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北京航空航天大学学报 2024年

作者：王晓阳任恒英饶波航空工业第一飞机设计研究院机电系统设计研究所

为准确测量飞机油箱内的燃油体积，提出了基于流体单位质量力的飞机燃油测量算法（AFUMF）。在机体坐标系下基于三轴加速度计信号等效流体单位质量力直接确定油面单位法向量，将燃油箱内油量测量传感器测量的油面高度转换为燃油面上的... 详细信息

为准确测量飞机油箱内的燃油体积，提出了基于流体单位质量力的飞机燃油测量算法（AFUMF）。在机体坐标系下基于三轴加速度计信号等效流体单位质量力直接确定油面单位法向量，将燃油箱内油量测量传感器测量的油面高度转换为燃油面上的点坐标，得到油面距离机体原点的有向距离用于确定油面高度，建立燃油测量数据库并实现燃油测量传感器高度至燃油体积解算。基于CATIA二次开发，采用蒙特卡罗方法（Monte-Carlo）对最小二乘（LMS）拟合和AFUMF开展误差评估，结果表明在传感器存在误差的条件下，AFUMF对测量传感器误差有减小作用且仅需1根传感器有效，LMS对测量传感器误差有放大作用且需至少3根传感器有效。通过动态燃油箱台架试验对测量算法进行验证，试验结果表明在测量范围内姿态稳定条件下，燃油测量最大误差为±0.5%燃油箱容积。

关键词：飞机燃油测量燃油测量数据库建立燃油体积解算燃油测量误差评估燃油测量系统试验

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民用飞机迫降后不利姿态应急撤离实验研究

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北京航空航天大学学报 2023年第7期49卷 1553-1562页

作者：封文春张桐李伟航空工业第一飞机设计研究院机电系统设计研究所西安710089 北京航空航天大学宇航学院北京100191

为研究飞机迫降后不利姿态对应急撤离的影响,基于动态客舱应急撤离实验环境,开展了200多人次的个体及群体应急撤离实验,按照自由撤离模式和快速撤离模式,分析了不利姿态下座椅段、过道区域个体撤离速度的变化规律,建立了个体平均速度衰... 详细信息

为研究飞机迫降后不利姿态对应急撤离的影响,基于动态客舱应急撤离实验环境,开展了200多人次的个体及群体应急撤离实验,按照自由撤离模式和快速撤离模式,分析了不利姿态下座椅段、过道区域个体撤离速度的变化规律,建立了个体平均速度衰减比模型。实验表明:迫降后的不利姿态对群体撤离时间、人员密度和前向距离均有一定影响。横滚姿态下,群体撤离速度衰减比在5°时为0.948,10°时为0.859,随横滚角增大而减小;俯仰姿态下,在-5°俯角下群体中个体撤离速度均呈现出加速的效果,末位速度达到1.35 m/s,次序越靠后撤离速度衰减比越大,-10°时,群体中个体运动呈现两面性,撤离速度与次序呈反比。通过实验揭示了迫降后不利姿态应急撤离客舱内个体运动及群体撤离的变化规律,为民用飞机应急撤离仿真提供了重要参考数据。

关键词：应急撤离迫降不利姿态应急撤离实验撤离速度

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低压环境下RP-3航空煤油自燃特性研究

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 545-550页

作者：张沛王学辉王娟王丹汪箭航空工业第一飞机设计研究院机电系统研究所西安710089 中国科学技术大学火灾科学国家重点试验室合肥230026

开展了低压环境下RP-3航空煤油的自燃特性研究,测试了101 kPa、80 kPa、60 kPa、40 kPa、20 kPa五种压力环境下航空煤油自燃点及着火延迟时间数据。结果表明,随着环境压力降低,自燃点升高,并基于谢苗诺夫热自燃理论,建立了耦合压力参数... 详细信息

开展了低压环境下RP-3航空煤油的自燃特性研究,测试了101 kPa、80 kPa、60 kPa、40 kPa、20 kPa五种压力环境下航空煤油自燃点及着火延迟时间数据。结果表明,随着环境压力降低,自燃点升高,并基于谢苗诺夫热自燃理论,建立了耦合压力参数的自燃点预测模型。分析了环境压力对着火延迟时间的影响机制,建立了不同环境压力下的着火延迟时间预测模型。分析了GB/T 5332—2007标准在低压环境下测试存在的问题,并提出了相关改进方法。

关键词：安全工程 RP-3航空煤油低压环境自燃点着火延迟时间

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航空燃油泵流体降噪技术研究

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航空工程进展 2024年第5期15卷 172-178页

作者：阚银辉余国际胡红林航空工业金城南京机电液压工程研究中心燃油系统部南京211106 航空工业第一飞机设计研究院机电系统设计研究所西安710089

航空燃油泵在工程应用中存在流致噪声问题,影响机组运行的稳定性和人员操作的安全性。为了解决相应的问题,介绍某型燃油泵流体降噪技术。首先,对燃油泵在飞机地面系统试验时产生的噪声值进行测试,分析噪声幅值与频率;然后,对燃油泵流动... 详细信息

