• 2023年第0卷第3期文章目次
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    • >本期专栏:大型客机研发数字化
    • 基于着色Petri网的飞行员操作程序设计研究

      2023(3):1-9. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.001

      摘要 (336) HTML (85) PDF 12.87 M (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞行员操作程序的人机工效水平对飞机的运行安全非常重要,当前飞行员操作程序的评估工作通常在设计末端开展,带来设计迭代成本的大大提高,需要考虑在设计初期即完成评估与设计的迭代工作。首先对飞行员操作程序的设计流程、设计要素及设计中的人机工效评估关键点进行分析,接着通过分析操作程序设计关键要素与着色Petri网元素的对应关系,提出在设计初期基于着色Petri网完成操作程序设计方案的表达及关键人机工效评估的模型表达。最后,研究对某大型客机紧急下降程序开展着色Petri网建模,并基于模型获得程序的关键人机工效评估结果。在飞行员操作程序设计初期为设计提供模型支撑,能够实现设计程序的模型化表达及产生相应人机工效评估结果,用以指导设计迭代。

    • 基于CMMI服务模型的快速响应服务设计方法

      2023(3):10-16. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.002

      摘要 (122) HTML (151) PDF 10.02 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:在售后服务已成为航空制造业新的营收增长点的背景下,航空器制造商亟需一个规范的服务产品设计方法来指导其服务产品的开发过程。通过对“面向服务的能力成熟度模型集成(CMMI服务模型)”进行研究,开发了一种适用于航空器制造商的快速响应服务产品设计方法,该方法模型由“从问题到解决(ITR)”的端到端流程、服务水平协议(SLA)和操作级别协议(OLA)三部分组成,设计流程分为服务目录制定、业务流程设计、业务规则设计、服务系统开发和服务管理5个步骤。运用该方法可以确保快速响应服务水平与客户需求的一致性,提高人员、业务规则自动化和服务管理的集成化水平。

    • 基于SX000i的商用航空发动机运维支持数据管理系统架构概念设计

      2023(3):17-22. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.003

      摘要 (581) HTML (128) PDF 6.87 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:商用航空发动机(简称“发动机”)运维支持领域涉及的数据来源广泛、类型多样。为了合理有效地收集、管理并应用这些数据,最大限度地发挥数据蕴藏的价值,未来需要设计与构建发动机运维支持数据管理系统,建立运维支持数据收集、处理及应用能力,从而更好地为发动机交付后提供运维支持服务,也可为发动机的设计优化、工艺改进、试验试飞等提供重要数据支撑。基于国际标准SX000i,结合发动机运维支持领域特点,研究并设计了发动机运维支持数据管理系统总体概念架构,并对系统的功能架构、技术架构以及系统接口等内容做了进一步阐述,为将来发动机运维支持数据管理系统开发奠定理论基础,为发动机投入运营后产生的多源、异构运维支持数据在利益相关方之间交换与反馈提供支撑。

    • 基于输入输出和构型的民机系统典型SVN管理

      2023(3):23-27. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.004

      摘要 (297) HTML (108) PDF 2.69 M (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:SVN开发库是民用飞机研制全生命周期过程中用于数据、工作流、研制过程、对象/属性/版本等内容管理的常用手段,好的开发库建设与管理方案不仅可确保项目数据更改的贯彻执行、实现数据状态的有效跟踪,还可确保飞机系统设计数据库、团队管理数据库、各研制阶段输出数据库的有序建立和紧密关联,有效提高项目数据管理效率。通过分析民用飞机研制过程中原始设备制造商、系统供应商/一级供应商、次级供应商等各层级供应商的SVN库使用场景,提取SVN库在日常使用时常见的问题,并结合PDM、CQ等其他开发库的典型工作模式及管理方案,给出了一种基于项目输入输出情况和系统实际构型划分的民机系统典型SVN库建设、管理建议方案,并依托项目研制经验明确了SVN库建设与管理过程中需要重点关注的一些要点。

    • >总体气动
    • 民用飞机地面方向控制架构综述

      2023(3):28-36. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.005

      摘要 (390) HTML (113) PDF 18.28 M (584) 评论 (0) 收藏

      摘要:地面方向控制是飞机一项重要的综合性功能,在设计过程中需要从飞机顶层出发开展架构设计,其架构的优劣直接影响到飞机的竞争力和安全性。首先,开展地面方向控制功能运行场景分析,该功能一般在推出/牵引和启动、滑出、起飞、着陆和滑入阶段运行,在不同的场景所采用的地面方向控制方式不同。其次,对比分析波音737、A320、波音787及A350四款主流机型的地面方向控制架构,发现A350在控制方式上与其他机型有较大不同,新增刹车踏板控制前轮转弯、刹车踏板控制方向舵、转弯手轮控制差动刹车、脚蹬控制差动刹车的控制方式。之后,分析民用飞机地面方向控制架构设计要点,认为在地面方向控制架构设计过程中应重点考虑脚蹬卡阻/失效及方向舵卡阻/失效场景,使设计结果满足适航要求。最后,对3种地面方向控制方式进行了权衡分析,并给定了一种推荐的地面方向控制方式。

