摘要：层流技术是未来发展“绿色航空”的核心技术,巨大的减阻潜力使其成为航空领域内的研究热点。从喷气式客机具有的流动物理特征和转捩现象本质出发,阐述了自然层流(NLF)和混合层流(HLFC)技术的实现原理和适用范围,综述了国际上NLF/HLFC技术的研究现状及发展趋势。围绕基于CFD的层流翼设计技术前沿问题,从面向工程应用的转捩预测方法、非梯度类优化、梯度优化以及不确定性分析和鲁棒优化多个层面,系统论述了层流翼设计方法的研究现状和最新进展。同时,讨论了层流翼气动设计与全湍流气动设计问题的异同点,梳理了NLF和HLFC机翼气动设计理论。最后,顺应喷气式客机技术发展趋势,总结了层流设计技术面临的问题,给出了层流翼气动优化设计技术的未来发展方向和建议。

摘要：通过固溶时效工艺可以显著提升2219铝合金的力学性能,但在淬火过程中会产生较大的残余应力,对其尺寸稳定性、疲劳强度、应力腐蚀等性能产生不利影响。为降低2219铝合金环件的淬火残余应力,在淬火和人工时效之间引入冷胀形工艺。首先,采用有限元法模拟分析了2219铝合金环淬火、冷胀形后残余应力的数值及分布规律。其次,采用钻孔法测量了环在淬火、人工时效和固溶-冷胀形-人工时效后的残余应力。研究了冷胀形工艺参数对残余应力数值和均匀性的影响。结果表明,引入冷胀形工艺可以使2219铝合金环件淬火残余应力降低85%以上。

摘要：声爆精确预测问题是制约超声速客机技术突破的关键瓶颈之一。由于大气来流条件不断发生波动存在不确定性,为得到更可靠的声爆近/远场信号,需考虑来流参数的不确定性对声爆预测结果的影响,并甄别其中影响声爆预测的关键性因素,为工程实际应用提供有价值的参考。本文基于CFD声爆近场信号模拟和增广Burgers方程的声爆远场信号预测方法,对第三届声爆预测研讨会(SBPW-3)的C608低声爆超声速飞行器开展了声爆信号特性分析。首先,采用约5021万非结构混合网格半模计算了近场过压值,并研究了远场地面波形计算的时间和空间网格收敛性。接着,分析了基准状态下复杂近场流动特征及地面波形特征,通过与C608飞行器公开数据对比,验证了该方法和自研程序的准确度。此外,研究了不同物理模型和大气相对湿度对地面波形的影响。在此基础上,运用基于非嵌入式多项式混沌(NIPC)方法开展了对不同来流参数(来流马赫数、来流攻角和单位雷诺数)的不确定度量化分析和敏感性分析。结果表明,在给定的输入变量不确定度条件下,地面波形波峰与波谷处过压值变化明显。相比而言,来流单位雷诺数对地面波形过压值的影响显著低于来流马赫数和来流攻角的影响。

摘要：形成了一套基于CFD计算评价的并列双发三维非对称多S弯喷管参数化设计方法,并初步证明了该方法的正确性和可行性.多S弯中心线在Z向偏心度为0时:第一S弯Y向偏心度、长度都最小,第二S弯Y向偏心度、长度都最大,第三S弯Y向偏心度、长度分别介于前两个S弯对应参数之间,各S弯都采用进口缓慢转弯,出口快速转弯的规律,以利于抑制背风侧分离和涡.剖面在各S弯上都采用进口快速收缩缓慢转弯,出口缓慢收缩快速转弯的规律,且宽高比与侧边倾角在进出口变化速率相同,且侧边倾角只分布在第一S弯上,以利于稳定流场和增加隐身性能.合流器采用楔底宽高比约束,其值应不超过0.26.

摘要：对采用不锈钢衬套和铜衬套的2种典型钛-铝双耳两层结构进行了加速腐蚀试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构腐蚀形貌、腐蚀产物,对比分析2种结构的耐腐蚀性能。研究表明:在腐蚀环境中,经过10个周期的加速腐蚀试验,2种典型结构均发生了腐蚀疲劳破坏;不锈钢衬套结构的铝合金腐蚀疲劳裂纹形成时间早且断口腐蚀严重,铜衬套周围铝合金的严重腐蚀是诱发该结构腐蚀疲劳损伤的主要原因。推迟疲劳裂纹形成和降低电偶腐蚀等可提高不锈钢衬套结构的耐腐蚀性能,降低结构应力水平、加强结构的日常维护,能有效提高铜衬套结构的耐腐蚀性能。

