主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
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  • 2022年第13卷第1期文章目次
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    • >综述
    • 大型商用飞机单一飞行员驾驶的人因工程研究进展与展望

      2022, 13(1):1-18. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.01

      摘要 (1189) HTML (0) PDF 1.41 M (1113) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内外民航界正在积极探索和研发大型商用飞机的单一飞行员驾驶(SPO)模式。针对SPO 的人因工程研究也已初步展开,研究主要集中在驾驶舱机载设备升级方案、地面站飞行支持方案、“驾驶舱机载设备升级+地面站飞行支持”的SPO 组合方案。初步的人因工程研究倾向于SPO 组合方案,但是,目前的人因工程研究尚不完善,无法为SPO 提供完整的人因工程解决方案。本文综述了目前针对SPO 的人因工程研究进展,分析了SPO 人因工程的一些关键问题,指出目前研究中存在的问题和今后研究的重点,并针对今后的SPO 人因工程研究提出了总体思路和建议。

    • 高超声速飞行器热颤振研究现状与展望

      2022, 13(1):19-27. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.02

      摘要 (976) HTML (0) PDF 1.53 M (1247) 评论 (0) 收藏

      摘要:高超声速飞行器在飞行过程中承受严酷的气动载荷以及气动加热,因此其结构在设计中要充分考虑气动力及气动热效应引起的结构动稳定性和动响应等问题,热颤振是其中较为关键的一环。本文梳理了热颤振研究的发展历程,总结了用于热颤振研究的多种现有方法,包括热模态试验、热颤振仿真分析以及风洞试验等。在此基础上,进一步分析了可用于热颤振研究的新兴技术——地面颤振试验技术的研究现状及存在问题,展望了地面热颤振试验技术的未来发展趋势。

    • >论文
    • 协同射流在垂直尾翼流动控制中的应用研究

      2022, 13(1):28-41. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.03

      摘要 (662) HTML (0) PDF 5.57 M (1003) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机垂尾的气动特性直接关系到垂尾尺寸和质量,通过流动控制方法提高垂尾的升力可以进一步减小垂尾尺寸,对减小结构质量具有实际意义。采用计算流体力学方法,对垂尾的协同射流主动流动控制进行数值模拟;研究射流动量系数对连续协同射流的影响规律,以及射流动量系数、堵塞比、喷口数量等参数对离散协同射流的影响规律。结果表明:对于连续型协同射流,随着射流动量系数的增大,增升减阻和抑制分离的效果越显著;对于离散型协同射流,随着堵塞比的增加,增升效果逐渐下降,但功耗也同时下降;随着喷口数量的增多,增升效果先增大后减小,综合气动效率有所提升。

    • 涵道式垂直起降固定翼无人机过渡走廊研究

      2022, 13(1):42-50. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.04

      摘要 (818) HTML (0) PDF 1.20 M (1208) 评论 (0) 收藏

      摘要:过渡走廊的准确描述对垂直起降固定翼无人机飞行过程具有重要意义。为研究垂直起降固定翼无人机的过渡飞行过程,扩大过渡飞行走廊包线,本文建立此类无人机的过渡走廊模型,从飞行力学角度以机翼最大升力系数和系统可用功率对动力增升系统偏角—速度包线进行研究,分析无人机气动参数和功率参数对动力增升系统偏角—速度包线的影响;根据过渡走廊模型分析计算提出通过气动参数和功率参数扩大过渡走廊的方法;通过案例计算,求得其过渡飞行走廊。结果表明:本文所建立的偏角—速度包线能够很好地描述此类垂直起降固定翼无人机的过渡飞行走廊,增加可用功率10% 可以使过渡走廊扩大21.43%,而增加气动参数10% 只能使过渡走廊扩大2.33%。

    • 柔性对涡街中细丝运动状态的影响

      2022, 13(1):51-59. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.05

      摘要 (752) HTML (0) PDF 1.75 M (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:在涡街中,细丝的运动状态和其推进性能是密切相关的,研究柔性对涡街中细丝运动状态的影响,可以为柔性飞行器在编队飞行时的柔性设计提供参考。给出三种不同的细丝柔性分布模式,通过浸入边界法,探究在不同涡街中(卡门涡街和反卡门涡街)柔性对细丝运动状态的影响,并总结细丝运动状态随柔性的变化规律。结果表明:当细丝柔性发生改变时,细丝运动状态也会发生变化,由绕核运动转变为在涡街一侧运动,或者由后者转变为前者,并且细丝运动状态随柔性的变化规律受竖直方向上诱导速度和涡向下游传输速度的共同影响。