    • 某机巡航构型下积冰后的翼面流场特点与风险管控

      2023(3):37-42. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.006

      摘要 (466) HTML (59) PDF 2.19 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定某涡桨飞机巡航构型下积冰后的风险管控对策,从翼面流场特点入手,分析了有关风险,提出了具体对策。结果表明:受螺旋桨滑流及翼型的影响,该机两侧机翼积冰与气流分离不对称,是一个不容忽视的重要特点,进而导致右翼升力减小及右副翼效率下降,飞机持续右滚、下俯,高度急剧下降;而有关资料未考虑此特点,对积冰后的现象及处置描述不够完善,容易引起飞行员错误处置,风险很高。对策包括:高度重视在积冰区飞行时的风险管控;必须在积冰区飞行时,根据飞行高度、重量,按照相关原则选择速度,正确使用调整片,必要时做适当的机动;一旦飞机异常右滚,驾驶杆意外右偏,应先减小攻角、改平坡度,再拉杆退出俯冲;力戒本能地在大攻角下压杆,带着坡度拉杆等错误动作;避免大的侧滑角和平尾负攻角。应通过进一步研究、论证,完善技术资料中有关表述。

    • 涡轮螺旋桨飞机单发自转状态的运动分析

      2023(3):43-48. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.007

      摘要 (353) HTML (121) PDF 5.36 M (670) 评论 (0) 收藏

      摘要:多发涡轮螺旋桨飞机单发停车,螺旋桨进入自转状态产生负拉力,这一特情必将危及飞行安全。首先说明螺旋桨自转工作状态,负拉力产生机理和随飞行速度的变化规律;然后分析螺旋桨不同工作状态下,滑流对机翼升阻力的影响,并应用螺旋桨载荷系数推算两翼升阻力差及横航向力矩,以此解决此种状态气动数据资料的不足问题;在此基础上,建立飞机全量动力学方程,根据实际舵面输入,仿真解算飞机的动态响应过程,与实际飞参数据进行对比;最后讨论分析得到此种特情影响飞行安全的主要因素是机翼升阻力差引起的横航向力矩和副翼效能减小等。研究结果对涡轮螺旋桨飞机设计阶段尽量避免特情发生和飞行阶段合理处置特情,保障安全具有借鉴意义。

    • >结构强度
    • 放宽静稳定性对飞机舵面偏转速率的限制分析

      2023(3):49-55. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.008

      摘要 (195) HTML (127) PDF 1.80 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:放宽静稳定性作为主动控制技术中的一项重要技术,已在航空领域广泛普及。该技术的应用不仅可以大大提升飞机的机动性能,还可以为飞机设计方带来非常可观的经济收益。然而,随着飞机静稳定裕度的放宽,将会对飞机的稳定性带来损失,使飞机变得难以操纵,同时也会对飞机的飞控系统能力带来新的挑战。以放宽静稳定性技术对舵面偏转速率的需求限制为研究目标,首先以理论分析为基础,结合严谨的公式推导提出了一种计算舵面偏转速率需求值的方法,其次以某一飞机模型为研究对象,分别对此飞机放宽不同的静稳定裕度,最后通过仿真验证来分析放宽静稳定性对飞机舵面偏转速率需求的影响。

    • 基于可靠性的民机防爆结构优化设计研究

      2023(3):56-63. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.009

      摘要 (394) HTML (117) PDF 3.84 M (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:最小风险炸弹位置(least risk bomb location,简称LRBL)结构作为应用于民航客机的防爆结构,在保证可靠性的同时,还应尽可能地减小结构质量。开展了基于可靠性的LRBL结构优化设计研究,首先以LRBL结构轻量化作为优化设计目标,选择LRBL结构的结构尺寸作为设计变量,然后确定约束为结构可靠性指标,采用响应面法结合可靠性指标转化得到优化模型约束函数,搭建LRBL结构的可靠性优化模型,最后采用内点法进行LRBL结构的可靠性优化求解。以某个LRBL结构设计方案开展了优化设计案例分析,结果表明在满足可靠性指标的基础上,优化后的LRBL结构质量减轻了45.08%,减重效果明显,对LRBL结构应用于工程实际具有指导意义和参考价值。

