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民用飞机迫降后不利姿态应急撤离实验研究

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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四元数在弹射座椅性能仿真中的应用

北京航空航天大学学报 2006年第8期32卷 881-884页

作者：封文春林贵平北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.... 详细信息

针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.

关键词：弹射座椅弹射仿真欧拉角全姿态角四元数

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某型飞机发动机短舱防冰系统设计计算

航空动力学报 2012年第6期27卷 1326-1331页

作者：朱永峰方玉峰封文春北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中航工业第一飞机设计研究院环控救生研究所西安710089 中国航空工业集团公司飞机公司北京100089

介绍了某型飞机发动机短舱防冰系统的结构形式和防冰原理,按照可利用热量应大于所需热量的原则,通过计算完全蒸发和湿状态下的热载荷,确定了发动机短舱防冰严酷状态及所需热流量.基于机翼水收集系数和数据相似原则,利用欧拉法两相流计... 详细信息

介绍了某型飞机发动机短舱防冰系统的结构形式和防冰原理,按照可利用热量应大于所需热量的原则,通过计算完全蒸发和湿状态下的热载荷,确定了发动机短舱防冰严酷状态及所需热流量.基于机翼水收集系数和数据相似原则,利用欧拉法两相流计算方法,确定了短舱防冰系统水收集系数.按照在湿状态下允许有一定结冰量存在的设计原则,根据发动机的吞冰能力,利用VSAERO/ICE工具对发动机短舱防冰系统进行了计算,计算结果表明,在严酷状态下,防冰系统能够满足允许结冰厚度要求.

关键词：防冰系统发动机短舱水收集系数吞冰能力笛形管

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弹射座椅多参数多模态控制仿真分析

系统仿真学报 2007年第10期19卷 2283-2286,2292页

作者：封文春林贵平北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

提出了安全高度影响因子法,比较分析了弹射启动时飞机的几种飞行参数对救生高度的影响。建立了多模态控制仿真模型,确定了多模态控制输入参数,划分了30种弹射工作模式。通过仿真,比较分析了HTY-8多模态控制模型与K36D-3.5A和ACESII座椅... 详细信息

提出了安全高度影响因子法,比较分析了弹射启动时飞机的几种飞行参数对救生高度的影响。建立了多模态控制仿真模型,确定了多模态控制输入参数,划分了30种弹射工作模式。通过仿真,比较分析了HTY-8多模态控制模型与K36D-3.5A和ACESII座椅在最低安全救生高度上的差异。并比较了国军标(GJB1800-93)所规定的68种弹射条件所需最低安全救生高度。能够实现0高度0速度横倾90o条件下的弹射救生;在倒飞条件下,最低安全救生高度平均降低约40m左右。分析表明,多模态控制能够达到改善中低速低空不利姿态条件下救生性能的目的,而对于速度大于1000km/h的高速弹射条件,则起不到改善的目的。

关键词：弹射座椅多模态控制最低安全救生高度影响因子

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飞机空中跳伞应急出口切割装置设计与试验

北京航空航天大学学报 2012年第1期38卷 11-16,90页

作者：封文春党晓民关焕文宋文娟中航工业第一飞机设计研究院环控救生研究所西安710089

爆破切割蒙皮形成应急出口在飞机上的应用国内尚属首次,其最大优点是节省救生准备时间.从爆炸减压、结构变形、结构强度、爆炸反向冲击等方面进行了理论计算,分析了高空爆破切割形成应急出口的可行性.针对切割索弯折过框及长桁降低切割... 详细信息

爆破切割蒙皮形成应急出口在飞机上的应用国内尚属首次,其最大优点是节省救生准备时间.从爆炸减压、结构变形、结构强度、爆炸反向冲击等方面进行了理论计算,分析了高空爆破切割形成应急出口的可行性.针对切割索弯折过框及长桁降低切割效果问题,进行了摸底试验和余度试验,试验结果表明:只要过框位置切割索弯折后与框距离控制在2～8 mm,过长桁位置切割索弯折后与长桁距离不大于2 mm,就可以满足切割分离要求,切割索弯折后相互之间不产生影响.通过1∶1地面验证试验,证明了爆破切割蒙皮形成应急出口的可行性,并成功安装于某型飞机上.研究成果可为其他型号采用爆破切割技术提供理论基础和试验数据支持.

