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基于QAR数据的民机高高原进近着陆风险评估方法

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 77-85页

作者：陈农田满永政李俊辉中国民用航空飞行学院航空工程学院广汉618307 中国民用航空飞行学院民航安全工程学院广汉618307

民机高高原进近着陆是高原飞行高风险阶段。为有效实施高高原进近着陆风险识别和等级判据,提出基于熵权可变模糊识别的长短时记忆网络与深度神经网络(LSTM-DNN)相融合的深度学习风险评估方法。基于快速存取记录器(QAR)记录的高高原飞行... 详细信息

民机高高原进近着陆是高原飞行高风险阶段。为有效实施高高原进近着陆风险识别和等级判据,提出基于熵权可变模糊识别的长短时记忆网络与深度神经网络(LSTM-DNN)相融合的深度学习风险评估方法。基于快速存取记录器(QAR)记录的高高原飞行数据,借鉴民机飞行品质监控(FOQA)咨询通告和行业QAR监控标准,结合指标重要度分析与Delphi专家调查,提取着陆时航向变化大、航迹低、610~305 m进近时下降率大、接地时垂直加速度及153~15 m进近时下降率大5个关键监控项目作为民机高高原进近着陆风险评估指标。为克服评估指标权重主观性偏差,应用熵权法确定评估指标权重,基于可变模糊识别方法构建风险等级隶属函数,建立基于LSTM-DNN的民机高高原进近着陆风险评估模型。以成都—拉萨进近着陆航段为例,提取QAR数据,对该风险评估模型进行训练与测试,并与Logistic多元回归、支持向量机(SVM)等评估方法进行比较,结果表明:所提方法平均准确率达到94.18%,最高可达94.79%,验证了方法的客观有效性。

关键词：高高原飞行快速存取记录器数据熵权可变模糊识别 LSTM-DNN深度学习风险评估

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考虑延误特征的航站楼离港聚集客流预测方法

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 240-254页

作者：李明捷王涛黄欣宁田杰姚霖昊中国民用航空飞行学院机场学院四川广汉618307

为满足航班延误下航站楼内资源规划与旅客管理对聚集客流预测所提出的高精度和高效率要求,本文提出一种融合延误特征的离港聚集客流预测方法。通过引入航班延误特征量化表征航站楼离港聚集客流的波动情况,探究航班延误下离港聚集客流波... 详细信息

为满足航班延误下航站楼内资源规划与旅客管理对聚集客流预测所提出的高精度和高效率要求,本文提出一种融合延误特征的离港聚集客流预测方法。通过引入航班延误特征量化表征航站楼离港聚集客流的波动情况,探究航班延误下离港聚集客流波动规律和分布特征,构建基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)、排列熵算法(PE)以及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆神经网络(LSTM)的短期航站楼聚集客流预测模型。首先,应用CEEMDAN将聚集客流数据序列分解为若干模态分量(Intrinsic Mode Function, IMF)和残差量(Residual, Res),降低原序列中数据的复杂性和非平稳性影响;其次,为减小模型计算规模,同时提高预测效率和精度,采用PE算法对IMF分量进行熵值重构;最后,建立WOA-LSTM聚集客流预测模型,利用鲸鱼优化算法优化LSTM超参数,叠加重构分量的预测结果,得到最终的聚集客流预测值。将模型应用于长三角某枢纽机场进行实例验证。结果表明:CEEMDAN-PE-WOA-LSTM预测模型性能最优,相较单一的LSTM模型,候机大厅聚集客流预测的均方根误差、平均绝对误差以及百分比误差分别降低42.78%、44.00%及45.62%;相较CEEMDAN-WOA-LSTM模型,预测效率提高41.64%。本文所提模型能够有效拟合存在显著非线性和非平稳性特征的候机大厅聚集客流,具有较高的预测精度和运算效率。

关键词：航空运输离港聚集客流预测完全自适应噪声集合经验模态分解长短期记忆神经网络航站楼客流航班延误特征

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面向产业革命的行业特色院校专业体系升级——以中国民用航空飞行学院为例

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大学教育 2024年第1期 18-22页

作者：武丁杰中国民用航空飞行学院教务处高等教育研究室四川广汉618307

文章在分析智慧民航对专业人才培养的需求的基础上,总结提炼了面向智慧民航的人才培养理念及特征,从“智慧融通、能力强化、选择多元”出发,提出了行业特色高校在第四次工业革命背景下的专业体系升级的主要内容,并探讨了专业体系升级的... 详细信息

文章在分析智慧民航对专业人才培养的需求的基础上,总结提炼了面向智慧民航的人才培养理念及特征,从“智慧融通、能力强化、选择多元”出发,提出了行业特色高校在第四次工业革命背景下的专业体系升级的主要内容,并探讨了专业体系升级的实施路径。

