曲线的比较,表明蜂窝刚度处理对改善机身侧壁壁板低频隔声量的效果。     

The All-Electric Aircraft: A Systems View and Proposed NASA Research Programs

The previous papers have offered the distant vision of an all-electric aircraft?one which fully exploits the intrinsic features of electric power and electronic controls. This paper examines the path to that vision and the barriers along the way?some of which appear relatively easy to overcome while others are more formidable. It is interesting to conjecture what an all-electric aircraft will look like. The all-electric technologies may offer many design options and this paper suggests some tantalizing possibilities. The National Aeronautics and Space Administration (NASA) has sponsored or conducted a number of activities to foster the development of an all-electric airplane. The results of these activities are presented. Finally, in a look to the future, two NASA new initiatives are briefly discussed.     

飞机疲劳载荷谱代表起落选取方法研究

 飞机中值载荷谱编制用100个左右实测飞行起落小子样反映机队飞机使用情况,用结构当量寿命子样中值作为代表起落选取指标,用实测飞行小子样作为任务剖面代表起落选取基准。本文提出在用实测飞行准确测量结构飞行载荷的基础上,用累积损伤子样平均值作为选取代表起落的指标,用机队飞机外场实际使用飞行数据大子样作为代表起落选取的基准。分析和对比实验结果都表明,用本文方法选取代表起落编制的飞机疲劳载荷谱能真实反映机队飞机的平均使用情况。     

民用飞机第23.867条款要求及适航审定研究

随着越来越多先进复合材料应用在民用飞机上以及民用飞机上使用的电子电气设备重要度和集成度越来越高,飞机的闪电防护设计越来越重要。CCAR-23第23.867条对民用飞机机体结构闪电直接效应防护进行了规定。研究了该条款的制定和修订的背景和历程,明确了条款的实质要求。23部飞机的使用用途和设计特点使得23部飞机的闪电防护设计和符合性验证也有自己的特点,为此,重点研究了23.867条款的基本设计、审定步骤和审查关注要素等,梳理出了飞机机体结构的闪电直接效应防护设计和适航审定的基本流程,给出了可接受的符合性方法,提出了23部飞机闪电直接效应防护设计、审定各流程的主要工作、可指导或可参考的文件、重点关注要素和技术审查要点,为民用飞机的闪电直接效应防护的设计和适航审定提供了参考。     

最大货舱可用业载的机队调配方法研究

为了使航空公司在机队调配时,能同时兼顾运行成本和运力部署两个问题,以机队运行成本最小和机队货舱可用业载量最大为目标函数,结合航空公司日常运行实际情况和飞机性能方面的考虑,选取合适的约束条件,建立了机队调配多目标规划模型.通过实例,验证了模型的可行性和实用性,为航空公司机队调配工作提供了理论参考.     

正常类航空器进气条款适航符合性研究

正常类航空器包括正常类飞机和正常类旋翼航空器,是通用航空产业的主要机型,发动机进气系统是此类航空器的重要组成部分,其设计的优劣关系到发动机能否正常工作,在适航审定中需要重点加以关注。为了全面研究正常类航空器进气条款的适航符合性,对正常类飞机及正常类旋翼航空器的适航标准、符合性验证方法进行了分析,并结合某型农林飞机及某型直升机的适航审定案例开展了对比研究。研究结果表明：正常类飞机及正常类旋翼航空器进气条款均采用说明性文件及飞行试验来表明符合性;说明性文件需要对进气系统的设计原理和组成等进行介绍,在具体型号中,此部分内容可以单独给出,也可以包含在动力系统设计说明文件之中;飞行试验验证不必单独开展,一般可与动力装置工作特性检查结合进行;通过对比不同型号的审定案例,给出了正常类航空器进气条款的符合性验证方法与思路,可为后续同类型号的研制与适航审定工作提供参考。     

"Electric Airplane" Environmental Control Systems Energy Requirements

The "electric airplane" environmental control system (ECS) design drivers is discussed for an electric airplane from two aspects. The first aspect considered is the type of aircraft. The three examples selected are the 150-passenger commercial airline transport, the military on-station electronic-surveillance patrol aircraft, and the air-defense interceptor fighter. These vehicle examples illustrate the effect of both mission and mission profile on the design requirements of the ECS and the differences that the requirements make on the resulting advantages and disadvantages of electrification. For the commercial transport, the selection of the air source for ventilation will be featured. For the patrol aircraft, the cooling unit will be evaluated. For the fighter, emphasis will be placed on the need for systems integration. The second and more important consideration is the definition of the environmental control system requirements for both energy supply and heat sink thermal management integration from the power plant (engine) that make an electric ECS viable for each type of vehicle.     

