2023(4):1-5. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.001
摘要:针对需要识别海量试飞运营问题中的故障问题用于可靠性指标计算评估,基于深度学习中的文本卷积神经网络,提出一种试飞运营问题文本分类方法。通过收集大量的以人工分类的试飞运营问题文本作为实验数据集,并进行相应的预处理,运用Word2Vec模型将问题描述文本训练成词向量,构建出TextCNN模型进行训练完成问题文本的分类。最后通过实验表明,基于TextCNN模型的试飞运营问题分类方法可以为试飞运营问题自动化分类工作提供参考。
2023(4):6-13. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.002
摘要:针对民用飞机试飞遥测监控中半径较小,信号易受到飞行高度、空域地形的影响等问题,设计了一种基于STM32与WPF技术的试飞定位与监控系统。该系统由数据采集及分发设备和实时解析软件组成,其中数据采集及分发设备以STM32F107为控制核心,配合网络传输、RS232通信等模块,实现试飞测试系统和北斗终端的通信,利用北斗短报文完成定位参数和关键试飞数据实时采集以及远距离传输;实时解析软件采用WPF技术,利用MVVM模式开发,集成GMAP.Net、IoTDB等组件,实现了飞机航迹、关键参数和告警信息的可视化展示。试验结果表明,该系统运行稳定、可靠性高,为特殊试飞科目的开展提供了解决方案。
2023(4):14-21. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.003
摘要:MoC6适航符合性验证试飞是民用飞机取证过程重要的必需条件。飞行数据记录仪(FDR)的MoC6试验有一项内容是:飞机试飞结束后,下载飞行数据记录器(FDR)记录的数据,并与飞行试验测试设备(FTI)采集的数据进行比对,以判断FDR记录数据是否准确。将其他型号飞机的FDR科目MoC6试验的分析结果用机器学习方法训练得出闵可夫斯基距离参数p值(1.8)、阈值(2.05),然后计算本型号飞机的FDR数据和FTI数据的闵可夫斯基距离、判断该距离是否超过阈值,以判断FDR记录的参数值变化与FTI的记录是否一致,即判断FDR记录数据是否准确。实现将FDR与FTI记录不一致的参数都找出来,即实现了召回率100%。
2023(4):22-27. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.004
摘要:民用飞机翼盒结构闪电环境仿真验证试验是部段级适航取证试验,用于获取民用飞机翼盒结构闪电环境,并将试验结果与民用飞机翼盒结构闪电仿真结果进行对比,修正翼盒仿真模型。总结了民用飞机翼盒结构闪电环境仿真验证试验的试验方法,介绍了试验背景和目的,提出了试验要求,包括试验对象要求、试验电流路径要求、试验电流波形要求、试验回路网要求,描述了试验的具体实施方法,包括电流试验、电压试验和表面磁场试验。其中,缩比电流法和同轴回路网是开展民用飞机闪电试验的关键点,因此,对缩比电流法的目的和实施方式做了重点介绍,同时对搭建同轴回路网的目的和关键参数做了重点解释,对民用飞机部段级结构闪电环境试验具有一定的指导意义。
2023(4):28-35. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.005
摘要:大型民用飞机的设计研发是一个复杂、庞大的系统工程,随着工业制造逐步向数字化、信息化转型,采用数字化技术开展飞机布置方案设计和验证尤为重要。通过飞机布置过程的关键场景识别分割,捕获各场景仿真需求;基于数字样机模型,运用软硬件结合的设计验证协同仿真平台,提出关键运动件布置、安全性辅助分析、人为因素评估、拆装通道规划和外部布置等关键过程的仿真验证方法。通过仿真案例应用,验证了“边设计、边验证”方法能为民用飞机方案设计与评估提供新的思路和方向。
2023(4):36-42. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.006