关键词：第四次工业革命智慧民航专业体系行业特色院校

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风冷对三元锂电池性能影响

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 889-899页

作者：贺元骅张浩然黄江苏星辰中国民用航空飞行学院民航安全工程学院广汉618300

为了有效揭示风冷对飞机机载三元动力锂电池性能的影响,该文搭建了一种风速可调节的三元锂电池风冷测试平台,从热性能、电性能、材料性能3方面分析风冷对三元锂电池性能的影响。结果表明,风冷可有效降低池体温度,对电性能、材料性能均... 详细信息

为了有效揭示风冷对飞机机载三元动力锂电池性能的影响,该文搭建了一种风速可调节的三元锂电池风冷测试平台,从热性能、电性能、材料性能3方面分析风冷对三元锂电池性能的影响。结果表明,风冷可有效降低池体温度,对电性能、材料性能均有较好的保护作用。施加风冷后,池体表面温度随风速增加而逐渐下降,池体最高温度可控制在45℃内;从而有效缓解正极的形貌结构破坏,同时抑制正极的活性物质损失和活性锂损失;进一步使电阻增加得到有效抑制,在同样循环次数下容量衰减率显著低于无风冷情况,电池的循环寿命延长近一倍。研究结果对机载三元动力锂电池风冷系统建立具有指导意义。

关键词：三元锂电池风冷热性能电性能材料性能

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低气压富氧环境对典型织物燃烧特性的影响

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 164-172页

作者：贾旭宏汤婧马俊豪田威张晓宇代尚沛丁思婕中国民用航空飞行学院民航安全工程学院广汉618307 中国民用航空飞行学院民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室广汉618307

室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求,同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境,研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、27.0%、33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响,分析了织物火焰形... 详细信息

室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求,同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境,研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、27.0%、33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响,分析了织物火焰形态、点燃时间、质量损失速率、热释放速率和总热释放量等燃烧核心参数的变化。实验结果表明:在低压常氧环境下,纯棉和涤纶的点燃时间分别缩短了3.6%和7.8%,有焰燃烧时间分别增加了46.8%和197.0%,涤纶熔滴燃烧时间增加了3.0倍。随着氧浓度增大,2种材料的点燃时间、质量损失速率的达峰时间和热释放速率达峰时间均缩短,火焰高度有所增加,质量损失速率峰值和热释放速率峰值均大幅增加。涤纶燃烧效率提高了68.1%,总热释放量增加了1.2倍,且熔滴燃烧时间增加了3.1倍,纯棉燃烧变化则不明显。若以热释放速率峰值作为火灾危险性的判断依据,则织物在气压为60.5 kPa、氧浓度约为30.0%的条件下燃烧与在常压常氧下燃烧发生火灾的危险性相当。

关键词：低气压富氧燃烧织物燃烧热释放速率火灾危险性

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低气压下民航客机机舱壁板材料的热解动力学

复合材料学报 2024年第4期41卷 1840-1851页

作者：张晓宇贾旭宏丁思婕田威代尚沛汤婧中国民用航空飞行学院、民航安全工程学院广汉618307 中国民用航空飞行学院、民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室广汉618307

航空运输环境为低气压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。为了探究低环境压力下民航客机机舱壁板材料的热解特性,利用热重分析仪对其热解特性进行研究。选取空客某型飞机玻璃纤维/酚醛树脂夹层板结构壁板材料(A壁板)和玻璃纤... 详细信息

航空运输环境为低气压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。为了探究低环境压力下民航客机机舱壁板材料的热解特性,利用热重分析仪对其热解特性进行研究。选取空客某型飞机玻璃纤维/酚醛树脂夹层板结构壁板材料(A壁板)和玻璃纤维/酚醛树脂层压板结构壁板材料(B壁板)作为研究对象,分别在四川广汉(96 kPa)和四川康定(61 kPa)进行研究。结果表明:随着压力的降低和升温速率的升高,A壁板、B壁板热分解反应的初始反应温度、终止反应温度及最大质量损失速率温度均略向高温方向移动。在15℃/min升温速率下,A壁板的上下树脂基面板由两个热解阶段组成,芳纶蜂窝芯只有一个热解阶段,且树脂基面板的初始分解温度约182℃,明显小于芳纶蜂窝芯分解温度413℃;B壁板热解分为两个阶段,初始热解温度约258℃。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Starink法和KAS法进行热解动力学分析,FWO法、Starink法和KAS法得到的表观活化能相近,低压下A壁板、B壁板表观活化能相对于常压下分别提高了大约10.4%和28.5%。而且96 kPa环境下A壁板和B壁板的化学反应速率大约是61 kPa环境下的1.9倍和1.2倍。

