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概念飞机设计：一种工业方法
责任限制/免责声明 尽管出版商和作者已尽最大努力编写本作品，但他们未就本作品内容的准确性或完整性作出任何陈述或保证，并特别否认所有担保，包括但不限于任何适销性或特定用途适用性的默示担保。销售代表、书面销售材料或本作品的宣传声明均不得创建或延长任何担保。本作品中将某个组织、网站或产品作为引文和/或进一步信息的潜在来源提及，并不意味着出版商和作者认可该组织、网站或产品可能提供的信息或服务或可能提出的建议。本作品的销售前提是出版商不提供专业服务。本文包含的建议和策略可能不适合您的情况。您应在适当的情况下咨询专家。此外，读者应注意，本作品中列出的网站可能在撰写本作品和阅读本作品之间发生变化或消失。出版商和作者均不对任何利润损失或任何其他商业损失负责，包括但不限于特殊、偶然、后果或其他损失。
概念飞机设计：一种工业方法
责任限制/免责声明 尽管出版商和作者已尽最大努力编写本作品，但他们未就本作品内容的准确性或完整性作出任何陈述或保证，并特别否认所有担保，包括但不限于任何适销性或特定用途适用性的默示担保。销售代表、书面销售材料或本作品的宣传声明均不得创建或延长任何担保。本作品中将某个组织、网站或产品作为引文和/或进一步信息的潜在来源提及，并不意味着出版商和作者认可该组织、网站或产品可能提供的信息或服务或可能提出的建议。本作品的销售前提是出版商不提供专业服务。本文包含的建议和策略可能不适合您的情况。您应在适当的情况下咨询专家。此外，读者应注意，本作品中列出的网站可能在撰写本作品和阅读本作品之间发生变化或消失。出版商和作者均不对任何利润损失或任何其他商业损失负责，包括但不限于特殊、偶然、后果或其他损失。
使用...开发飞机设计环境
词汇表................................................................................................................................ ix
为 Embraer 190/195 飞机设计 DC-Link VSCF 交流电源系统
提出了一种用于 Embraer 190/195 运输类飞机的新型 DC-Link VSCF AC-DC-AC 电力系统转换器。所提出的转换器可以取代现有的基于 CSCF IDG 的传统系统。几架当代生产的飞机已经将 VSCF 作为主要或备用电源。过去旧的 VSCF 系统存在问题；然而，开关电源电子和数字控制器已经成熟，我们认为现在可以安全地集成并取代现有的为 CSCF AC 发电机供电的恒速液压传动装置。使用 IGBT 功率晶体管进行中等水平的功率转换和相对快速有效的切换。利用 VSCF 进行电力生成、转换、分配、保护和负载管理提供了传统 CSCF IDG 系统所不具备的灵活性、冗余性和可靠性。针对 E190/195 提出的 DC-Link VSCF 系统利用 12 脉冲整流器、降压转换器和 3-w 12 步逆变器（带 D-Y、Y-Y 和 Y-D 3-w 变压器）提供多个级别的 3-w 交流和直流电源，即 330/270/28 VDC 和 200/115/26 VAC。使用三个参考交流相位信号和高达 100 kHz 三角载波的传统双极双边载波脉宽调制可用于消除所有偶数和许多奇数超谐波。无源低通滤波器用于消除高次谐波。RL 交流负载与同步和感应交流电机相关，并且还包括无源交流负载。总功率因数超过 85%。电压和电流的总谐波失真低于 5%，从而满足 MIL-STD-704F 和 IEEE Std.519 电能质量标准，同时避免了有源滤波器的需要。使用连续周期调谐方法设计和调谐了几个调节同步发电机直流励磁和逆变器组的 PI 和 PID 控制器，以提供反馈回路所需的性能和稳定性。Mathworks 的 Simulink TM 软件用于电气元件和电路的仿真。模拟了飞机运行的几个关键场景，例如复飞，以评估 VSCF 系统的瞬态行为。
可靠性方法在飞机设计项目管理中的应用
在飞机项目管理中，可靠性和可维护性对于确保系统安全、优化制造过程以及在需要维护时改进组装/拆卸操作至关重要。纳入此类要求有助于最大限度地降低生命周期成本，延长飞机的剩余寿命，从而提高客户满意度。虽然飞机工程文献中发表的大多数论文都含糊其辞，或者没有准确描述可靠性和可维护性 (RM) 方法在早期设计阶段的作用，但本文阐明了这个问题。本文讨论了各种概念，例如可靠性设计和风险评估分析，以提高部署阶段的飞机安全性和可靠性。本文还重点介绍了如何使用各种方法、工具和标准解决可靠性预测问题，例如故障模式和影响分析、故障树分析以及 MIL-STD-217f 和 ARP4754 等指南。最后，本文表明，可靠性在飞机生命周期的所有阶段都至关重要。