摘要:结构健康监测方法具有对小尺寸损伤快速响应、实现大面积范围监测等优点,且能够实时监测飞行器重要结构的健康状况,从而保障飞行器安全飞行,减少维护成本。针对民用飞行器金属结构,研究其基于主动弹性波的结构健康监测方法。首先,提出了一种金属结构弹性波波动特性仿真分析方法,详细阐述了仿真关键步骤参数设置。然后,对采集的实验信号数据,从信号波形以及波传播群速度两个方面进行了对比。结果表明,仿真信号与实验信号数据最大误差在5%左右,从而验证了提出的仿真方法的有效性和正确性。该仿真方法可以用于后续的飞行器金属结构波动特性及其损伤影响研究。
2023(4):43-49. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.007
摘要:研制了一种新型国产中温固化结构胶膜ACTECH?1206F,通过DSC、流变、挥发分和单位面积重量等测试表征其理化性能,通过单搭接剪切强度、滚筒剥离强度、平面拉伸强度等测试表征其对不同基材的粘接性能,并与目前常用的进口胶膜FM-73进行对比试验。结果显示,与FM-73相比,ACTECH?1206F胶膜在室温下Al-Al单搭接剪切强度、室温下碳纤复合材料单搭接剪切强度、室温下蜂窝夹层结构平面拉伸强度等方面表现较好,室温下Al-Al单搭接剪切强度可达37.7 MPa,室温下碳纤复合材料(BA3202W)单搭接剪切强度可达28.8 MPa,室温下蜂窝夹层结构平面拉伸强度可达10.32 MPa。同时,通过SEM观察了ACTECH?1206F胶膜树脂浇铸体的断口形貌,断口较为粗糙,具有明显的曲折裂痕,是典型的韧性断裂,表明ACTECH?1206F胶膜树脂具有良好的韧性。整体来看,ACTECH?1206F胶膜整体性能与FM-73大致相同,可以基本满足民机复合材料领域对中温固化结构胶膜的需求。
2023(4):50-56. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.008
摘要:传统故障余度处理方式将故障余度减缓切除,造成飞控计算机子系统的降级,如果剩余的余度再出现故障可能危及飞行安全。有些余度通道故障可以通过重启余度通道来恢复正常运行。通过分析余度通道正常启动流程,以及飞控计算机子系统余度控制应用软件重启流程,研究了双CPU命令监控模式和双命令模式下的重启流程。最后针对仿真设备节点故障、飞控节点故障以及飞控多余度故障进行了实验验证,84个故障验证项经验证测试后全部通过。
2023(4):57-61. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.009
摘要:运输类飞机研制过程中,往往会借鉴已有型号的设计经验,在加速研制进程的同时,也不可避免地造成了局限。以某型运输类飞机加油系统为例,计算分析了在三油箱布局条件下,综合考虑不同加油压力、计算步长、切断时间间隔及加油模式对多油箱加油同时切断概率的影响。结果表明,运输类飞机三油箱同时切断的概率基本为0,而多油箱同时切断概率一般不超过2%,特殊场景下不超过3%;该值随计算步长、切断时间间隔的降低呈现进一步下降趋势;自动加油模式下的多油箱同时切断概率低于手动加油模式。实际运输类飞机加油场景中较难出现三油箱加油同时切断的场景,而两个油箱的同时切断概率也并不高。此外,研究形成的分析思路和方法对其余运输类飞机加油系统设计也具有一定的参考。
2023(4):62-69. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.010
摘要:飞机电力系统中的导线是传输电能和信息的关键组件,研究导线材质,对飞机设计的优化具有相当大的意义。在当前节能减排和保护环境的大背景下,铜制导线虽然具有较好的导电性和较强的机械性能,但由于密度大,铜制导线并不太适用于对重量要求非常敏感的场合,在减轻飞机重量和提高燃油效率的考虑下,密度和成本更低的铝代替铜制导线已成为趋势。介绍了目前飞机导线选用的基本原则,然后基于COMSOL Multiphysics仿真软件,对铝制和铜制导线进行电学性能、热学性能、结构性能等方面的仿真对比分析,分析两种不同材质不同的性能特点,总结了铝制导线的性能优势和应用限制,旨在优化飞机导线的设计方案。仿真结果表明,铝制导线的良好导电性能、热稳定性和机械强度,可以满足飞机部分电力系统的使用需求。