关键词：低压环境民机壁板玻璃纤维/酚醛树脂热分解特性热解动力学

KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

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表面技术 2024年第9期53卷 158-166页

作者：李国涛何强许泽华张磊陈勇刚杜治材中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307

目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润... 详细信息

目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌,通过X射线能量色散能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素分布,使用X射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面润滑膜的元素价态,探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。结果经过修饰后,纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优,摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现,KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度,修复磨损表面。KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点,首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面,在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成;其次,KH-mullite能够进入润滑膜中,将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。结论Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用,经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。

关键词：莫来石纳米添加剂 KH550 聚脲润滑脂摩擦学性能磨损机制

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纳米二氧化铈添加剂对复合锂基润滑脂摩擦学性能影响研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 470-481页

作者：杜治材何强张磊陈勇刚许泽华李国涛中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307

为进一步提高复合锂基润滑脂摩擦学性能,将不同质量分数的纳米氧化铈(nano-CeO_(2))粒子添加到复合锂基润滑脂中,并利用四球摩擦磨损试验机对所制备的复合锂基润滑脂摩擦学性能进行测试,分析摩擦系数变化趋势.利用扫描电镜(SEM)、倒置... 详细信息

为进一步提高复合锂基润滑脂摩擦学性能,将不同质量分数的纳米氧化铈(nano-CeO_(2))粒子添加到复合锂基润滑脂中,并利用四球摩擦磨损试验机对所制备的复合锂基润滑脂摩擦学性能进行测试,分析摩擦系数变化趋势.利用扫描电镜(SEM)、倒置金相显微镜和三维表面形貌仪观察摩擦试验后钢球表面磨痕形貌变化,并测量磨斑直径大小,同时使用X射线光电子能谱(XPS)和能谱仪(EDS)对润滑脂以及钢球表面典型元素变化情况进行测试,分析纳米氧化铈对润滑脂摩擦学性能影响机理.结果表明:当润滑脂中添加的纳米氧化铈质量分数为0.8%时,表现出最佳的抗磨减摩性能,摩擦系数和磨斑直径相比原始润滑脂分别降低了22.5%和12.1%.三维形貌扫描发现钢球磨斑表面粗糙度相比原始润滑脂降低38.1%,平均磨斑高度与最大磨斑深度分别下降56.9%和51.3%,纳米氧化铈对磨损表面具有抛光和自修复作用.EDS和XPS的结果表明纳米氧化铈在钢球表面形成了1层润滑膜,减少了摩擦副之间的直接接触.

关键词：纳米二氧化铈复合锂基润滑脂添加剂摩擦学性能

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基于高频激光除漆的LIBS监测平台设计与应用研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2600-2606页

作者：杨文锋郑鑫林德惠钱自然李绍龙左都全李果王迪升中国民用航空飞行学院民机复合材料研究中心四川广汉618307

基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的飞机漆层清洗监测,需要对峰值功率密度范围进行限定,以确保等离子体激发和漆层清洗的稳定性。然而,对于广泛使用的高频(kHz级)脉冲激光除漆技术,其峰值功率密度相对偏低,除漆过程中等离子体激发受到限... 详细信息

基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的飞机漆层清洗监测,需要对峰值功率密度范围进行限定,以确保等离子体激发和漆层清洗的稳定性。然而,对于广泛使用的高频(kHz级)脉冲激光除漆技术,其峰值功率密度相对偏低,除漆过程中等离子体激发受到限制;且高频激光烧蚀材料产生的强连续背景光谱干扰了等离子体光谱采集。论文依据蒙皮功能漆层可控清洗需求,基于LabVIEW嵌入式开发系统的控制软件编写及激光清洗、光谱采集、控制与显示模块的集成,设计了一款适用于高频激光除漆的LIBS监测平台。选取2024-T3铝合金双漆层试样作为研究对象,采集波长介于360~700nm范围内的漆层/基体体系光谱(面漆层:Tc;底漆层:Pr;基体:As)。采用平滑滤波,基线校正和归一化对原始光谱进行预处理,并选取12条特征谱线进行主成分分析(PCA),其降维数据作为线性判别分析(LDA)的输入变量,以此建立PCA-LDA判别模型。最后将所建模型导入LIBS监测平台,通过试验验证了高频激光除漆LIBS监测平台的分类准确性。结果表明:仅以累积方差解释率大于85%作为主成分选取原则,不能满足除漆过程LDA的分类需要;通过优化LDA的主成分个数,最终选取前9个主成分作为LDA的输入,显著提升了LIBS平台的检测准确率,此时基于LIBS光谱的PCA-LDA模型分类准确率达92.5%。由此可见,设计的高频激光除漆LIBS监测平台能够完成漆层/基体体系不同结构层的材料识别,从而实现了高频脉冲激光可控除漆的有效监测。

关键词：高频脉冲激光激光诱导击穿光谱可控清洗监测判别模型