摘要:数字航空电子解决方案使小型飞机也能使用先进的飞行控制系统。安全关键部分之一是空中数据系统。创新架构允许使用合成传感器,从而带来重大的技术和安全进步。空气动力学角度的应用似乎是最有希望获得认证的应用。在这个领域,有关合成传感器设计的最佳程序仍然是该领域的一个悬而未决的问题。在 Clean Sky 2 框架内资助的 MIDAS 项目给出了一个例子。本文提出了两种数据驱动方法,可以提高整个飞行包线的性能,特别关注稳定状态飞行条件。获得的训练集相当小,从而降低了计算成本。这些方法通过真实案例进行了验证,它们将用作 MIDAS 生命周期的一部分。第一种方法称为数据驱动的准稳定状态识别和生成 (DIGS),它基于 (i) 识别飞机的升力曲线;(ii) 使用人工飞行数据点扩充训练集。DIGS 的主要目的是减少训练集不平衡的问题。第二种方法称为相似飞行测试数据修剪 (SFDP),它基于准唯一点的隔离来处理数据缩减。结果证明了该方法对 MIDAS 项目的有效性,可以用于实际应用。
1.简介模拟器在战斗机从设计到生产的整个开发生命周期中发挥着重要作用,既可用于开发阶段的设计支持,如飞行控制系统设计、座舱人体工程学,也可用于航空电子设备架构。当飞机开发完成并投入生产时,需要一台训练模拟器,供机组人员和地勤人员使用。全任务模拟器 (FMS) 在为初学飞行员提供在 FMS 上进行大量练习后在飞机上执行任务的培训方面发挥着重要作用。如今,在大多数国家,飞行员必须在模拟器上接受最少的训练时间,然后才能驾驶飞机执行任务。随着空域成为严重制约因素,空中训练成本不断攀升,模拟器训练对于安全和降低成本而言变得更加重要。在这种情况下,战斗机的挑战性更大,因为这些机器要执行的任务很复杂,需要在地面进行大量练习,以应对紧急情况和应急处理。这种训练需要一个模拟器,它可以忠实地复制飞机在整个飞行包线内的行为,提示系统可以提供环境感,驾驶舱设置有显示器、控制装置和面板,就像真正的飞机一样。
控制系统 §25.671 总则。(a) 每个控制和控制系统必须以适合其功能的轻松、平稳和积极的方式运行。(b) 每个飞行控制系统的每个元件都必须设计或永久标记,以尽量减少可能导致系统故障的错误组装的可能性。(c) 必须通过分析、测试或两者证明,在飞行控制系统和表面(包括配平、升力、阻力和感觉系统)发生以下任何故障或卡住后,飞机能够在正常飞行包线内继续安全飞行和着陆,而无需出色的驾驶技能或力量。可能的故障对控制系统操作的影响必须很小,并且必须能够被飞行员轻松消除。(1) 任何单一故障,不包括卡塞(例如,机械元件断开或故障,或液压部件的结构故障,如执行器、控制阀芯壳体和阀门)。(2) 任何未显示为极不可能发生的故障组合,不包括卡塞(例如,双电气或液压系统故障,或任何单一故障与任何可能的液压或电气故障的组合)。(3) 起飞、爬升、巡航、正常转弯、下降和着陆期间通常遇到的任何控制位置卡塞,除非显示卡塞极不可能或可以缓解。如果这种失控和随后的卡塞并非极不可能发生,则必须考虑飞行控制失控到不利位置和卡塞。
从 2019 年开始,航空公司飞行员将被要求在飞行模拟器上进行全失速恢复训练。从历史上看,训练模拟器不需要在其正常飞行包线之外的条件下提供训练。通常需要实施失速后飞机模型来模拟失速点后的飞机响应。此外,运动提示需要充分代表这种响应,以确保在模拟器训练中学习的技能可直接用于实际飞行。本文概述了 NASA 艾姆斯研究中心进行的六个模拟器实验,旨在开发商业运输模拟器中失速恢复训练的运动提示策略。其中一项实验验证了 D 级认证全飞行模拟器上失速恢复训练的增强运动提示策略。这项研究表明,增强的运动导致失速机动中的最大滚转角更低,恢复中的最小载荷系数更低,失速恢复中的二次摇杆数量更少,恢复中的最大空速更低。这些结果表明,对传统商用运输模拟器的运动逻辑进行相对较小的改进可以显著提高飞行员在模拟失速恢复中的表现,并可能改善失速恢复训练。
