主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
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  • 2020年第11卷第4期文章目次
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    • >综述
    • 民用飞机航材预测与配置管理技术综述

      2020, 11(4):443-453. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.001

      摘要 (1233) HTML (0) PDF 1020.88 K (2010) 评论 (0) 收藏

      摘要:航材作为综合后勤保障(ILS)的物资基础,其科学的预测与合理的配置是有效保障民用飞机安全经济 运行的前提。为了使利益攸关方(制造商、运营商、维修商等)实现共赢,本文针对现有民用飞机航材预测与配 置管理技术进行研究,并探讨其发展趋势。首先,介绍了民用飞机航材预测技术的研究现状;然后,论述了民用 飞机航材配置管理技术的研究现状;最后,在总结现有关于航材预测与配置理论和方法的优势与不足的基础 上,对民用飞机航材预测与配置管理技术的发展进行了趋势分析,为国产民用飞机航材综合管理提供参考,进 而提升民用飞机维修保障体系的完善程度。

    • 基于迁移学习方法的安全运行状态评估综述

      2020, 11(4):454-460. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.002

      摘要 (1159) HTML (0) PDF 1.59 M (1279) 评论 (0) 收藏

      摘要:迁移学习是利用其他相关领域已有的知识解决给定领域问题的一种方法,能够有效抑制数据缺失对 准确建立状态评估模型的影响,从而为设备安全可靠运行以及维护决策等方面奠定基础。本文总结了航空航 天领域相关设备产品数据缺失条件下利用迁移学习实现运行状态评估的研究现状,探讨了迁移学习方法在状 态评估领域未来的研究方向,为航空航天领域相关研究人员提供了最新参考,以便对实际问题进行分析并据此 寻找可能的解决方案。

    • HUMS技术对民用直升机维修任务的影响研究

      2020, 11(4):461-470. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.003

      摘要 (667) HTML (0) PDF 1.90 M (1376) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统基于 MSG-3的民用直升机维修大纲分析方法未充分考虑健康与使用监测系统(HUMS)的影响, 已在使用过程中暴露出不适应性等问题。本文在 MSG-3的总体分析框架下,开展了 HUMS技术对民用直升 机维修任务的影响研究,全面分析了 HUMS技术对系统/动力装置、结构、区域、闪电/高强度辐射场维修任务 的影响,提出了一套考虑 HUMS技术的 MSG-3维修任务分析建议,可为我国新一代民用直升机维修大纲制定 提供关键技术支撑。

    • >论文
    • 离散型可靠性参数数学关系研究

      2020, 11(4):471-478. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.004

      摘要 (884) HTML (0) PDF 777.05 K (938) 评论 (0) 收藏

      摘要:在航空航天系统中,已有许多可靠性参数来描述产品的可靠性特性,但大多数都是基于连续时间上的 连续型可靠性参数,而在离散时间上有定义的离散型可靠性参数的描述较少,例如离散失效率。为弥补可靠性 理论在在这方面的缺陷,从离散时间这一角度出发,研究离散型可靠性参数的数学关系。推导离散失效概率与 离散失效率的数学转换公式,利用离散失效率推导计算离散可靠度的数学公式,推导平均失效前工作次数与离 散失效概率的数学转换公式,并进行验证。结果表明:推导出的三个数学转换公式合理,可以用于描述离散型 可靠性参数。

    • 民用飞机LRU划分的双步迭代层次分析法

      2020, 11(4):479-486. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.005

      摘要 (1091) HTML (0) PDF 890.68 K (1698) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理的航线可更换单元(LRU)划分可以有效提高民用飞机维修效率,避免飞机停场现象,保障民用飞 机安全可靠运行。在综合考虑民用飞机设计阶段及运营过程中多种因素影响的前提下,提出一种 LRU 划分方 法———双步迭代层次分析法(TSI-AHP)。梳理民用飞机设计阶段及运营阶段相关因素对 LRU 划分的影响; 将产品按照功能分解至最底层结构,将其作为研究对象,运用 TSI-AHP 确定民用飞机 LRU 划分方案;并以 ARJ21-700飞机起落架系统为例,运 用 所 提 方 法 实 现 其 LRU 划 分。结 果 表 明:基 于 TSI-AHP 的 民 用 飞 机 LRU 划分方法可有效实现 ARJ21-700飞机起落架系统的 LRU 划分;本文 LRU 划分项目与实际 LRU 项目基 本一致,验证了该方法的可行性和有效性,可为国产民用飞机 LRU 划分工作提供一种新思路。