飞机设计项目
2.2 信息检索 11 2.2.1 现有飞机和竞争性飞机 11 2.2.2 技术报告 12 2.2.3 运营经验 12 2.3 飞机要求 12 2.3.1 市场和任务问题 13 2.3.2 适航性和其他标准 13 2.3.3 环境和社会问题 13 2.3.4 商业和制造考虑因素 14 2.3.5 系统和设备要求 14 2.4 配置选项 14 2.5 初始基线尺寸 15 2.5.1 初始质量（重量）估算 16 2.5.2 初始布局图 19 2.6 基线评估 19 2.6.1 质量说明 19 2.6.2 飞机平衡 21 2.6.3 空气动力学分析 22 2.6.4 发动机数据 24 2.6.5 飞机性能 25 2.6.6 初始技术报告 25 2.7 完善初始布局 25 2.7.1 约束分析 26 2.7.2 权衡研究 29
使用与 CEASIOM 相关的 ADAS 的协同飞机设计方法
飞机设计阶段（概念阶段和初步阶段）本质上必然是协作的。本文进行的一个示例设计使两个学术小组（一个在那不勒斯，一个在斯德哥尔摩）使用他们自己的工具 ADAS 和 CEASIOM 分别进行概念设计和初步设计，从而实现了设计的协作方面。ADAS 工具主要基于经验的设计方法，而 CEA-SIOM 工具主要基于物理的设计方法。所选示例是符合 FAR-23 标准的 16 座双涡轮螺旋桨飞机。ADAS 概念设计产生的高翼配置被选为 CEASIOM，在其中构建了几何的防水模型，生成了体积网格，并通过欧拉方程的解模拟了 16 种飞行条件，一些飞行条件为螺旋桨关闭，另一些飞行条件为螺旋桨开启，以判断螺旋桨洗对主翼和水平尾翼表面的影响。对 ADAS 结果和 CEASIOM 结果的稳定性和控制特性进行了详细比较。总体而言，这两组结果具有合理的一致性，因为 ADAS 中的经验主义考虑了粘性效应，而 CEASIOM 纯粹是无粘性的（但非线性）。最大的差异出现在水平尾翼的俯仰力矩贡献中，对此提出了各种解释，包括主翼下洗和尾流对
飞机设计 - OEM/TCH 持续监控服务历史
这些通信过程是存在的，但由 OEM/DAH 拥有，而不是由运营商拥有。运营商应使用现有的 OEM/DAH 通信系统（如果不存在，则建立一个）来报告与 OEM/DAH 维护说明相关的安全问题。每个 OEM/DAH 都有一个专有的电子通信系统，可实现 OEM/DAH 和运营商之间的安全消息传递。这些专有的电子通信系统具有自动分发给主题专家和响应跟踪等功能。工作组中的所有 OEM/DAH 都有这样一个正式的沟通流程。由于通信流量大，机身 DAH 的通信系统比供应商 OEM/DAH 更复杂。此外，许多有关供应商零件/子系统/系统的问题都来自机身 DAH，并由机身 DAH 回答。关于机身 DAH 通信系统的最佳实践是能够直接将供应商与通信系统联系起来，以便获得供应商对运营商问题的响应。
飞机设计优化的几何规划
我们建议将概念阶段的飞机设计问题制定为几何规划 (GP)，这是一种特殊类型的凸优化问题。凸优化的最新进展与飞机设计中通常使用的一般非线性优化方法相比具有显著优势。现代 GP 求解器速度极快，即使在大型问题上也是如此，不需要初始猜测或调整求解器参数，并保证全局最优解。这些好处是有代价的：所有目标和约束函数 - 描述飞机设计关系的数学模型 - 都必须在 GP 的受限函数形式内表达。也许令人惊讶的是，这种受限的函数形式集一次又一次地出现在流行的基于物理的飞机系统模型中。此外，我们表明，对于无法通过代数操作转换为 GP 所需形式的各种模型，我们通常可以拟合紧凑的 GP 模型，这些模型可以准确近似原始模型。GP 解决方法的速度和可靠性使其成为解决概念阶段飞机设计问题的一种有前途的方法。
飞机设计优化的几何规划
我们建议将概念阶段的飞机设计问题制定为几何规划 (GP)，这是一种特殊类型的凸优化问题。凸优化的最新进展与飞机设计中通常使用的一般非线性优化方法相比具有显著优势。现代 GP 求解器速度极快，即使在大型问题上也是如此，不需要初始猜测或调整求解器参数，并保证全局最优解。这些好处是有代价的：所有目标和约束函数 - 描述飞机设计关系的数学模型 - 都必须在 GP 的受限函数形式内表达。也许令人惊讶的是，这种受限的函数形式集一次又一次地出现在流行的基于物理的飞机系统模型中。此外，我们表明，对于无法通过代数操作转换为 GP 所需形式的各种模型，我们通常可以拟合紧凑的 GP 模型，这些模型可以准确近似原始模型。GP 解决方法的速度和可靠性使其成为解决概念阶段飞机设计问题的一种有前途的方法。