部分 A 简答题(模块 I) 1. 定义术语“航空电子系统”。 答:- 安装在飞机上的所有依赖电子设备运行的电子和机电系统和子系统(硬件和软件)。航空电子系统对于使机组人员安全执行飞机任务和以最少的机组人员满足任务要求至关重要。 2. 简要解释飞行管理系统 (FMS) 答:- FMS 使用来自 GNSS 传感器、空气数据传感器和其他机载传感器的输出执行必要的导航计算并通过一系列显示单元向机组人员提供信息。飞行管理系统为飞机提供主要导航、飞行计划和优化航线确定和航路引导,通常包含以下相互关联的功能:导航、飞行计划、轨迹预测、性能计算和引导。为了实现这些功能,飞行管理系统必须与其他几个航空电子系统接口。 3. 解释 FBW 控制系统。答案:� 可实现更轻、性能更高的飞机,设计时具有宽松的稳定性� 良好的一致操纵性,在宽广的飞行包线和负载条件范围内保持恒定� 通过计算机控制控制面,连续自动稳定飞机� 自动驾驶仪集成� 无忧的机动特性� 能够自动集成其他控制装置,例如 o 前缘缝翼/襟翼和后缘襟翼以产生额外升力 o 可变机翼后掠角 o 推力矢量控制喷嘴和发动机推力� 消除机械控制运行 - 摩擦、反冲� 小型控制杆� 能够利用空气动力学不稳定配置
设计过程中的系统为探索以前不可行设计提供了新的机会,这些设计可以通过跨学科的通用方法和工具实现。通过 (a) 气动弹性剪裁来承载重新设计的衍生机翼;(b) 开发用于非常精确的颤振建模和颤振控制合成的方法和工具,可以在降低技术风险的情况下将现有设计快速应用于衍生飞机(例如,使用控制来解决开发过程中发现的颤振问题),从而可以在开发、认证和运行期间改善颤振管理。开发的工具和方法的准确性在经济实惠的实验平台上进行验证,然后进行扩大规模研究,展示跨学科开发周期。制造商通过集成开发颤振控制和气动弹性剪裁,获得用于提高飞机性能的成本效益高的方法、工具和演示器。这些跨学科能力改善了衍生飞机和新型飞机的设计周期和验证与确认过程。飞行测试数据将发布在项目网站上,为全球航空航天研究界提供基准。该项目的成果将成为制定未来欧盟柔性运输飞机认证标准的催化剂。图 1 所示的飞机是 Horizon 2020 项目“无颤振飞行包线扩展”的主要演示器,旨在提高经济性能
军用飞机需要越来越多的动力。气动和液压系统正在被电气设备取代,飞机上引入了新的耗电设备。增加的功率提取给飞机喷气发动机带来了新的挑战,无论是在可操作性方面还是在发动机性能方面。本论文描述了传统低涵道比混流涡扇发动机的发动机性能如何受到高压轴、低压轴或两者组合的功率提取的影响。查尔姆斯公司内部工具开发了一种双转子低涵道比混流涡扇发动机,用于评估飞行包线不同部分的发动机性能。为了评估飞机/发动机相互作用对飞行性能的影响,还开发了一种飞机性能工具。当从 HP 或 LP 轴提取功率时,需要增加涡轮进气温度。如果从高压轴提取功率,则温度升高幅度更大,从而增加了比推力和比油耗。当发动机接近或处于最大涡轮入口温度极限时,无论是从高压轴还是低压轴提取功率,功率提取都会对发动机性能产生不利影响,但如果从高压轴提取功率,推力降低将更为显著。当发动机接近或处于最大总压比极限时,如果从发动机可操作性角度来看所需的温度升高是可以接受的,则高压轴功率提取导致的推力降低比低压轴功率提取的情况更为温和。关键词:战斗机性能、发动机性能、低涵道比、混流、涡扇发动机、功率提取
第 1 章 — — 目的、权限和背景 1. 目的 a. 制定详细的政策、职责和程序,以执行适航性和 CYBERSAFE 审查,从而获得海军航空系统司令部 (NAVAIR) 的飞行许可和/或所有海军部 (DON) 公共飞机运营 (PAO) 的 CYBERSAFE 认证,如参考文献 (a) 至 (e)。 b. 本手册适用于所有 DON 飞机和所有进行 DON PAO 的飞机,包括由任何 DON 实体或部门拥有、租赁、运营、使用、设计或改装的飞行器和飞机系统,无论它们是否反映在美国海军和/或美国海军陆战队 (USMC) 的官方库存中,也无论其作战区域如何,包括但不限于: (1) 所有有人驾驶和无人驾驶飞行器和飞机系统,包括预先验收的飞机。