    • 基于工效分析与过程仿真模型的机载设备拆装时间评估方法

      2020, 11(4):487-497. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.006

      摘要 (780) HTML (0) PDF 1.37 M (936) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载设备拆装时间是重要的维修性设计指标,是选择或优化设计方案的重要参数。提出一种以过程 仿真模型为基础,综合考虑维修作业复杂度和维修工效评估结果的拆装时间综合评估方法。首先,将机载设备 拆装过程分解为基础维修活动单元,规划仿真过程并建立仿真模型;然后,使用模特分析法分析基础维修活动 时间,并根据维修作业复杂度与维修工效综合评估结果确定维修时间修正系数,修正基础维修活动时间;最后, 根据基础维修活动时间和工作流程评估机载设备拆装时间,并以飞机发动机拆卸时间分析为例进行应用验证。 结果表明:该方法可对机载设备拆装时间进行准确评估,能够满足飞机研制的需要。

    • 基于自适应代理模型的结构动力可靠度分析方法

      2020, 11(4):498-507. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.007

      摘要 (942) HTML (0) PDF 2.18 M (1154) 评论 (0) 收藏

      摘要:结构动力可靠度分析对于衡量结构的安全状态和工作性能具有重要的指导意义。采用一种同时考虑 动态激励载荷和材料力学性能参数随机性的动力可靠度计算高效方法,通过建立不确定性材料力学性能参数 与条件动力可靠度之间的 Kriging代理模型,推导动力可靠度的解析表达式;提出一个新的学习函数来构建自 适应的 Kriging代理过程,通过复合材料飞行器蒙皮骨架结构在随机振动载荷和随机材料力学性能参数共同作 用下的动力可靠度分析对所提方法的准确性与高效性进行验证。结果表明:所提方法不仅能够避免使用代理 模型对动力可靠度求解时由于使用数值积分所引入的误差,同时能够使用尽可能少的计算成本获得准确的动 力可靠度结果。

    • STPA与ARP4761中的安全性分析方法对比研究

      2020, 11(4):508-516. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.008

      摘要 (1255) HTML (0) PDF 906.38 K (1649) 评论 (0) 收藏

      摘要:STPA 是一种自顶向下的系统工程方法,可用于对复杂系统进行安全性分析,但目前对该方法的应用 流程尚不具体,未表明其与传统安全性分析方法的异同,无法很好地体现出该方法的先进性和适用性。通过对 比分析STPA 方法与 ARP4761中提供的安全性分析过程,说明 STPA 方法对于军用标准 GJB900A-2012的 符合性,指出其不足之处,并在功能控制结构、不安全控制行为识别、致因分析三个方面提出改进措施,提供符 合现代飞机高技术特性的、值得借鉴的理论方法和流程指南,形成复杂航空产品乃至军用飞机系统级安全性设 计流程,加深理论与实践的融合,可为STPA 方法的进一步发展完善提供借鉴和参考。

    • 无人机系统的安全性与危险源分析

      2020, 11(4):517-523. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.009

      摘要 (1131) HTML (0) PDF 833.51 K (2438) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机系统的战术性能及优势将使其在未来高技术战争和民用航空中发挥越来越重要的作用。然 而,由于有人机与无人机飞行事故的特点不同,使得有人机的安全性分析与管理措施不完全适用于无人机系 统。首先,对无人机系统的飞行事故进行统计分析,得出无人机系统事故的特点;然后,合理借鉴有人机的安全 性分析,定义无人机系统的安全性,提出无人机系统事故的严酷度等级划分及相应的危险可接受度;最后,从设 计、机组训练及使用操作三方面进行危险源分析。本文提出的无人机系统不安全事件发生可能性等级划分和 危险源定性分析,可为后续无人机安全管理框架的构建奠定基础。