航空燃油泵在工程应用中存在流致噪声问题,影响机组运行的稳定性和人员操作的安全性。为了解决相应的问题,介绍某型燃油泵流体降噪技术。首先,对燃油泵在飞机地面系统试验时产生的噪声值进行测试,分析噪声幅值与频率;然后,对燃油泵流动特性进行数值模拟;最后,对燃油泵叶轮和导叶进行改进设计。结果表明:叶轮和导叶之间静动翼干涉导致压力脉动过大是引起流体噪声的主要原因,增加叶轮和导叶叶片数、采用叶片交替加载技术可以降低泵内的压力脉动;改进后,燃油泵的噪声降低了6.5 dB。

关键词：航空燃油泵压力脉动数值模拟流致噪声优化设计降噪

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高镍/碳硅三元锂离子电池循环老化机理研究

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储能科学与技术 2024年第10期13卷 3504-3514页

作者：胡文豪赵晨曦孙卓尔张沛王学辉汪箭中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安徽合肥230026 杭州市消防救援支队浙江杭州310016 航空工业第一飞机设计研究院机电系统研究所陕西西安710089

高镍锂离子电池具有能量密度大、功率密度大等特征,目前得到了广泛使用,但是老化造成的电池容量损失一直是制约高镍锂离子电池高效利用的问题。本工作对高镍/碳硅锂离子电池的老化机理进行了研究,开展了高镍/碳硅型锂离子电池循环老化实... 详细信息

高镍锂离子电池具有能量密度大、功率密度大等特征,目前得到了广泛使用,但是老化造成的电池容量损失一直是制约高镍锂离子电池高效利用的问题。本工作对高镍/碳硅锂离子电池的老化机理进行了研究,开展了高镍/碳硅型锂离子电池循环老化实验,利用无损和有损测试全面分析了不同寿命阶段的高镍/碳硅三元锂离子电池老化模式并进行验证。分析结果表明,锂离子电池容量衰减呈现两个阶段;第一阶段电池容量呈线性损失,容量损失主要由锂离子的损失导致,老化主要机理是SEI膜的生长和负极材料的损失;第二阶段电池容量骤降,容量损失主要由锂离子损失和电导率损失共同导致,老化主要机理是正极材料的溶解与正极晶体的不可逆性改变和电池隔膜的堵塞;通过计算机断层扫描分析不同寿命阶段锂离子电池整体形貌表明电池生产过程中的初始影响对电池老化部位影响明显,XPS测试结果表明正负极表面钝化层在整个锂离子电池循环实验中不断增厚,且负极材料表面存在过渡金属Ni的沉积,极大地影响了电池的储能能力。本工作揭示了高镍/碳硅锂离子电池老化特性和机理,对高镍/碳硅锂离子电池的梯级利用具有重要理论指导意义。

关键词：高镍/碳硅三元锂电池电池容量损失电化学特性形貌特征老化机理

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基于社会属性的民机复杂群体应急撤离仿真与试验研究

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西北工业大学学报 2022年第4期40卷 853-864页

作者：封文春李伟张桐姚向茹航空工业第一飞机设计研究院机电系统研究所陕西西安710089 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

基于基本社会力模型,提出社会属性影响指数,从性别、年龄、受教育程度、乘坐频率和安全知识与经验等方面修正了个体期望速度;通过恐慌参数、跟随力、倾斜力、速度衰减比系数对个体行为、群体行为及不利姿态的影响进行了修正。基于动态... 详细信息

基于基本社会力模型,提出社会属性影响指数,从性别、年龄、受教育程度、乘坐频率和安全知识与经验等方面修正了个体期望速度;通过恐慌参数、跟随力、倾斜力、速度衰减比系数对个体行为、群体行为及不利姿态的影响进行了修正。基于动态客舱应急撤离试验环境,开展了单人、多人和群体应急撤离试验,分析了个体运动速度分布、不利姿态对个体运动速度以及群体疏散速度的影响。试验表明:个体期望速度约1.5 m/s,最大期望速度2.86 m/s;在撤离过程中,男性平均速度高于女性,而在跳下滑梯时,女性恐慌比例高于男性。基于试验数据拟合所得的速度衰减比系数与劳氏船级社模型的速度衰减比系数基本一致。仿真与试验对比表明,修正后仿真模型能够比较准确地模拟应急撤离过程,与试验环境群体试验最大误差6.25%,与ARJ21⁃700应急撤离演示试验相对误差3.7%,误差满足工程需要。

关键词：社会属性应急撤离试验仿真客舱动态撤离试验环境

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基于机电总线数据解析的飞机故障诊断方法

基于机电总线数据解析的飞机故障诊断方法

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第七届中国航空科学技术大会

作者：张峻滔陈勇杨涛宇文珊中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院机电系统设计研究所

针对飞机机电系统,研究了一种基于机电总线数据解析的故障诊断方法,实现对外场飞机机电系统故障的快速定位及准确诊断,保障飞行任务的顺利执行,提升飞机出勤率。以某型飞机为例,在机电系统总线架构的基础上,通过对故障下的机载历史总线... 详细信息