关键词：空中跳伞应急撤离爆破切割应急出口切割索

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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聚能爆破切割清理弹射通道技术

航空学报 2013年第1期34卷 52-57页

作者：关焕文张絮封文春朱永峰中航工业第一飞机设计研究院环控救生所陕西西安710089

考虑到飞机隐身等因素,飞机驾驶舱顶部为金属结构而不是传统的座舱盖结构,在弹射救生过程中,采用聚能爆破切割技术,切割金属结构形成"座舱盖"并抛放以清理弹射通道,且已在B-1B、B2飞机上采用。利用座舱顶部金属结构平板件,对聚能切割器... 详细信息

考虑到飞机隐身等因素,飞机驾驶舱顶部为金属结构而不是传统的座舱盖结构,在弹射救生过程中,采用聚能爆破切割技术,切割金属结构形成"座舱盖"并抛放以清理弹射通道,且已在B-1B、B2飞机上采用。利用座舱顶部金属结构平板件,对聚能切割器装药量、切割厚度,切割过程冲击噪声对飞行员的影响、爆破飞溅物对飞行员的损伤防护等进行了分析和试验研究,并将冲击噪声对飞行员的影响与国军标的要求进行了对比。通过本次研究,将为以后的工程应用提供基础性依据。

关键词：弹射座椅座舱盖爆破切割冲击噪声

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多乘员弹射指令系统延迟时间仿真计算

航空学报 2009年第11期30卷 2079-2086页

作者：封文春朱永峰关焕文周卫国中国航空工业第一集团公司第一飞机设计研究院环控救生研究所陕西西安710089

指令系统延迟时间的计算尚无明确有效的方法,大多依靠实验和经验来确定。为给某型飞机指令系统设计提供依据,减少实验次数和费用,提出风险系数法,通过比较风险系数大小来计算指令系统延迟时间。计算表明,"0-0"弹射是计算延迟时间的决定... 详细信息

指令系统延迟时间的计算尚无明确有效的方法,大多依靠实验和经验来确定。为给某型飞机指令系统设计提供依据,减少实验次数和费用,提出风险系数法,通过比较风险系数大小来计算指令系统延迟时间。计算表明,"0-0"弹射是计算延迟时间的决定性条件,其他条件则不起决定性的影响,而且,单纯依靠延迟时间不能达到有效的发散效果,还必须配备轨迹发散系统。通过与发散火箭的优化组合,该型飞机指令系统延迟时间为1.25s和1.35s,发散火箭总冲110N.s,作用时间50ms。此外,并列乘员火箭包燃烧尾焰灼伤风险很小,与实验结果相符。通过与相关数据的对比,该方法能够为多乘员弹射指令系统的设计提供有效的参考依据。

关键词：多乘员弹射座椅指令系统轨迹发散系统风险系数延迟时间

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用影响因子评估弹射座椅多模态控制输入参数

飞行力学 2007年第1期25卷 71-75页

作者：封文春林贵平北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

为提供弹射座椅多模态控制输入参数选择的理论依据,通过计算机仿真,比较分析了俯仰角、滚转角、滚转角速度、下沉率、迎角、侧滑角等弹射启动时飞机状态参数对弹射轨迹(垂直方向)和安全救生高度的影响。参考评估期刊的影响因子,提出了... 详细信息

为提供弹射座椅多模态控制输入参数选择的理论依据,通过计算机仿真,比较分析了俯仰角、滚转角、滚转角速度、下沉率、迎角、侧滑角等弹射启动时飞机状态参数对弹射轨迹(垂直方向)和安全救生高度的影响。参考评估期刊的影响因子,提出了安全高度影响因子法,并计算出在同等弹射条件下(速度和高度)各参数的平均影响因子,得出各参数对救生高度的影响程度及变化规律,确定了俯仰角、滚转角和下沉率是影响救生高度的三个主要参数。

关键词：弹射座椅多模态控制低空不利姿态影响因子法安全救生高度弹射轨迹