示例包括但不限于;所有现役和开发中的飞行器和飞机系统,包括为海军部使用的联合项目办公室系统、为海军部使用的负责研究、发展和采购的海军助理部长指定的所有航空采购项目,以及拥有、操作或管理海军部飞行器和飞机系统的舰队单位。 (2) 标准和非标准配置的有人驾驶和无人驾驶飞行器和飞机系统,包括硬件、固件、软件、飞行包线和操作。示例包括但不限于:外挂物和外挂悬挂设备、航空生命保障系统 (ALSS) 利用以及无人机系统 (UAS) 的机载和地面组件。 (3) 开发测试 (DT)、作战测试 (OT)、后续作战测试和评估 (FOT&E) 和舰队作战。本指令不会取代或优先于适用采购指令要求的 DT、OT 准备就绪正式认证流程或 FOT&E 重新认证流程。
飞机结构设计是一个复杂的工业过程,需要对空气动力学、结构、材料和系统等不同领域进行多学科分析和考虑,并在这些不同领域施加的约束之间进行适当的折衷,以满足飞机所需的整体性能。在公务机和军用飞机领域,鉴于对更高效的空气动力学公式的研究、对“尽可能轻”设计的不断渴望以及机身尺寸的增加,飞机的灵活性在过去几十年中大大提高。这就需要考虑从飞机开发的最初阶段开始就存在于飞行包线中的越来越复杂的气动弹性耦合现象。挑战远远超出了航空结构性能领域,因为气动弹性也会对相关领域产生重大影响,例如飞机性能、操纵品质或系统设计。这仅仅强调了气动弹性对新飞机项目的风险、成本和期限的潜在重大影响:气动弹性现在被视为设计的主要学科之一,也是飞机开发逻辑中的“关键”过程之一。这种极具挑战性的背景是自 20 世纪 90 年代以来达索航空在气动弹性领域不断进行重大修改的源头。今天,这种趋势仍在继续,气动弹性将不得不应对一系列全新的挑战和需求,并继续以同样的速度自我改造,以避免阻碍创新和未来的技术突破。从这个角度来看,本文概述了达索航空在军用飞机和公务机领域在气动弹性方面当前的最佳工业实践。涵盖了这个充满挑战和令人兴奋的领域的主要方面:数值方法和工具、实验验证过程、飞机计划期望以及与人类组织相关的方面。它讨论了原则和指导方针,而不是有关基本方程和方法的细节。最后一部分介绍了达索航空在气动弹性领域未来的工业挑战。
2.确定 CS-FCD、CS-MMEL 和 CS-CCD 适用运行适用性要求的参考日期为 2011 年 12 月 31 日。3.原产国适航当局型号合格证数据表编号TCCA 型号合格证数据表编号A-236(初次修订 2015 年 12 月 17 日,或后续修订) 4.原产国适航当局认证依据 参考 TCCA 型号合格证数据表编号A-236。5.EASA 适航要求 EASA 认证规范 25,修订版 12。EASA 认证规范全天候运行 (CS-AWO),初始版本。5.1 特殊条件 B-01 结冰条件下的飞行 B-02 失速和预定运行速度 B-03 运动和驾驶舱控制的影响 B-04 静态方向、横向和纵向稳定性以及低能耗意识 B-05 B-14 飞行包线保护设计大角度进近 B-17 正常载荷系数限制系统 B-26 在符合条件的湿槽或 PFC 跑道上缩短着陆距离 C-02 复合材料油箱 – 未容纳的发动机碎片 C-06 设计俯冲速度 C-07 设计机动载荷 C-08 飞行员限制力和扭矩(侧杆) C-12 CFRP 油箱的轮胎碎片与燃油泄漏 C-13 自动刹车系统载荷 D-04 坠机后火灾 – 复合材料结构 D-07 座椅安装的热量释放和烟雾排放 D-08 飞行中火灾 – 复合材料和特殊结构 D-14 无牵引杆牵引 D-16 控制面位置感知和 EFCS E-01 水/冰燃料系统 E-11 CFPR 机翼油箱的耐火能力 F-01 HIRF 保护 F-10 单一欧洲天空的数据链服务 F-11 飞行记录器、数据链记录 F-14 飞行仪表外部探头 - 结冰条件下的鉴定 F-21 机载系统和网络安全 F-29 锂电池安装 F-32 不可充电锂电池安装