2023(4):70-81. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.011
摘要:飞控计算机子系统是飞行控制系统的计算和控制核心,影响着飞行安全。采用BIT进行故障检测和定位可以显著提高飞控系统安全性。现阶段的BIT设计研究中,系统级偏向于顶层功能要求的论述,计算设备的BIT研究偏重于通用计算机的软硬件论述,飞控系统向计算机子系统的需求传递和可追溯性不强,也缺乏基于系统工程的飞控计算机子系统BIT设计流程研究。通过对飞控计算机子系统架构的分析得出其通用的组成模块。以此为基础开展BIT设计研究,分析了BIT的分类及特点,提出了BIT设计的通用需求,设计了基于系统工程的飞控计算机子系统BIT设计流程,重点从飞控系统功能需求出发详细论述了飞控计算机子系统BIT的初始化、工作模态转换、测试项目、执行时序及与飞控系统功能高关联度的BIT项目测试的设计方法原理,分析了故障预测及健康管理的设计方法和减少虚警的措施。采用该设计流程和详细设计原理方法的飞控计算机子系统BIT设计通过了地面综合试验的验证。
2023(4):82-87. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.012
摘要:随着飞机各系统复杂度的提高,信号频率和密集布线使得线缆间的电磁能量耦合更加严重,串扰噪声不断恶化。通过梳理线缆间串扰的电容性耦合模型和电感性耦合模型,两者综合在被干扰对象上产生干扰噪声。大型飞机飞控系统采用LVDT传感器作为舵面位置传感器,由于电缆长度增加,电缆串扰耦合引起的测量误差已不可忽略。长电缆的串扰耦合将导致LVDT传感器的电压测量值增高,从而引起舵面反馈超差,甚至危害飞机安全。通过CST软件对LVDT传感器的长电缆上信号传输进行仿真,近端和远端的串扰电流相位相差180°且幅值相等,近端和远端的串扰电压相位相同且幅值相等。结合电容性耦合模型和电感性耦合模型分析可知,长电缆之间的线间电容是LVDT传感器电压测量值增高的主要原因。
2023(4):88-95. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.013
摘要:飞机电滑行系统是发展绿色航空的一项关键技术,改变了传统的飞机滑行技术,提高了飞机系统的可靠性和维修性,是未来飞机地面控制系统的发展趋势。基于模型的系统工程(model-based systems engineering,简称MBSE)是将图形化、模型化的方式应用到系统设计中,依照基于模型的系统工程方法对飞机电滑行系统进行设计。提出了一种采用模型对飞机电滑行系统需求的覆盖度以及正确性的确认方法,系统需求对利益相关方的需求的覆盖度进行确认,采用了基于MATLAB/Simulink建立的行为模型的方式对系统需求的正确性进行确认。最后,对未来飞机系统的发展和基于模型的系统工程的全面应用进行了展望。
2023(4):96-106. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.014
摘要:民用飞机废水系统通过客舱与外界环境压差产生负压将盥洗室马桶的冲洗废水、盥洗灰水以及厨房的灰水输送至废水箱。废水系统管路中呈气、液、固三相混合流动。废水系统的多相流动性能优劣对乘客乘机舒适性有着重要影响。为了探究废水系统多相流流动性能的影响因素,对不同液固成分比例、不同废水管路管径下的气-液-固三相流动特性进行了仿真计算研究,结果表明:当废水系统支路中液固比大于2∶1时,液固比越大,支路内气、液、固三相的截面平均速度越小,管路内总压损失越大,液、固两相流动时间越长;当液固比小于2∶1时,液固比越大,固相流动时间越短;支路内气、液、固三相的截面平均速度随管径的增大而增大,液、固两相流动时间随管径的增大而减小,大管径的废水系统支路可以有效提升管路中气相运输液相和固相的能力、减小系统总压损失以及减少固相与管壁的碰撞。