    • 基于改进启发式蚁群算法的无人机自主航迹规划

      2022, 13(1):60-67. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.06

      摘要 (790) HTML (0) PDF 1.25 M (763) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机自主航迹规划是未来无人机作战使用的关键技术难题。针对传统航迹规划方法存在的求解效率不高、实时性较差、容易陷入局部最优等缺点,提出一种基于改进启发式蚁群算法的无人机航迹规划。算法前期使用Dijkstra 算法进行初始化航迹,引入启发式信息,提高搜索效率;采用Logistic 混沌映射初始化信息素,增加解的多样性,提高算法收敛速度;算法中、后期采用多航迹选择策略和模拟退火机制,提高全局搜索能力,避免因收敛速度过快,陷入局部最优解。对该算法进行仿真分析,结果表明:在存在威胁和障碍的复杂环境中,本文的改进蚁群算法与标准蚁群算法相比,能够有效规划出一条从起点到终点的航迹,并且寻优精度更高,收敛速度更快,具有一定应用价值。

    • 不同地面条件重装空投气囊着陆缓冲过程数值分析

      2022, 13(1):68-75. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.07

      摘要 (939) HTML (0) PDF 2.22 M (749) 评论 (0) 收藏

      摘要:刚性地面假设的重型装备空投的数值结果无法准确模拟空投的着陆姿态,需使用土壤地面对空投的缓冲性能进行研究。使用LS-DYNA有限元仿真软件对土壤地面和刚性地面下空投的着陆缓冲性能进行对比,研究刚性地面的适用条件;并研究土壤地面下不同横向风速对空投着陆缓冲性能的影响。结果表明:空投竖直冲击地面时,两种地面下货物的最大过载差异很小,而在横风条件下前倾冲击时过载差异很大,故在横风条件下需采用土壤地面进行数值分析;土壤地面下横向风速、初始竖向速度越大,竖向峰值过载越大。

    • 基于XGBoost的航空器动态滑行时间预测方法研究

      2022, 13(1):76-85. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.08

      摘要 (435) HTML (0) PDF 1.19 M (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:对航空器进港和离港滑行时间进行精确的动态预测,可以有效提升机场的运行效率。首次提出基于XGBoost 的航空器动态滑行时间预测方法,该方法首先通过分析影响机场滑行时间的各类因素,构建可变滑行时间预测的关键特征指标;然后选取XGBoost 算法建立可变滑行时间预测模型,对模型的关键输入参数进行测试调整;最后将XGBoost 算法与随机森林和支持向量回归算法的预测效果进行对比。同时,首次剖析样本数据量与滑行时间预测精度的关联,并以广州白云国际机场为分析对象进行实验。结果表明:采用XGBoost 算法,进/离港滑行时间的预测精度分别达到了94.1% 和96.6%,优于主流算法随机森林和支持向量回归;且实现白云机场动态滑行时间的精确和稳定预测所需样本量在32 000 条(含)以上。

    • 通用机场机坪运行安全风险评估方法研究

      2022, 13(1):86-92. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.09

      摘要 (825) HTML (0) PDF 593.43 K (994) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统机场机坪运行评价方法在确定指标权重方面存在不足,而模糊评价法在确定隶属度时主观判断较多。结合通用机场机坪运行特点建立评价指标体系,采用变权和相对差异函数的方法对通用机场机坪运行安全风险进行评估。首先运用变权理论对各评价指标的常权进行调整,体现单个指标对评价结果的影响;然后利用相对差异函数确定单因素对各安全等级的隶属度,消除模糊评判隶属度向量受专家经验和认识的局限性;最后对风险值进行计算,得出通用机场机坪运行风险水平。结果表明:该机场机坪运行风险水平计算结果正确,该方法能客观反映风险源对风险评估值的影响。

    • >工程应用
    • 铰链式下垂前缘机构设计与动力学仿真研究

      2022, 13(1):93-100. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.10

      摘要 (698) HTML (0) PDF 1.81 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:下垂前缘是一种结构简单的增升装置,能够有效降低气动噪声和减小机构的运动空间,已被应用于A380 和A350XW。为了实现下垂前缘按照给定要求定轴转动,需要设计一种机构型式,因此提出一种基于四连杆形式的铰链式下垂前缘机构的设计方法。根据设计输入要求建立下垂前缘机构的线架模型,并对该机构进行运动学和刚柔耦合动力学仿真,得到机构运动过程中角度变化参数和该机构运动过程中的驱动力矩和铰链点载荷。结果表明:随着驱动臂匀速转动,铰链式下垂前缘能够平稳下偏26°;两个驱动平面的最大驱动力矩的比值接近3∶2,且侧撑杆的设置使驱动处的横向受载得到了改善,该机构型式设计合理,为现代民用飞机设计提供了参考依据。