    • >工程应用
    • 飞机舱门锁机构多失效模式可靠性分析方法

      2020, 11(4):524-531. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.010

      摘要 (916) HTML (0) PDF 1.74 M (1328) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何提高飞机舱门锁机构关闭系统的可靠性计算效率,减少计算时间,降低舱门故障率是亟待解决的 问题。选取某型飞机舱门锁机构为研究对象,通过 LMS建立飞机舱门锁机构仿真模型,研究锁机构关闭过程 中最大液压力失效和关锁时间失效模式的影响因素,考虑两种失效模式之间的相关性,基于重要抽样法和 B-P 神经网络方法,计算飞机舱门锁机构多失效模式下的可靠性;将这两种方法仿真计算结果与传统蒙特卡罗方法 计算结果进行对比,结果表明:以上两种计算飞机舱门锁机构可靠性的方法是合理的,其误差范围均在3%以 内,且两种方法的计算效率相较于传统方法均有所提高;其中,B-P神经网络方法比重要抽样法计算精度和效 率更高,更适用于研究飞机舱门锁机构的可靠性问题。

    • 直升机应急漂浮系统传感器模块可靠性分析

      2020, 11(4):532-539. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.011

      摘要 (615) HTML (0) PDF 1.52 M (713) 评论 (0) 收藏

      摘要:直升机应急漂浮系统是直升机海上救生的主要装备之一,对其传感器模块进行可靠性分析,对保证直 升机应急漂浮系统安全运行、坠水过程中可靠触发至关重要。在充分了解非同型单元k/n(G)表决系统的基础 上,通过 Matlab/Simulink搭建不同逻辑关系下传感器模块的蒙特卡罗模拟平台,并进行相应模拟与理论计算。 结果表明:将蒙特卡罗模拟应用于传感器模块的可靠性分析具有一定的可行性与有效性;依据功能危险性分析 相应结论,并结合可靠性分析结果,该直升机应急漂浮系统传感器模块选择3/5表决系统最为合适。研究结果可为后续相似模块的逻辑关系选择与可靠性设计提供技术路线。

    • 基于分解协调移动极值响应面法的多构件结构动态可靠性分析

      2020, 11(4):540-548. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.012

      摘要 (1164) HTML (0) PDF 1.88 M (1092) 评论 (0) 收藏

      摘要:多个构件装配而成的复杂结构可靠性分析存在计算流程繁琐、计算效率低的问题。基于极值响应面 法、移动最小二乘法和分解协调的策略,提出分解协调移动极值响应面法(DCMERSM),对考虑流-热-固耦 合作用的航空发动机高压涡轮叶盘径向变形进行动态可靠性分析,通过对比直接模拟和分解协调极值响应面 法(DCERSM),对 DCMERSM 在 建 模 特 性 和 仿 真 性 能 方 面 的 有 效 性 和 适 用 性 进 行 验 证。 结 果 表 明: DCMERSM不仅适用于转子机械动态可靠性分析,同时还可以用于复杂机械多构件结构可靠性分析。

    • 飞机使用保障中的技术状态管理方法研究

      2020, 11(4):549-555. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.013

      摘要 (1090) HTML (0) PDF 1.07 M (1161) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,我国军用飞机由使用方自行规划开展飞机在使用保障阶段的技术状态管理工作,缺乏信息化手 段,效率低下,且与飞机研制交付阶段的技术状态管理工作存在断层。通过研究飞机使用保障中的技术状态管 理内涵,分析技术状态标识、技术状态控制、技术状态记实、技术状态审核等内容,提出一种适用于飞机使用保 障中的技术状态管理方法,并在某型号工程研制中进行工程实践。结果表明:该方法可显著提高飞机使用保障 中的技术状态管理效率。

    • 试飞试用阶段的飞机可靠性评估研究

      2020, 11(4):556-562. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.014

      摘要 (606) HTML (0) PDF 779.44 K (1061) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机的可靠性水平是飞机设计定型时考核的重要指标之一,为保证评估结果的客观与准确性,在飞机 试飞试用阶段开展可靠性评估研究尤为重要。本文从工程实际需求出发,通过规范评估对象故障信息的采集 方式,明确故障判定准则与统计原则,给出完整的飞机可靠性评估流程;基于上述流程,针对某型飞机一年中的 试飞试用信息,进行多维度的可靠性评估。结果表明:评估结果能够较好地反映飞机的可靠性水平,满足工程 需要。