基于成本控制的机队优化配置方法

为了控制航空公司运营成本,实现燃油成本和机组时间成本最小,建立多目标整数规划模型,分析各成本因素所占比例,考虑旅客市场需求、航线频率限制、机队飞机寿命限制及飞机适航限制等因素,并采用层次分析法对模型进行求解。通过算例分析和评价,实现航线资源与机队的最优配置,为航空公司降低可变成本提供理论依据。     

提高应急撤离地面演示参试者安全性的研究

应急撤离地面演示试验是民用飞机适航取证工作中一项重大的全机性适航验证试验。从提高演示试验参试者安全性角度,解读了相关的适航规章要求。结合某型号的实践经验,在不影响试验结果的情况下,从完善应急撤离地面演示程序、应急预案、增加旅客保护措施、寻求替代程序几方面给出建议,使得演示参试者得到保护以免受伤。     

从飞机地面振动试验中识别悬臂舱模态

 <正> 带有发动机吊舱的机翼颤振临界参数是悬臂在柔性支柱上短舱质量的固有振动模态。以前的做法是认真地设计和分析,以确保满足颤振分析对支柱特殊频率的要求,然后,做悬臂情况下,发动机短舱的振动试验来论证从分析得到的这些参数是否正确。 目前,已经研究出一种分析方法,从修改飞机分析结果去匹配飞机的地面振动试验结果入手来识别这些短舱模态。并已经成功地应用该方法来代替单独的舱/支柱的地面振动试验。     

航母舰载机装备体系及指标论证方法

针对航母舰载机装备体系及指标论证的强体系和强舰载约束特征,以及多机种一体化保障要求高等特点,提出了基于模糊关系变换理论的体系论证方法,建立各型舰载机装备需求与任务需求之间的关系,结合航母编队作战使用特点以及航母甲板/机库空间尺寸约束进行迭代优化,构建舰载机体系结构和典型配置方案。同时,提出了基于舰载机作业流程仿真和舰载约束条件下的指标论证与优化方法,凸显编队体系作战、舰机适配性、海洋环境适应等特殊约束要素,形成系统科学的舰载机战术技术指标体系。在此基础上,构建了面向专家群决策的论证支持系统,并介绍了该系统的基本框架和运用流程。     

新型民用客机水系统选型研究

民用飞机水系统的功能是在飞行中为机上乘客提供饮用水、盥洗用水和马桶冲洗用水。水系统作为飞机上与乘客生活息息相关的系统,舒适性的要求越来越被关注。目前,飞机上使用的水系统方案各式各样,对于不同的飞机需求,各种方案各有各的特点。针对国际新型飞机上已经开始采用的水系统的各种方案进行了权衡研究,重点研究了水系统几种控制方式的优缺点以及机电综合控制技术作为新技术在新型民用飞机上的应用,同时介绍了灰水的几种处理方式、比较常用的几种水龙头以及其优缺点分析。针对某种飞机型号,根据飞机的市场定位和需求,介绍了如何选择一套合适的系统方案,来提高该飞机的经济性和实用性,为我国民用飞机水系统的研制提供一定的参考。     

A multi-agent based intelligent configuration method for aircraft fleet maintenance personnel

A multi-agent based fleet maintenance personnel configuration method is proposed to solve the mission oriented aircraft fleet maintenance personnel configuration problem. The mainte- nance process of an aircraft fleet is analyzed first. In the process each aircraft contains multiple parts, and different parts are repaired by personnel with different majors and levels. The factors and their relationship involved in the process of maintenance are analyzed and discussed. Then the whole maintenance process is described as a 3-layer multi-agent system （MAS） model. A com- munication and reasoning strategy among the agents is put forward. A fleet maintenance personnel configuration algorithm is proposed based on contract net protocol （CNP）. Finally, a fleet of 10 aircraft is studied for verification purposes. A mission type with 3 waves of continuous dispatch is imaged. Compared with the traditional methods that can just provide configuration results, the proposed method can provide optimal maintenance strategies as well.