基于混合建模的机翼／外挂系统固有振动特性分析

针对机翼下带外挂飞机挂载组合多、振动分析工作量大及现役飞机更新外挂改装的需求,通过机翼／外挂系统模型的固有振动特性分析,试图探索基于混合建模的带外挂飞机的固有振动特性分析技术,即以无外挂飞机的GVT模型与经试验验证的外挂有限元模型为基础,采用自由界面模态综合进行混合建模,完成飞机机翼／外挂系统的固有振动特性分析。以机翼／外挂系统模型为例,验证了混合建模技术在机翼／外挂系统固有振动特性分析应用的有效性。     

安全带对航空座椅及乘员冲击响应的影响

以典型三联旅客座椅为研究对象,建立了经试验验证的航空座椅有限元模型,研究了安全带固定点位置、安全带刚度和安全带形式等参数的变化对座椅系统动态响应的影响。在水平冲击下,安全带固定点位置对乘员运动轨迹和椅腿受载的影响显著,后左椅腿和前左椅腿Z向受载均随着安全带角度的增加而减小。安全带固定点位置对安全带载荷的影响较小。安全带刚度对乘员运动轨迹、安全带载荷和椅腿载荷的影响均显著。随安全带刚度增大,其自身承受的载荷增加,乘员前移距离和椅腿受载均减小;此外,与两点式安全带相比,Y型安全带对乘员的约束效果更好,可减小头部X向峰值位移63 mm,头排座椅中可以考虑安装Y型安全带以减少座椅与隔板的安装距离。     

民用轻小型无人机碰撞安全特性研究进展

民用轻小型无人机碰撞伤人、干扰甚至碰撞民航飞机的事件频发,使得其碰撞安全问题成为各国学者研究的热点技术之一。本文分析了轻小型无人机运营中的碰撞安全风险诱因,从无人机碰撞民航飞机和碰撞人员2类场景出发,阐述了轻小型无人机碰撞安全分析方法和试验方法的研究概况,以及典型的无人机碰撞安全准则及损伤分级方法。最后,对轻小型无人机碰撞安全技术研究的发展进行了展望。     

航空材料的冲击疲劳问题研究进展与展望

材料的冲击疲劳问题在航空工程中大量存在,舰载机的弹射起飞、拦阻着舰都是典型的冲击疲劳问 题。本文梳理了冲击疲劳概念的早期发展历程,综述了自2000年以来冲击疲劳领域的主要研究进展,包括材 料冲击疲劳性能的主要影响因素、材料冲击疲劳试验方法、冲击疲劳的损伤表征和寿命预计以及冲击疲劳问题 的数值计算方法等,指出材料的微观结构、边界条件、使用环境、冲击载荷类型等对冲击疲劳性能有显著影响。 总结了航空工程中冲击疲劳问题面临的主要挑战,并结合未来工程结构设计的需求,展望了航空领域冲击疲劳 技术的未来发展方向。     

典型民用飞机全机坠撞实验研究

民机全机坠撞实验是评价民用飞机适坠性的最直接手段,也是民机适坠性领域的世界性技术难题。提出全机坠撞实验高精度提升控制与高可靠投放方法,给出了结构响应、假人响应等关键物理量的测试方法,引入了分布式多目相机全场大变形连续测试方法。构建了全机坠撞动响应测试系统,使用统一时间基准触发,对坠撞后地面撞击载荷、结构加速度响应、假人响应以及飞机破坏变形进行了分析,获得了机体不同部位的响应分布规律;提出了修正的适坠性综合评估指数ICI。结果表明：全机坠撞实验测试数据完整可信,实验飞机在5.71 m/s垂直坠撞后,客舱地板下部结构变形严重,机翼的惯性效应导致中央翼区域机身上部结构产生明显变形;不同机身段的刚度差异造成该部位坠撞载荷和动响应的显著差异,刚度越大变形越小加速度响应越大;坠撞后乘员受载在安全范围内,客舱座椅结构完好,舱门可正常打开,乘员生存空间足够,乘员撤离通道畅通。实验飞机在给定状态下具有较好的适坠性,相比原始ICI指数,修正后的评估结果具有更好的工程适用性。     

二维非线性离散声子晶体色散摄动分析

弹性波在声子晶体中的传播方式可由其色散关系决定,从二维无限周期结构的波动方程出发,通过引入Bloch理论与小参数摄动展开法,提出了一种分析非线性离散型声子晶体色散关系的一阶近似摄动法。得到了一阶近似的色散关系与频散曲线,以分析不同方向上的阻抗配置与非线性系数对频散及群速度的影响。分别以二维单原子网格、二维双原子二自由度网格和二维双原子四自由度网格为例,得到了它们的一阶频散曲线,色散结果显示带隙及传播方向与波幅相关。同时结合数值积分解验证了其在有限波幅谐波激励下解的精度。     

民机应急撤离实验与仿真研究进展

民机乘员的应急撤离是人-机-环境多系统耦合作用过程,涉及人员行为、客舱环境、灾害情况等复 杂因素,客舱布局、人员属性、应急措施等均对应急撤离过程及结果有显著影响。由于应急撤离与民机安全性 直接相关,运输类飞机适航标准规定44座以上的民用飞机需进行全尺寸应急撤离适航符合性演示试验,要求 在指定环境条件下于90s内完成撤离过程。本文梳理了适航标准对民机应急撤离的要求,对应急撤离实验研 究方法和数值仿真方法进行了总结归纳,并结合未来民机安全设计需求和相关技术的发展对应急撤离问题研 究的发展趋势进行了展望。     

基于RA法的直接运营成本全局敏感性分析

民机运营的经济性是影响飞机市场销售的关键因素,直接运营成本(DOC)是民用飞机的使用经济性设计指标。为了估算飞机未来运营上的经济效益,评估航空公司的飞机运营盈利能力,文中基于回归分析法(RA法)对DOC的4个影响参数(轮挡油耗、燃油价格、年利用率、飞机机体价格)进行了全局敏感性分析。采用正交试验设计方法确定分析方案,对计算结果进行标准化处理及多元化线性回归分析。研究表明,燃油价格、轮挡油耗、飞机机体价格与DOC正相关,年利用率与DOC负相关。这4个变量的灵敏度大小依次为燃油价格轮挡油耗飞机机体价格年利用率,这表明燃油成本是影响飞机运营成本的首要因素。F显著性统计量的值为7. 7×10-10,远远小于显著性水平0. 05,说明该回归方程回归效果显著。     

直升机腿式起落架机构动力学研究

多用途、智能化和强地形适应性是未来直升机发展的重要趋势。起落架是保障直升机起降安全的关键部件,由于传统起落架地形适应能力较差,针对直升机在复杂地形环境下如何实现平稳着陆的难题,利用仿生学设计理念设计一种腿式起落架系统。首先从腿式起落架设计需求出发,对起落架构型进行分析并完成腿部结构设计;然后基于设计的腿部机构,完成其运动学分析和动力学分析,建立相应模型,以此作为腿式起落架运动控制的基础。最后在实验室完成腿式起落架的运动测试,证明了结构设计的合理性和控制算法的准确性。