飞机结构寿命控制中的几个基本问题

飞机的寿命主要是由飞机结构寿命确定的,飞机结构耐久性/安全寿命是飞机安全服役的基础条件。在深入分析设计/制造、服役/使用中各关键因素对结构寿命影响机理的基础上,重点研究了基于安全寿命包线的结构剩余寿命预测和扩展延寿技术,并对飞机结构寿命控制技术的研究范畴、服役使用计划调整方法等内容进行了阐述。应用飞机结构寿命控制技术可以实现飞机服役/使用寿命管理由传统的"固定消耗"模式向"主动控制"模式的转变。     

军用飞机日历寿命预测技术研究现状及关键技术问题

介绍了提出飞机服役寿命问题的由来，回顾了国内外同类问题研究的现状及存在的问题，指出了服役寿命研究中应重点解决的几个关键问题。     

基于粗糙集的老龄飞机金属结构安全性评估方法

针对我国飞机老龄化日益严重的问题,研究了老龄飞机金属结构安全性评估方法。首先根据老龄飞机的结构特点及使用规律,分别从外载荷、腐蚀环境及使用维护等3个方面,分析建立了老龄飞机金属结构安全性评估的指标体系,总结出15项评估指标;然后利用粗糙集理论及信息熵算法计算了各指标的权重,并建立了安全性评估模型;最后以某型飞机为例进行了分析。结果表明该评估方法基本可以涵盖老龄飞机安全性评估的要素,体现飞机安全性状况;所设定的属性值离散化节点可以较好地反映各影响因素的特性,相比常用的专家打分法更加客观,对老龄飞机的安全性评估可以取得较好的效果。     

基于粗糙集的老龄飞机金属结构安全性评估方法

针对我国飞机老龄化日益严重的问题,研究了老龄飞机金属结构安全性评估方法。首先根据老龄飞机的结构特点及使用规律,分别从外载荷、腐蚀环境及使用维护等3个方面,分析建立了老龄飞机金属结构安全性评估的指标体系,总结出15项评估指标;然后利用粗糙集理论及信息熵算法计算了各指标的权重,并建立了安全性评估模型;最后以某型飞机为例进行了分析。结果表明该评估方法基本可以涵盖老龄飞机安全性评估的要素,体现飞机安全性状况;所设定的属性值离散化节点可以较好地反映各影响因素的特性,相比常用的专家打分法更加客观,对老龄飞机的安全性评估可以取得较好的效果。     

飞机服役年限的确定

从我军一批退出现役飞机服役年限的统计资料入手,并借鉴外军几型飞机的使用情况,提出应均衡配置飞机自然寿命、技术寿命和经济寿命,合理确定飞机服役年限。并对经济寿命的延长,从数学上作了分析。指出：在机载设备更新换代速度远比飞机平台快的形势下,延长飞机服役年限是一条投入少效益高的装备建设之路。     

“飞机安全性设计与分析”课程教学研究

＂飞机安全性设计与分析＂课程教学的是民航适航专业教学的重要环节。本文对＂飞机安全性设计与分析＂课程教学开展研究,分析了课程的学科内涵,明确了课程教学内容,提出了课程教学方法。在飞机安全性设计与分析教学领域进行了有益的探索。     

飞机结构寿命包线的建立

在分析现有飞机结构寿命指标及其确定方法的基础上,提出了飞机结构寿命包线的概念,给出了建立飞机结构寿命包线的方法,并绘制出了基于飞机结构总寿命以及首翻期／翻修间隔期的飞机结构寿命包线示意图。飞机结构寿命包线的建立将为进一步对飞机结构进行单机寿命（疲劳寿命与日历寿命）监控奠定基础。     

飞机在牵引转弯工况下的运动轨迹仿真与分析

为降低民航飞机在牵引车牵引转弯工况中与机场其他设备发生磕碰的事故率,提高民航牵引安全,基于PRT法(直角坐标-极坐标-切线法)建立了飞机—牵引车系统在牵引转弯工况下的运动学模型,采用MATLAB迭代计算并探究了民航飞机在牵引车牵引转弯工况中的运动轨迹特性及飞机前轮转角变化情况,分析了不同牵引车轴距和抱轮机构位置对于飞机运动轨迹及飞机前轮转角变化情况的影响。结果表明：减小牵引车轴距及前移抱轮机构位置可以有效提高飞机在牵引转弯工况中的转向灵活性和运行安全性,以供在实际生产及设计过程中参考。     

飞机结构寿命包线的确定方法

在飞机结构寿命包线概念基础上,阐述了基准使用条件下由实验确定飞机结构寿命包线的基本方法及工程简化方法,进一步说明了在非基准使用条件下实验确定飞机结构寿命包线的基本方法及工程简化方法,为实现飞机结构单机寿命(疲劳寿命和日历寿命)监控奠定了基础。     

考虑服役年龄的零件强度-应力可靠性动态建模与仿真

基于强度-应力干涉理论设计的零件,通常由于没有考虑服役时间导致零件疲劳失效.这种静可靠度设计不能正确反应零件在服役过程中可靠度的变化,印使设计一定的安全裕度也往往在服役过程中由于可靠性不满足要求而导致零件失效.充分考虑服役年龄对机械零件强度分布的影响,建立零件强度-应力可靠度动态模型,探讨疲劳失效对零件可靠度的变化;通...     

