摘要：全球化的市场竞争是商用飞机产业的重要特征之一,对安全性、舒适性、经济性和环保性指标的不断追求推动着技术的不断进步及产业链的全球化发展。在飞机设计中,对经济性的考虑在航空技术和型号发展中的作用越来越突出,也是中国航空产业发展面临的重大挑战因素之一。在新技术研发决策及其在型号中的应用中,经济性考虑始终是决策的关键因素,本文综述航了空经济学的研究范畴和主要分析方法,及其对飞机概念设计、结构设计和系统选择等主要决策的影响,面向价值的设计理论和方法在飞机设计中的实践。希望本文的发表可以促进航空经济学的发展,相关方法可以在型号设计的最优综合评价中发挥作用,实现涵盖时间成本在内的综合评价指标最优的方案。可以预期,航空经济学的发展有助于提升中国航空制造业在竞争越来越激烈的全球航空产业链中的竞争力。

摘要：商用飞机方案设计是一项复杂的任务,不同目标函数和约束条件得到不同的设计,需要在满足安全性要求的前提下取得飞机技术性能和商业收益之间的双赢。本研究运用价值驱动设计(VDD)理念,实现系统工程方法与多学科优化设计方法的紧密耦合,通过灵活的可定制、多层级的程序架构,建立了基于剩余价值(SV)模型的飞机设计优化框架。针对典型任务,使用该框架开展了针对飞机的剩余价值函数最大化的优化设计,并对比了针对直接使用成本(DOC)最小化进行优化得到的结果。结果分析表明,基于剩余价值模型的优化设计方案能够兼顾更多的利益相关方,改善飞机的经济性。飞机直接使用成本最小化的设计方案需要和价值最大化的设计综合考虑,以实现飞机使用经济性和产业经济性的协调,这对于新兴飞机制造商尤为重要。

摘要：层流机翼可以显著减少飞机的气动阻力,层流机翼的参数选择受到飞机总体参数的影响,同时需要和增升装置开展协同设计。采用前缘克鲁格和后缘富勒襟翼方案,首先对巡航构型的干净翼型和着陆构型的多段翼型开展嵌套协同优化。在此基础上,针对三维层流机翼和增升装置,通过自由转捩RANS计算和基于响应面的高效多级优化相结合的方法,实现了融合增升装置的层流机翼气动设计。

摘要：在应用的串联翼型构型中,前后翼型之间可能存在的流动干扰的效果之一是带来干扰噪声。针对串联机翼构型的气动干扰噪声问题,采用基于高阶数值格式的大涡模拟(LES)方法对流场进行了分析,然后通过FW-H方法得到了远场噪声结果。研究中首先针对基准构型进行了流场的计算结果分析和压力脉动的频谱分析,以及声学结果分析。在此基础上,通过改变前翼和后翼的几何外形参数,采用Kriging响应面方法,研究了两者变化的组合对干扰噪声的影响,其中重点在于前翼的尾缘外形和后翼的前缘外形参数变化的影响。通过分析响应面结果,给出了单个参数和多参数的影响规律。从声学结果来看,对于文中的翼型类型,最大厚度和后缘的船尾角应同步变化,并且不应过大或者过小。结果同时表明,通过调整几何外形,能够使得串联机翼的整体噪声更低。

摘要：我国某型民用飞机于2015年开始陆续交付运行,积累了大量的持续适航事件和数据,但缺少量化的评价机制用于持续适航事件的经济性分析。通过对民用飞机持续适航事件和数据的收集与分析,结合对主制造商和航空公司的成本和收益损失的计算,提出持续适航事件成本结构;在此基础上,建立单个事件的成本模型和持续适航事件经验曲线模型,进一步提出预测机型成熟期的持续适航事件成本预测模型并进行验证。结果表明:在机队持续适航成本预测模型使用的过程中,飞机停场天数、事件接收到确定措施时间和措施实施时间的取值敏感度高,在后续机队的运行过程中,应尽量减小这三个参数的取值,以降低持续适航事件成本。

摘要：二次曲线由于其良好的几何特征,在传统的飞机建模过程中得到较多的应用,但是单一的控制参数使其外形变化受到限制,而灵活的外形变化恰是NURBS曲线的主要特点。根据飞机设计过程中总体布局要求及人机工效约束条件,采用NURBS曲线曲面方法,使用控制点位置的相对长度与角度为设计参数,在飞机机头参数化建模过程中融入相关的工程约束,通过CFD计算分析,对设计参数进行优化,得到符合要求的模型;并尝试在风挡区域增加一条横向控制线,调节风挡局部区域的气流流动。结果表明,采用NURBS方法可以得到符合设计要求的机头外形,而且对外形的控制更加灵活;增加风挡区域的横向控制线改善了风挡局部区域的气流流动。

摘要：随着高可信度数值分析模型的参数维数的增加和非线性关联度的提高,不但计算量增加,针对二维和三维数据的常规可视化方法也难以直接、全面展示变量与响应函数之间的复杂关系。本文在总结常用低维度数据可视化方法的基础上,结合数据样本和响应面模型,利用MATLAB提供的基础数据分析与显示功能,发展了一种模块化的、复合及动态的可视化方法及工具,该方法可以系统、灵活地展示高维参数空间、多维响应函数空间,以及两者之间的关联关系。在测试函数和翼型气动优化问题上的应用表明该方法有助于提高高维问题的优化效率和质量。

摘要：以计算流体力学软件FLUENT工具,二维增升装置模型L1T2为基准,采用LES模型和Ffcows Williams-Hall积分方法,计算二维增升装置前缘缝翼的远场噪声。通过计算24组不同缝道参数的二维增升装置的缝翼噪声和最大升力系数,分析了气动性能与噪声强度之间的关系,并采用建立响应面的方法对缝道参数进行了优化,使原增升装置模型的噪声强度得到了降低。结果表明:当缝道参数大小适中时噪声总声压级较小,反之噪声总声压级显著增大;当缝道宽度减小而重叠量增加时,噪声总声压级持续减小。适当的缝道参数组合是能够使所设计的增升装置较好地兼顾气动性能和噪声强度要求的。

摘要：燃油经济性是民机市场竞争力的主要指标之一,在实际运营中飞机的商载和航程具有不确定性,直接影响燃油经济性。利用基于物理模型的开源软件计算燃油消耗,采用基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的代理模型,对民机机翼分别进行确定性及考虑商载和巡航航程不确定性的优化设计,以期降低燃油消耗总量。研究结果表明:考虑运营参数不确定性的优化结果相比确定性优化设计,执飞相同数量的航班时燃油消耗总量降低约1.26%,具有一定的经济收益前景。

摘要：使用计算气动声学(CAA)方法,分析了典型涡扇发动机风扇噪声在进气道的传播特性,并使用Kriging模型对其外形进行了声学优化。选取典型发动机进气道外形,利用CAA方法求解2.5D线化欧拉方程。分析了发动机进气道近场和远场的噪声水平,空间离散使用6阶紧致格式,时间推进使用4/6阶Runge-Kutta法,计算网格采用二维结构网格。在对典型发动机进气道声传播问题的准确计算的基础上,通过参数化建模、Kriging模型和遗传算法研究了发动机进气道外形对风扇噪声传播的影响,可以作为进一步气动特性和声学特性联合优化设计,以及降噪设计的基础。