摘要：研究了铝合金壁板单面喷丸成形细节疲劳性能。针对喷丸成形后产生的翘曲效应,通过点云测绘建模、有限元仿真和电阻应变片监测等手段,分析曲面样件疲劳过程中局部承载应力应变特征,基于SWT模型评价曲面试样细节疲劳性能。结果表明,在轴向加载180 MPa名义应力条件下,平板试样板材峰值应力为263 MPa,曲面板材局部应力峰值接近400 MPa。原始态铝合金板细节疲劳性能截止值DFRcutoff为184.6 MPa;单面喷丸成形翘曲板材直接测量的DFRcutoff为182.4 MPa,基于SWT模型评估后DFRcutoff为221.6 MPa。喷丸成形平板的(双面喷丸成形处理)DFRcutoff为241.4 MPa,比SWT模型评估值略高(误差小于10%),这是因为SWT模型评估中没有考虑加工硬化效应。研究表明,SWT模型评估喷丸成形壁板曲面细节疲劳性能是一种较有效的评价方法。

摘要：在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明:该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。

摘要：聚氟乙烯(PVF)具有优异的耐腐蚀、疏水和耐磨性能。Lamaguard和Terul系列产品是以聚氟乙烯面层复合纤维网格布及其他功能层制备得到的薄膜材料,可以作为空客、波音等民航客机的隔热材料包覆层使用。为了研究货架产品性能,采用T型剥离试验研究了面密度分别为38、34、33 g/cm^(2)的Lamaguard 400A、Lamaguard 401A和Terul 18H三种材料热封强度与热封温度的关系,确定了Lamaguard 400A和Terul 18H热封工艺参数(140℃×350 kPa×1.5 s),Lamaguard 401A在相同工艺参数横向包封强度最高仅约400 N/m,相较而言更适合缝纫或胶合等装配形式。通过开展材料基础性能、耐火阻燃性能和耐环境性能研究,比较了三种货架产品性能,并采用临界辐射通量试验,验证了包覆材料在模拟火场条件下的抗火焰传播性能,为材料选材和应用提供了数据支撑。研究发现,三种材料在燃烧试验中不产生明火,离火后无续燃,均具有优异的抗火焰传播性能。基础性能方面,面密度最高的Lamaguard 400A爆破强度最高,为260 kPa,且热封强度可达1200 N/m。Terul 18H面密度最低但水蒸气渗透率(0.47 perms)最高,超过Lamaguard系列材料约50%。Lamaguard 401A具有与Terul 18H相近的面密度,但纤维剥离强度低(横向85.92 N/m)、且热封强度低,不适用于具有高热封强度需求的应用环境中。

摘要：当前,数值模拟作为研究飞机结冰的主要手段之一,在计算结冰冰形时会引入大量参数不确定性,并影响数值模拟的精度和可信度。发展不确定性量化方法,科学量化这种不确定性对评估数值模拟结果具有重要意义。针对传统参数不确定性量化方法难以解决高维输入到输出的问题,基于本征正交分解和误差反向传播神经网络,提出了一种结冰冰形预测代理模型。以水滴中值粒径和温度为例,验证了代理模型单输入参数和双输入参数情况下的精度和泛化能力。最后,在代理模型计算的冰形基础上,结合蒙特卡洛采样,利用2σ准则确定结冰范围,发现水滴中值粒径不确定性主要影响明冰的冰角生长,而温度和水滴中值粒径不确定性的叠加主要作用于霜冰厚度。该研究为后续多结冰条件的影响分析和多维输入到输出的不确定性量化提供了思路。

摘要：飞机进行货物空投是进行飞行载荷设计时所需考虑的机动之一,现有的空投载荷设计方法主要是基于刚体飞机运动方程建立的,尚不能解决弹性飞机遭遇阵风时的货物空投载荷设计问题。为了提高空投载荷设计精度,考虑了飞机的弹性振动自由度,提出了弹性飞机遭遇阵风时的货物空投动响应和结构载荷分析方法。对弹性飞机空投动响应分析的主要难点为线性时变系统的动力学建模:基于稳定基底法,推导了弹性飞机货物空投动响应一般运动方程;采用最小状态(MS)法对频域气动力进行有理函数拟合;利用混合建模方法对时域离散阵风激励进行计算。对弹性飞机单件重装货物空投进行了仿真,重点分析了货物对载机地板的作用力和机翼的受载。仿真结果表明,本文提出的弹性飞机货物空投动响应分析方法可以很好地反映飞机的空投受载情况,能够作为弹性飞机空投载荷设计的手段。