    • 民用电传飞机颤振/ASE试飞风险控制技术

      2022, 13(1):101-106. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.11

      摘要 (775) HTML (0) PDF 1.17 M (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有颤振/ASE 试飞风险控制技术相关研究不够系统全面,未充分考虑民用电传飞机试飞特点及机上试飞工程师的作用。系统地研究民用电传飞机颤振/ASE 试飞风险控制技术,包括理论评估、测试改装、试飞方法、试飞风险分析、风险降低措施和应急处置程序制定等;针对识别出的颤振/ASE 不稳定性、不良操稳特性和局部结构损坏等风险源,提出振动超限或异常时客舱试飞工程师切断激励的新技术,开发地面监控专用软件用于实时颤振/ASE 裕度定量分析;在某型号试飞中应用该技术进行颤振/ASE 试飞科目验证。结果表明:该风险控制技术能够有效降低试飞风险和成本,人工切断技术可在1 s 内中止激励保障飞机结构安全,实时分析技术可以快速准确计算稳定裕度并且提高试飞效率。

    • 双发轻型民用直升机高高原试飞方法研究

      2022, 13(1):107-114. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.12

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.30 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高高原试飞时,直升机接近使用限制边界,试飞风险高,需要研究制定合理安全的试飞方法,在保证安全的同时获得准确的直升机性能参数。本文依据适航规章对直升机高原试飞及数据外推的要求,分析确定高高原试飞所需环境条件及试飞科目,研究高高原试飞方法和数据处理分析方法,并应用确定的试飞方法进行H425-100 型机高高原试飞。结果表明:本文所确定的试飞方法合理可行,系留悬停法可以提高试飞工作效率,单发模拟模式能够有效地降低试飞风险,拟合方法可以更准确地确定直升机起飞着陆距离。

    • 副翼刚度模拟器优化设计与分析

      2022, 13(1):115-120. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.13

      摘要 (719) HTML (0) PDF 2.72 M (637) 评论 (0) 收藏

      摘要:副翼刚度模拟器是对副翼作动器的支撑刚度进行参数模拟的装置,是航空地面载荷试验中的关键器件,研究副翼刚度模拟器的刚度随位置的变化规律有利于其设计和应用,具有重要的工程价值。建立力学模型,提出刚度折减系数,探讨刚度模拟器的刚度特性;进行模拟器刚度仿真,并通过刚度测试试验验证力学模型和仿真的正确性;以目标刚度对距离的敏感性对模拟器的厚度进行优化设计。结果表明:提出的刚度折减系数可快速预测模拟器的刚度特性,7 mm 是模型刚度板的最优厚度。

    • 商用飞机经济效益评价指标体系构建和评价分析

      2022, 13(1):121-128. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.14

      摘要 (779) HTML (0) PDF 564.29 K (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,国内外缺乏面向制造商的对商用飞机经济效益进行综合分析和评价的研究。通过技术经济的价值理论和飞机设计工程相结合,建立面向制造商的商用飞机经济效益评价指标体系,确立成本、产品、商务、市场等四个层面的指标,构建三层指标体系,并以灰色评价方法对某款飞机的经济效益进行分析。结果表明:该体系科学地反映了商用飞机技术能力和市场表现之间的关系,符合市场规律,对商用飞机制造商产品策划、工程技术评估、项目论证及营销策略的制定具有指导意义。

    • 基于改进Event模型的航路飞行过程垂直碰撞风险研究

      2022, 13(1):129-134. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.15

      摘要 (821) HTML (0) PDF 684.81 K (797) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着民航空域运行的日益繁忙,如何从量化分析的角度构建有效合理的数学模型对航路飞行碰撞风险进行量化评估,提高航路规划与管理的科学性是业界面临的重要问题。提出基于改进Event 模型的航路飞行过程垂直碰撞风险评估方法,用符合航空器在空间上速度矢量分布的几何体即两个拼接的椭圆锥体碰撞盒代替原Event 模型中的长方体碰撞盒计算航空器穿越相邻高度层的概率,并利用改进前后碰撞盒的面积大小比值推导改进后航路中航空器的垂直碰撞风险公式;对使用改进的两个拼接椭圆锥体碰撞盒方法所得到的碰撞风险公式带入以最新的客机A220 与客机A310 作为算例编写的软件中进行计算验证。结果表明:改进方法计算的航空器在航路中垂直碰撞风险是原长方体Event 模型碰撞风险模型的13% 左右,是原椭球体Event 模型碰撞风险模型的67% 左右,使用该方法进行量化评估是可行的。