    • >机载系统
    • 机载火焰抑制器设计要求研究

      2023(3):64-69. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.010

      摘要 (274) HTML (84) PDF 3.52 M (673) 评论 (0) 收藏

      摘要:火焰抑制器为保证飞机燃油系统安全的重要手段,可阻止外部火焰进入燃油箱内部。为满足我国大型民用飞机发展,对其性能和设计需求的研究日益增加。基于历史发展和以往研究,介绍了火焰抑制器基本原理,对机载环境下火焰抑制器结构特征和安装要求进行分析。再根据淬熄长度和淬熄直径研究结果,讨论火焰抑制器阻火单元尺寸设计准则。结合美国联邦航空局咨询通告AC25.975要求和美国汽车工程师学会设计规范SAE ARP5776,提出火焰传播试验和火焰保持试验,为火焰抑制器性能论证方法提供参考。最终,对火焰抑制器压降性能要求和环境适应性能要求进行简述。

    • 民用飞机航电接口正向设计方法研究

      2023(3):70-75. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.011

      摘要 (285) HTML (99) PDF 3.29 M (699) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于采用综合模块化航电系统的民用飞机,提出了一种由功能接口定义到物理接口定义的机载系统航电接口定义正向设计方法。首先对接口进行了分类定义,阐述了航电接口设计过程与民用飞机全生命周期各研制阶段的对应关系。针对功能接口定义,提出了一种使用Capella建模工具的接口设计方法。针对航电接口定义(包括软硬件定义、端口定义和传输数据定义等),提供了设计过程、流程和方法。最后,结合该航电接口定义正向设计方法给出了具体案例供工程实施参考。

    • >试验试飞
    • 起飞着陆阶段风切变告警事件差异性分布研究

      2023(3):76-81. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.012

      摘要 (434) HTML (186) PDF 3.71 M (871) 评论 (0) 收藏

      摘要:风切变是民航局重点监控的红色不安全事件,了解风切变事件的分布特性有助于行业更有效地开展飞行运行品质监控。通过对近两年触发风切变告警的航班QAR数据进行采集分析,从告警高度上,发现80%以上RWS风切变发生于200 ft以下的低空。从告警事件的飞行阶段分布上,65%以上发生于进近着陆阶段且以RWS类型为主,起飞爬升阶段不到35%且以PWS类型为主。起飞爬升、进近着陆阶段告警事件分布存在的显著差异性与不同飞行阶段飞机重量、空速、俯仰姿态差异以及气象雷达的俯仰扫描模式设置有关。

    • 光环境模拟中的样机转运系统设计

      2023(3):82-87. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.013

      摘要 (118) HTML (117) PDF 17.58 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:天空光环境模拟系统能在地面人工模拟所有在飞行中遇到的日、夜全天候的天空光环境,以开展各型号驾驶舱光学集成试验为出发点,以各型号机头样机为最大被试对象,充分考虑后续机型的可扩展性,以适应后续衍生型或者新型号飞机驾驶舱,为驾驶舱的光学集成设计、视觉功效设计、验证试验、人因工程研究等提供多功能、可复现的光学验证条件。光环境模拟中的样机转运系统包含平台车、样机转运工装和调度管理系统,可将各型号机头样机转运至天空光环境模拟系统内部指定试验点,开展各项驾驶舱相关的试验研究。

    • 垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算方法

      2023(3):88-95. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.014

      摘要 (482) HTML (211) PDF 8.42 M (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算需要,研究建立了爬升过程中的飞行动力学方程、垂直导航(VNAV)模式下的爬升过程所需推力计算方法,包括固定爬升角爬升和固定爬升率爬升;然后建立了不同爬升模式下的离场过程中爬升性能参数计算方法;之后以某型国产民机的基础性能数据为例,对VNAV爬升和常规爬升模式下的性能参数进行计算分析,对比分析了固定爬升角爬升、固定爬升率爬升与传统爬升之间的差异性。研究表明,在VNAV爬升过程中,由于所需推力小于最大爬升推力,使得飞机达到目标高度所需时间、爬升水平距离、油量消耗要大于常规爬升;当爬升角/爬升率增加到一定值时,所需推力受限于最大爬升推力,此时等同于常规爬升。在飞行计划制作、离场航迹优化等研究中,需要按照VNAV模式来计算飞机的爬升性能参数,以更好的贴合飞机实际飞行情况。