针对飞机机电系统,研究了一种基于机电总线数据解析的故障诊断方法,实现对外场飞机机电系统故障的快速定位及准确诊断,保障飞行任务的顺利执行,提升飞机出勤率。以某型飞机为例,在机电系统总线架构的基础上,通过对故障下的机载历史总线数据进行解析和分析,按照故障信号的定义、流向和功能逻辑分段判读数据,最终实现对故障的定位隔离。外场的故障诊断实例证明,该故障诊断方法可靠有效,缩短排故时间的同时提高了机电系统故障定位的准确性,保证了飞机完好率,能够为外场的保障工作提供有力支撑。

关键词：机电系统机载总线数据解析故障诊断

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高压氮气驱动下灭火剂的管内瞬态流动特性

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化学工程 2025年

作者：张沛任恒英何佳明蔡柳溪弥晓亮王学辉中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院机电系统设计研究所中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室西安交通大学化学工程与技术学院

为了探索服役飞机灭火系统Halon1301灭火剂的释放流动特性，建立了包含真实灭火瓶及瓶口滤网几何形状的灭火系统三维仿真模型，采用瞬态气液两相流数值方法模拟了高压氮气驱动下Halon1301灭火剂的管内流动行为，分析了管径、管长等参数... 详细信息

为了探索服役飞机灭火系统Halon1301灭火剂的释放流动特性，建立了包含真实灭火瓶及瓶口滤网几何形状的灭火系统三维仿真模型，采用瞬态气液两相流数值方法模拟了高压氮气驱动下Halon1301灭火剂的管内流动行为，分析了管径、管长等参数对灭火剂释放流动特性的影响。结果表明，完善的三维瞬态数值模拟方法可以较好的预测Halon1301灭火剂释放流动行为。在不同管路配置下，灭火剂在管路出口大多以液体状态喷出，管内灭火剂气化比例低于18.8%。16mm管径下可实现灭火剂流动效率和释放时间的良好匹配。当管路长度从700mm增大至3000mm时，灭火剂初始填充管道时间增大了3倍，灭火剂的总释放时间增加了64%，灭火剂最大和平均质量流量则显著降低。

关键词：飞机灭火系统 Halon 1301灭火剂气液两相流流动特性管路结构

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某型减压器安全阀持续放气故障试验研究

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航空工程进展 2022年第4期13卷 131-139页

作者：封文春李瑶朱永峰刘中华航空工业第一飞机设计研究院机电系统设计研究所西安710089 航空工业合肥江航飞机装备股份有限公司技术中心合肥230051

某型飞机氧气系统所用的集成减压器在使用过程中连续多次出现低压安全阀持续放气故障,为了分析故障原因,根据该型减压器结构和工作原理,结合对故障现象和故障树的分析,设计相关试验,提出改进措施,并进行试验验证。结果表明:减压活门的... 详细信息

某型飞机氧气系统所用的集成减压器在使用过程中连续多次出现低压安全阀持续放气故障,为了分析故障原因,根据该型减压器结构和工作原理,结合对故障现象和故障树的分析,设计相关试验,提出改进措施,并进行试验验证。结果表明:减压活门的阻尼特性与减压器的输出流量不匹配是导致故障的主要原因。在大流量情况下,减压活门一直处于振动状态,使其产生一定的磨损,致使减压器输出压力缓慢爬升而导致安全阀开启;当安全阀开启时,安全阀排气量远大于额定输出流量,减压器丧失压力调节功能,直至将瓶内气体排空。通过改变减压活门的阻尼特性,排除了该故障。

关键词：集成减压器安全阀动态特性阻尼特性释放压力

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高空长航时无人机综合热能管理的构型分析

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化工学报 2020年第S01期71卷 417-424页

作者：马慧才刘毅玲党晓民中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院机电系统所陕西西安710089

高空长航时无人机机载机电系统中,有供电、燃油、液压和环境控制系统等独立分系统,在热量的需求和使用上,它们又是相互紧密关联的。根据现有技术,提出了一种无人机的综合热能管理构型,针对该构型进行系统参数匹配计算,并对关键产品——... 详细信息

高空长航时无人机机载机电系统中,有供电、燃油、液压和环境控制系统等独立分系统,在热量的需求和使用上,它们又是相互紧密关联的。根据现有技术,提出了一种无人机的综合热能管理构型,针对该构型进行系统参数匹配计算,并对关键产品——热交换器、回热器、冷凝器、压气机、涡轮进行部件级的初步设计和仿真建模,得到可工程化的结构参数,并在Flowmaster仿真平台上完成两轮升压式制冷/液冷一体化系统仿真,仿真结果与设计目标匹配良好,用于将空气循环制冷系统与液冷系统热量交换的空-液热交换器,将不同使用工况下不同系统的富裕制冷量进行综合利用,得到综合热能管理可以减少飞机代偿损失的依据,体现出综合热能管理构型在节能方面的优越性。

关键词：高空长航时无人机热能管理压缩机涡轮模型计算机模拟

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