    • 面向3D打印的某航空液压壳体管路造型优化

      2022, 13(1):135-143. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.16

      摘要 (643) HTML (0) PDF 3.32 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:航空液压壳体管路相互交叉,结构复杂,加工难度大,加工周期长,为了摆脱传统加工方式的限制,需对其进行面向3D 打印的造型设计优化。通过基于NURBS 的曲线、曲面算法建立一套适用于液压壳体管路的造型优化方法,采用边线提取方法得到特征线,依据尽可能减小流阻和能量损失的原则进行管路走向设计。以体现3D 打印技术优势为目标,以实现产品功能为约束,进行液压壳体管路造型优化,并进行流体仿真分析验证。结果表明:优化后的Z 形管路最大局部压力减小99.8%,负压区明显减少,流速降低;优化后的液压壳体表面压力分布更均匀,压力损失减少53.2%,壳体性能得到显著提升。

    • 基于RFID技术的机载设备维护管理系统

      2022, 13(1):144-150. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.17

      摘要 (689) HTML (0) PDF 1.26 M (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线射频(RFID)技术近年来在民航机场运输领域得到了较为广泛的应用,但在国内民航制造领域和飞机运营维护领域还未得到推广应用,其中大量的工作仍通过原始人工处理等方式进行。提出一种利用RFID 技术应用于民用飞机机载设备全生命周期维护和管理的系统架构,对其关键组成部分的功能及配置进行说明,并通过一项客舱应急设备的例行维护任务来验证该系统。结果表明:本文提出的系统可以实现机载设备全生命周期的高效维护和管理,具有较广阔的应用前景。

    • 一种适用于军机总装的产品质量先期策划流程研究

      2022, 13(1):151-159. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.18

      摘要 (749) HTML (0) PDF 1.06 M (853) 评论 (0) 收藏

      摘要:在军用飞机总装阶段存在质量管控与业务流程脱节、质量先期策划不足导致的管控成本较高等问题。为解决这些问题,基于国际航空质量组织APQP 应用指南,改进并提出适用于军用飞机总装阶段的APQP 应用指南(MAFA-APQP),包括理论模型、核心内容以及关键要素等;以航空发动机安装为对象,验证军用飞机总装APQP 在工艺流程优化与管理、风险识别及控制中的应用效果。结果表明:军用飞机总装APQP 在预测和降低风险、减少工艺变化、提高军用飞机质量及交付效率等方面有积极作用。

    • >航空工程教育与管理
    • 航空领域重大关键技术项目发现影响因素研究

      2022, 13(1):160-167. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.19

      摘要 (695) HTML (0) PDF 692.28 K (595) 评论 (0) 收藏

      摘要:高质量的项目发现是实现技术创新的重要前提和保障,而分析航空领域重大关键技术项目发现的影响因素,能有效对其项目发现过程进行支撑。在总结知识聚合一般过程、分析航空领域重大关键技术项目发现特点的基础上,构建基于知识聚合过程的航空领域重大关键技术项目发现模型;通过访谈分析、问卷调查等方式总结航空领域重大关键技术项目发现的影响因素,并通过因子分析将其进行分类。结果表明:航空领域重大关键技术项目发现受到人员物质保障、项目发现技术和项目发现过程管理三类共计10 个因素的影响。

    • 我国高等学校在航空航天领域的研究现状及前沿分析

      2022, 13(1):168-174. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.01.20

      摘要 (864) HTML (0) PDF 1.74 M (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:高等学校是航空航天原始创新的重要发源地,在航空航天技术发展和进步中发挥了重要作用。为了分析我国高等学校在航空航天领域的发展情况,以JCR 收录的航空航天工程类期刊为数据源,选取2011—2020年我国高等学校发表论文,利用CiteSpace 软件对航空航天领域的论文发表情况、机构合作关系、关键词共现、关键词聚类等进行可视化分析,总结我国高等学校在航空航天领域的研究现状、合作关系以及未来研究前沿。通过梳理我国高等学校关于航空航天领域的研究情况,本文研究为我国航空航天事业的规划布局、创新发展提供一定参考价值。