    • 机翼热气防冰流量分配模型设计及试验验证方法

      2023(3):96-103. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.015

      摘要 (322) HTML (141) PDF 7.97 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国正在开展大型客机机翼热气防冰系统研制任务,自主知识产权的机翼热气防冰系统设计还未投入运营。首先从机翼热气防冰管路设计的原理出发,依据笛形管的流量分配计算方法,建立了管路仿真的SIMULINK模型,对不同工况下笛形管的压力、温度、管内流量分布等特性进行了分析。随后,搭建了一套机翼热气防冰地面流量分配试验台架系统,通过实际工程试验获得了笛形管压降和温降分布数据。试验结果表明当供气流量相同,入口温度越高,在笛形管段的沿程压力和温度就越高,压降变化明显,而在笛形管后段温降较小。当入口温度相同,供气流量越小,在笛形管的沿程压力和温度就越低,沿程压降变化较小,而在笛形管后段温降较大。最后,将试验结果和模型计算数据进行对比分析,进一步验证了模型计算正确性。搭建的机翼热气防冰地面流量分配试验平台可为机翼热气防冰系统优化设计提供借鉴。

    • >应用与实践
    • 机载系统与设备供应商运行支持体系建设研究

      2023(3):104-111. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.016

      摘要 (625) HTML (176) PDF 3.61 M (627) 评论 (0) 收藏

      摘要:运行支持体系的建立和运行要求的落实是航空器制造厂家/主制造商确保航空器能够运行而必须考虑的要素。我国的航空器制造厂家/主制造商已基本按照局方要求建立了运行支持体系,但对于机载系统与设备供应商,目前局方尚未直接监管到各个供应商,但机载系统与设备供应商是一个型号研制和运行的重要组成部分,国外机载系统与设备供应商的运行支持能力和责任往往与主制造商相当,研制期的协同工程与运营期的服务保障都能够保证达到要求的技术水平,因此国内机载系统与设备供应商很有必要考虑如何建立供应商的运行支持体系,满足局方和制造厂家/主制造商的运行支持要求。结合局方发布的航空器制造厂家/主制造商运行支持体系建设方面的要求,从适航规章和程序角度出发,系统分析了机载系统与设备供应商的运行支持体系五个方面的建设内容,提出了机载系统与设备供应商运行支持体系建设思路,并指出了体系建设当中需要关注的重点问题,为民用飞机机载系统与设备供应商探索建设运行支持体系提供了思路和参考。

    • 机组资源管理在试飞中的应用

      2023(3):112-116. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.017

      摘要 (479) HTML (98) PDF 4.34 M (739) 评论 (0) 收藏

      摘要:试飞相比一般航线飞行要面对更复杂的飞机构型状态、更加严苛的飞行环境、超常规的飞行包线和飞行动作等,同时也具有特定的资源条件,在试飞中应用机组资源管理方法,对保障试飞安全和提高试飞效率都有重要意义。通过对比航线飞行和试飞活动,从人的资源、机上资源、程序资源、监控资源和保障资源等五个方面分析试飞资源特点,从情景意识、沟通和决策等方面分析试飞中的机组资源管理要素,研究在试飞中应用机组资源管理方法。以颤振和发动机操纵特性试飞科目为例,说明如何在试飞实施中考虑人员配置、监控条件、机组分工、通信标准等CRM要素,实际试飞经验表明机组管理方法可有效促进机组沟通协作,有助于优化试飞资源配置,降低试飞成本和风险。

    • 机载软件分类和维修工程管理研究

      2023(3):117-122. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.018

      摘要 (339) HTML (185) PDF 3.90 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载软件是飞机上关键的系统部件,按照其控制方法,批准方式和功能被分为不同的种类。其中客户化软件是航空公司可以根据自身的运行需求自行修改数据的机载软件。针对某航空公司编制和安装卫星通讯电话本后出现相关“号码丢失”和“系统不可用”的问题进行分析研究。以此作为案例对调查的过程和情况进行阐述、对问题进行层层剖析;结合对航空公司客户化机载软件的管控实践经验,针对维修运行过程中潜在风险点进行分析和研究,为航空公司客户化软件的变更管理、质量保证管理提供了思路和建议。