2023(4):107-112. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.015
摘要:针对传统相似分析法难以准确地定量评估目标产品和相似产品间可靠性水平的差异程度及可信度较低的问题,综合考虑产品的相似水平和样本量提出两种新的民机电子设备可靠性预计方法。一种是基于区间层次分析法(analytic hierarchy process,简称AHP)确定可靠性修正因子,将模糊信息定量化,提高预计结果的精确性。另一种是基于手册或故障物理(physics of failure,简称PoF)模型确定可靠性修正因子,引入设备重要度等级和置信度的关联性概念,实现了小样本量分级分类开展产品可靠性预计,提高了相似产品法的精确度和可信度。
2023(4):113-119. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.016
摘要:试飞测试中,通常采用加装电阻应变片的方式进行结构载荷测量。应变片的线缆阻值受温度的变化与被测材料的热扩展对应变测量结果影响较大,须选择合适的补偿方法对其进行消除。在开展试飞应变测试设计时,需综合被测环境等多项因素对应变片、测试线缆、温度补偿板、胶黏剂等进行合理选择。若考虑不充分,不但不能起到温度补偿的作用,还可能引入更大的误差。从实际应用的角度出发,结合试飞测试特点给出试飞应变测试过程中温度补偿的建议,同时选用一种胶黏剂对温补板安装的工艺进行实验,以说明温补板胶黏剂对应变测量的重要性。
2023(4):120-126. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.017
摘要:针对冬季运行时引气系统易产生相关故障影响航空公司运行安全的问题,对A320系列飞机引气系统故障签派放行的处置策略展开研究。首先,介绍了签派放行工作,以及带故障签派放行的概念,将签派工作分为放行和地空支持两部分。其次,介绍了引气系统的来源和作用,指出发动机气源引气系统和APU气源引气系统是最可能对签派地空支持工作造成影响的系统。再次,说明了引气系统的原理和系统逻辑,装配不同型号发动机引气特点差异,指出A320的CEO系列装配的CFM56和V2500发动机引气特点类似,主要差异在经济性和维护性。而NEO系列飞机装配的LEAP发动机启动对引气要求严苛(也适用于装配此发动机的波音737MAX系列和C919),在单引气失效时需谨慎放行。之后,分析了常见故障如引气故障、引气温度异常和引气泄露的原因。最后,详细给出了引气系统故障签派放行处置方案,并以算例进行说明。
2023(4):127-133. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.018
摘要:随着全球航班跨海飞行变得越来越频繁,民用飞机水上迫降逐渐成为国内外适航审定部门关注的重点,从民用飞机水上迫降基本概念出发,立足于水上迫降适航条款要求,参考国内外相关文献,并结合民用飞机水上迫降适航审定经验和教训,给出了民用飞机水上迫降适航符合性验证中关于水上迫降应急设备、应急出口、最大客座量、应急撤离时间和漂浮时间的适航审定要求及相关研究思考,重点论述了不申请水上迫降合格审定和申请水上迫降合格审定两种情况下相关水上迫降适航条款蕴含的深层次要求和进行适航符合性验证的不同思路方法以及为符合水上迫降适航审定要求需在飞机设计早期阶段着重予以考虑的事项,以期为国内其他飞机型号的研制提供一定参考和借鉴。
2023(4):134-140. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.019
摘要:目前,航空公司主力机型温度补偿能力欠缺,管制部门、机场和航空公司低温修正方法不统一,除RNP程序外其他程序无温度标注。针对上述问题,首先,说明了低温修正的主体责任,并分析了目前国内低温修正的现状,提出并非所有的低温都需要修正,具体需要根据温度和飞行程序来判定。其次,从净空条件较好与复杂两种情况介绍了低温修正越障的风险,以及越障裕度计算的三个方法:简单计算法、ICAO公式法和查表法,并指出可以通过ICAO公式法反推低温修正的门限温度,并通过门限温度判断机场是否需要低温修正。最后,以北京大兴国际机场为例进行计算,得出除非在二三类盲降皆不可用,且能见度处于航图标准边缘时才需要考虑低温修正。除上述情况,其余跑道任何时候都不需要低温修正。