    • 飞机电液伺服阀早期故障征兆诊断

      2020, 11(4):563-571. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.015

      摘要 (1171) HTML (0) PDF 1.39 M (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:电液伺服阀是飞机刹车系统的重要执行部件,影响着飞机的着陆安全。针对某型飞机电液伺服阀故 障多发的问题,运用一元线性回归分析方法构建刹车系统电液伺服阀的分析模型,根据分析模型和故障征兆判 据对电液伺服阀近期的工作数据进行分析和故障征兆诊断。结果表明:基于回归分析的故障诊断方法可以准 确地诊断电液伺服阀存在的故障征兆;早期故障征兆诊断可以预先发现电液伺服阀潜在的故障隐患,降低故障 发生率,显著提高飞机刹车系统的安全性和可靠性,也有助于优化维修策略和降低飞机全寿命维护成本。

    • 基于服役数据的飞机计划维修任务间隔优化方法

      2020, 11(4):572-576. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.016

      摘要 (899) HTML (0) PDF 753.13 K (1261) 评论 (0) 收藏

      摘要:计划维修任务间隔是反映飞机可靠性和经济性的重要指标,而飞机服役后维修及故障数据的累积对 维修间隔调整提供依据。通过梳理飞机维修任务间隔优化的流程,确定数据抽样样本量的方法;给出基于数据 拟合的故障趋势分析方法对间隔优化的必要性进行判断;定义维修间隔优化的假设检验准则,对提出的优化方 法进行算例验证。结果表明:本文的方法能够对新维修任务间隔的可行性进行判断,指导维修大纲的更新。

    • 基于S4000P的军用飞机预防性维修任务优化研究

      2020, 11(4):577-584. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.017

      摘要 (1138) HTML (0) PDF 1.54 M (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:预防性维修是恢复和保持飞机安全性和可靠性的主要措施,其优化一直以来都是飞机制造商和使用 方共同关注的问题。本文调研国际上主流的预防性维修任务优化方法及主要应用对象,并以适用于装备的 S4000PISMO 流程为基础,结合军用飞机的特点,对原流程进行调整和个性化设计,构建预防性维修任务优化 的逻辑流程。结果表明:该任务优化流程可用于军用飞机预防性维修任务的优化分析。

    • 雷达电源系统安全运行健康状态评估研究

      2020, 11(4):585-590. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.018

      摘要 (1102) HTML (0) PDF 964.58 K (808) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷达电源系统的运行状态直接影响整个雷达设备的安全性与性能指标的实现,如何实现雷达电源的 健康状态评估是亟待解决的问题。首先采用雷达电源正常状态下的健康特征数据训练自组织神经网络;然后 计算监测数据与训练后的自组织神经网络中权重向量的距离,将距离值归一化表示为健康度;最后利用试验数 据计算健康度,并实现健康分级。结果表明:该模型计算的健康度随电源老化时间变化整体呈现下降的特点, 该模型可以实现雷达电源健康状态评估。

    • 机载系统测试性设计体系研究

      2020, 11(4):591-602. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.019

      摘要 (578) HTML (0) PDF 1.40 M (1237) 评论 (0) 收藏

      摘要:军用飞机在外场表现出诊断能力不足的现象,严重影响飞机再次出动的效率。从军用飞机故障诊断 的实际使用需求出发,深入分析机载系统在设计、试验过程中存在的测试性设计问题;针对军用飞机整个研制 与使用过程,明确设计目标,提供设计、验证和评估方法,将原来相互孤立的设计工作进行整合,提出一套完整 的机载系统测试性设计体系,并对测试性设计过程中的诊断能力设计、测试性试验等关键环节进行深入剖析; 同时,在工作方法、专业定位和制度保障方面提出改进建议,能够有效促进测试性设计有机地融入机载系统的 设计过程,提升机载系统测试性水平,提高飞机综合诊断能力。

    • 航空活塞发动机机体疲劳优化设计方法

      2020, 11(4):603-608. DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2020.04.020

      摘要 (1049) HTML (0) PDF 15.24 M (873) 评论 (0) 收藏

      摘要:机体可靠性差是航空活塞发动机适航取证过程中的技术难题。以某型发动机下机体为研究对象,通 过模型仿真得到机体的瞬态载荷曲线并进行拟合,按实际安装对其进行约束,采用 Goodman方法进行高周疲 劳分析,计算机体疲劳安全系数;提出一种分离式主轴盖的设计方法,优化下机体结构,在相同载荷的条件进行 对比分析;采用威布尔数学模型对机体可靠性指标进行计算验证,并对优化后的机体进行耐久测试。结果表 明:下机体疲劳安全系数、整机寿命、可靠性大幅提升,该设计方法对提高类似结构可靠性有一定的借鉴意义。