    • 民用飞机外部勤务接口布置方法研究

      2023(3):123-128. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.019

      摘要 (485) HTML (108) PDF 11.82 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:民用飞机外部勤务接口是在飞机过站期间接受地面加油加水、餐食输送、货物装卸等一系列地面服务的“通道”。外部勤务接口的布置对民用飞机的地面可维护性、运营经济性等有较大影响,合理的外部勤务接口的布置能有效降低地面勤务人员的工作负荷,缩短飞机在航前、过站、航后的地面服务停机时间,提升机场运行保障效率。因此,开展民用飞机外部勤务点的布置设计与研究尤为重要。基于总体布局设计原则,重点探讨了飞机外部勤务接口布置的基本思路;研究归纳了勤务点布置与设计过程中的关键技术,包括高度设计、位置设计方法;建立了外部勤务接口布置方案评估的流程,包括人机工效评估和防差错评估,为民用飞机外部勤务的布置与评估提供设计思路和方向。

    • 民用飞机气动性能对适航噪声的敏感性研究

      2023(3):129-136. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.020

      摘要 (321) HTML (117) PDF 11.66 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析民用飞机气动性能对适航噪声的影响,说明在民用飞机的降噪研究中,除了追求对噪声源的抑制,还可以通过民用飞机气动性能的优化提升来降低适航噪声级。对民用飞机的起飞过程,升阻比增大,起飞基准航迹的航迹角增大,到飞越测量点的距离变大。该变化对横侧噪声级影响较小,但是会降低飞越噪声级。针对本研究的飞机构型,升阻比每增大1%,飞越噪声降低0.06 EPNdB。民用飞机的着陆过程中,最大升力系数增大,着陆基准航迹的进场速度会降低,进场噪声级会降低。最大升力系数每增大1%,进场基准速度降低0.5%,进场噪声级降低0.10 EPNdB。

    • 基于MBD技术的民机三维模型长期保存格式研究

      2023(3):137-146. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.021

      摘要 (481) HTML (110) PDF 7.14 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于MBD技术的三维模型的数据传递、格式转换、长期保存、数据重用等是MBD技术的主要挑战之一,STEP格式是应对挑战的首选格式和技术路径。目前,各商业软件还未完全支持STEP格式所有性能。现阶段,STEP AP242格式能够很好地转换并保存基于MBD技术的三维模型几何和标注集信息,而非几何信息将部分丢失。采用基于PDM系统的非几何信息归档方式和基于三维模型本身的非几何信息归档方式能够对丢失的信息进行补偿,基于CATIA V5二次开发技术开发了三维模型非几何信息提取工具,并进行验证,证明该技术方案应用于民机三维模型长期保存和利用的实际工作是可行的。

    • 基于社会网络分析的模拟机训练影响要素研究

      2023(3):147-152. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.022

      摘要 (91) HTML (46) PDF 1.97 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:转机型模拟机培训时间是航空公司选购新飞机的重要参考信息之一。了解影响转机型模拟机培训时间的因素,有助于飞机设计方更有针对性地进行设计开发。在当前尚未进行相关研究的情况下,通过对转机型模拟机培训资料的分析,基于数据构建和关系分析维度,识别并提出了将社会网络分析法应用于挖掘转机型模拟机培训时间影响要素的可能性。在研究的最后阶段,以A330转机型A320模拟机培训科目的影响要素挖掘为例展开应用,旨在验证社会网络分析方法在转机型模拟机培训时间影响要素挖掘方面的可行性。通过对各项要素进行分析,研究人员可以更好地理解转机型模拟机培训时间的变化和影响因素,为今后开展相关研究提供了方法基础。通过进一步研究和探索,可以深入挖掘和分析转机型模拟机培训时间的各种影响因素,并为航空公司和飞机设计人员提供更全面和准确的信息,以支持飞机购买和培训决策的制定,对航空行业的发展和提高飞行安全性具有重要意义。

    • 基于工业互联网的民机研发数字化环境探索应用

      2023(3):153-160. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.023

      摘要 (89) HTML (129) PDF 13.42 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航空制造业竞争的不断加剧,民机产品研制面临复杂度增加、研制成本和研制周期大幅压缩的挑战。从民机研发设计端的业务特点出发,利用工业互联网通用体系架构,探索搭建民机研发的数字化环境方法,基于云计算技术、物联网技术、工业软件服务化技术、基础环境服务化技术等数字化转型关键技术,提出基于工业互联网的数字化环境架构,并以飞机上某型号副翼操纵系统研发为应用场景,分析数字化设计环境中的关键技术应用,探索实践数字化环境架构应用对研制效率提升、优化资源利用、降低数据管理风险等方面的提升,实现推进民机研制产业数字化赋能改造提升,为推进信息技术与航空制造业融合发展的数字化转型升级提供参考,为后续的民机研发数字化环境建设发展提供借鉴。

    • >机种介绍
    • BAe ATP双发涡桨支线运输机

      2023(3):161-162. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.03.024

      摘要 (121) HTML (36) PDF 799.44 K (398) 评论 (0) 收藏

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