2023(4):141-145. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.020
摘要:QEMU6.1.0版本下,基于ARM体系架构开发的VIRT模拟器,在运行天脉操作系统时无法正确触发GIC中断控制器产生中断的问题,分析了VIRT模拟器对于GIC中断控制器的初始化以及触发操作,同时查阅了GIC中断控制器的相关说明文档,进一步分析天脉操作系统中有关中断控制器的初始化代码,找出了VIRT模拟器与天脉操作系统在GIC中断控制器初始化和使用方式上的具体差异。通过修改VIRT模拟器中与GIC中断控制器相关的代码完成对天脉操作系统的适应。在不改动天脉操作系统代码的情况下,顺利将VIRT模拟器模拟的GIC中断控制器驱动运行成功。
2023(4):146-152. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.021
摘要:航线飞行事故中人因失误占比最高,为实现飞行签派员心理胜任力的精细化管理,减少航线飞行事故,通过构建飞行签派员心理胜任力模型,梳理模型评价体系三个层次的指标,在专家调研的基础上优化得到34个飞行签派员心理胜任力特征的三级指标。在丰富和完善心理胜任力模型的基础上,从定期考核专业知识的掌握程度、定量分析业务技能的应用能力、持续跟踪心理素质的量化水平、全面改善自我评价的评价体系、系统改变个性品质的培养方案和精准纠正成就动机的形成方向等6个方面总结出培养飞行签派员心理胜任力模型的建议,并通过心理胜任力“画像”的结果,针对心理胜任力短板,制定个性化补充训练计划,科学全面地评估飞行签派员心理素质,保障飞行安全。
2023(4):153-157. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.022
摘要:关于机上应急撤离相关配套设施的研究,长期以来都是民用飞机安全方面研究的重要领域之一,由于民用飞机的机上人员较多且较为分散,当飞机在空中飞行时出现紧急情况,成功迫降到地面后,需要将机上人员安全快速有序地撤离到机外指定地点。机上应急撤离成功的关键因素之一就是将应急撤离指令快速地通知到机上的每一个人(包括飞行员、乘务员以及乘客),飞机上的应急撤离信号系统就起到了这个作用,它建立了飞行员和乘务员之间快速简洁的联络通道,通过按钮、灯光及音响提示完成了应急撤离相关的信息沟通,有效提升了机上应急撤离的效率。为了保证应急撤离信号系统的装机质量,提升研制的效率,设计了一个应急撤离信号系统测试台,可用于应急撤离信号系统在地面进行全面完整的功能测试。
2023(4):158-166. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.023
摘要:近年来,电动垂直起降(electric vertical takeoff and landing,简称eVTOL)飞行器在城市空运中得到快速发展。eVTOL被看作是最具发展前景的,可作为城市空中交通运输的有效运载工具。安全性分析是eVTOL飞行器运行载人过程中,减少灾难性事故以及保证高可靠性和高安全性的最重要条件。利用功能危害性评估(functional hazard assessment,简称FHA)可确定eVTOL飞行器中潜在的失效状态、预计失效状态以及其他的危险失效状态,从而能够全面找出潜在的灾难性和危险失效状态,进而有针对性地进行控制,最后能够全面降低灾难性事故的发生,以确保eVTOL飞行器的安全性。基于FHA分析,对eVTOL整机的安全性分析,并通过灾难性失效状态得出安全关键功能,为其功能设计提供依据。
2023(4):167-168. DOI: 10.19416/j.cnki.1674-9804.2023.04.024
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