飞机整机级系统安全性指标分析

针对整机级系统安全性评估中安全性指标的选择与确定问题，分析对比了国内常用安全性参数之间的区别,指出了其在系统安全性评估应用中的缺点;根据系统安全性的特点,提出了飞机整机级系统安全性指标的要求和维度;借鉴国外系统安全性评估的成功经验,结合可靠性,提出了指标选择和量化的具体方法,并举例说明安全性指标的应用时机和使用方法。研究表明,将安全性与可靠性相结合,选择影响飞机安全性的可靠性指标进行机整机级系统安全性评估,可以解决传统安全性参数量化困难、不适用等问题,是一种可行并且合理的方法。     

基于安全性的电动垂直起降飞行器飞控系统架构设计

飞行控制系统作为电动垂直起降（electric vertical take-off and landing,eVTOL）飞行器的关键机载系统,需要具备和民机同样的安全性。为了设计满足eVTOL飞行器需求的飞控系统架构,根据适航规章梳理了安全性要求,并基于安全性要求介绍了eVTOL飞行器飞控系统飞控计算机、传感器和作动器余度设计技术,设计了一种基于安全性考虑的eVTOL飞行器飞控系统架构;分析了eVTOL飞行器旋翼构型下的典型功能危险,并采用故障树进行了安全性分析。结果表明,设计的飞控系统架构的典型功能危险能够满足失效概率的要求。     

基于微分流形理论的结冰条件下飞机鲁棒动力学边界研究

基于微分流形理论构建了一种结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统设计方案。首先基于微分流形理论计算了飞机未结冰时的动力学边界,并用Monte Carlo法验证了其准确性和高效性;其次,以结冰因子影响模型为基础,研究了不同结冰程度下飞机动力学边界的变化规律;进而提出了飞机鲁棒动力学边界,并设计了结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统。当飞机遭遇结冰不利飞行环境时,相比于传统动力学边界,该鲁棒动力学边界不需获取准确的冰型信息和结冰严重程度。考虑当前结冰检测技术手段,提出的方法具有更加广泛的工程应用意义。在飞机超出动力学边界之前,边界保护系统作用使飞行状态保持在安全阈值范围内,从而保证飞机安全可控。     

飞机轮胎溅水计算方法及翻边轮胎挡水原理分析

当飞机起飞或降落在有水的机场跑道上时,飞机轮胎所造成水的飞溅会对飞机的安全飞行有重要的影响。飞机轮胎所造成的水的飞溅是个复杂的过程,与诸多因素有关,如飞机的速度,轮胎的形状和尺寸以及水的深度等等。介绍了影响水的飞溅角的重要参量和理论计算公式,通过计算得到不同速度下的飞溅角,并与相应的试验结果进行了对比,验证了算法的正确性。为了抑制溅水对发动机产生影响,引入翻边轮胎,通过分析计算发现翻边轮胎抑制水溅作用显著。在算例分析的基础上,解释了翻边轮胎的挡水原理,并给出了翻边挡水作用的判别公式。最后给出了选择翻边轮胎的方法,对飞机的溅水试验和飞机防溅水设计具有指导意义。     

典型大型商用飞机撞击问题数值建模及计算

基于对空客A320的结构分析,开展了大型商用飞机结构简化和建模方法研究,建立了结构较为详细的飞机有限元计算模型,确定了适当的网格尺寸;通过将飞机撞击刚性靶体的数值模拟结果与Riera理论计算结果进行对比,验证了所建立的大型商用飞机有限元计算模型的合理性以及数值计算方法的可靠性.该大型商用飞机有限元计算模型可用于飞机冲击载荷特性的进一步分析,也可直接用于飞机撞击作用下结构响应安全性评价的数值模拟.     

提高航炮射速潜力的理论分析

国内外航炮发展的趋势之一是改进现役航炮，继续提高其射速。以航炮工作时间周期的计算公式为依据，从分析不同类型航炮的工作循环曲线出发，对提高航炮射速的潜力作了理论分析，得出了在现役航炮基础上提高射速的有益结论。     

高超声速飞行器机翼关键部件损伤特性研究

为有效预防机翼关键部件损伤对飞行安全的影响, 分析了高超声速飞行器机翼关键部件的损伤演化及飞 行器飞行动态对损伤的影响。 通过建立高超声速飞行器机翼材料的损伤动力学模型以及对机翼翼梁根部载荷 应力分析, 依次分析了飞行器飞行高度、 速度、 迎角以及副翼偏转角等变量对机翼关键部件损伤特性的影响, 以确定影响损伤的关键变量。 分析仿真结果表明, 相对于其他变量, 飞行器迎角对机翼关键部件损伤的影响最 大。 从保证飞行器安全和延长寿命的角度分析, 应尽量限制飞行器的迎角。 从而为减损控制系统设计奠定基 础, 并为提高飞行器结构的可靠性和延长飞行器寿命提供参考。