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紫外辐照对自润滑关节轴承衬垫磨损性能的影响

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中国表面工程 2024年第3期37卷 134-144页

作者：叶强谭德强宗法涛胡月贺强杨文锋周长春中国民用航空飞行学院航空工程学院广汉618307

PTFE/Kevlar织物材料具有优异自润滑性能,在航空关键部件中广泛应用,但紫外辐照对其影响规律尚不清晰。针对航空器飞行强紫外线暴露的特点,聚焦紫外辐照对航空常用PTFE/Kevlar编织关节轴承衬垫自润滑材料摩擦学性能的影响规律研究。对... 详细信息

PTFE/Kevlar织物材料具有优异自润滑性能,在航空关键部件中广泛应用,但紫外辐照对其影响规律尚不清晰。针对航空器飞行强紫外线暴露的特点,聚焦紫外辐照对航空常用PTFE/Kevlar编织关节轴承衬垫自润滑材料摩擦学性能的影响规律研究。对不同紫外辐照时长的PTFE/Kevlar织物衬垫材料进行往复摩擦试验,并采用多种表征手段对其宏观、微观损伤形貌以及化学状态进行分析。结果表明:PTFE/Kevlar织物衬垫材料的磨损程度随着紫外辐照时间的增加呈现出先降低后升高的趋势,短时辐照(T=100 h和200 h)的磨损最轻微,摩擦损失体积和磨痕最大深度仅为未辐照和长时辐照(T=300 h和500h)的2/3;紫外辐照后,衬垫材料与GCr15轴承钢球之间的磨损行为变化表现为PTFE纤维塑性变形和转移膜形成能力的下降,其主要原因是PTFE纤维结晶度的降低;衬垫材料的磨损机理随辐照时间的延长由疲劳磨损和粘着磨损向磨粒磨损为主转变。研究成果可为PTFE/Kevlar织物衬垫型自润滑材料在紫外辐照后的磨损性能跟踪和研制优化提供参考。

关键词： PTFE/Kevlar织物紫外辐照损伤形貌转移膜磨损机理

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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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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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基于中国鸟情的鸟撞适航条款充分性和适宜性

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2810-2818页

作者：陆晓华蔡景张柱国张迎春南京航空航天大学民航学院南京211106 中国民用航空上海航空器适航审定中心上海200335

以中国民航近十余年运输类飞机鸟撞信息为数据源,利用混合威布尔函数拟合鸟撞能量分布,并应用列文伯格-马夸尔特(L-M)寻优算法得到更为精确的拟合分布参数估计值。对照安全性指标,通过鸟撞能量分布函数评估出现有鸟撞适航条款对机翼而... 详细信息

以中国民航近十余年运输类飞机鸟撞信息为数据源,利用混合威布尔函数拟合鸟撞能量分布,并应用列文伯格-马夸尔特(L-M)寻优算法得到更为精确的拟合分布参数估计值。对照安全性指标,通过鸟撞能量分布函数评估出现有鸟撞适航条款对机翼而言是具有充分性和适宜性的,对尾翼而言具有充分性但过于保守。以发生灾难性事故的安全性指标为依据,中国鸟情环境下机翼结构抗鸟撞鸟体质量最低适航要求为1.218 kg;同时验证了美国联邦航空局(FAA)在美国鸟情环境下提高机翼结构抗鸟撞鸟体质量最低适航要求的愿景(约3.6 kg),证明了基于两重两参数混合威布尔分布的鸟撞冲击能量统计分析方法的有效性及结果的可信度,为中国民航自主修订相关适航条款修订提供了理论依据和实践参考。

关键词：鸟情环境适航条款鸟撞能量分布评估充分性适宜性安全性指标

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面向融合运行的飞行员在环建模技术综述

交通运输工程学报 2024年第4期24卷 208-227页

作者：魏麟杨济睿李秀易肖越郑远李诚龙中国民用航空飞行学院飞行技术学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院航空电子电气学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院民航监察员培训学院四川广汉618307 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 中国民用航空飞行学院计算机学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全重点实验室四川广汉618307

研究了面向有人机与无人机融合运行环境的飞行员模型,基于有人机舱内驾驶和无人机远程遥控驾驶2种操纵类型,介绍了飞行员建模技术的发展历程和各模型特点,通过仿真软件研究了有人机与无人机飞行员在环的响应特性,讨论了通信延迟环节对... 详细信息

研究了面向有人机与无人机融合运行环境的飞行员模型,基于有人机舱内驾驶和无人机远程遥控驾驶2种操纵类型,介绍了飞行员建模技术的发展历程和各模型特点,通过仿真软件研究了有人机与无人机飞行员在环的响应特性,讨论了通信延迟环节对于无人机驾驶回路的影响,总结了各类飞行员模型在不同任务场景下的适用性和不足之处。研究结果表明:面向融合运行环境的飞行员建模瓶颈主要体现在有人机与无人机飞行员所处的操纵回路异构、无人机飞行员缺乏临场情景意识和无人机系统指挥与控制链路(C2链路)存在不确定性延迟等方面;有人机飞行员建模总体上是根据控制理论方法描述人体结构和飞行员的操纵特性,且人工智能方法的发展使得基于智能控制理论的飞行员模型设计方法能够更好地描述飞行员的操纵特性;无人机飞行员由于处于不同的操纵回路位置,远程遥控驾驶通过C2链路实现无人机状态感知和操纵指令上行,因此,无人机飞行员模型建模更趋向于人在环路的表达,需根据应用场景设计相匹配的飞行员模型,才可更真实地反映飞行员在特定场景下的控制与决策行为特性;面向未来的融合运行环境,构建人在环路模型应重点考虑如何描述无人机远程飞行员因临场情景意识缺乏导致的决策差异,如何更好地拟合人机系统操纵特性,以及如何构建具有高效、可靠、低延迟C2链路的飞行员模型等问题。

关键词：航空控制融合运行有人机无人机飞行员模型飞行员在环指挥与控制链路

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基于邻接矩阵的复杂网络演化融合迭代方法

复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：牟奇锋李晓倩中国民用航空飞行学院机场学院

为更高效地处理复杂网络拓扑结构的连续拆分与重组，降低算力消耗，提出邻接矩阵融合迭代方法。通过邻接矩阵行列向量融合实现复杂网络聚合，定义网络演化融合拆分迭代步骤及形式，并以构建航班保障网络为例进行实证分析。最后，模拟有... 详细信息

为更高效地处理复杂网络拓扑结构的连续拆分与重组，降低算力消耗，提出邻接矩阵融合迭代方法。通过邻接矩阵行列向量融合实现复杂网络聚合，定义网络演化融合拆分迭代步骤及形式，并以构建航班保障网络为例进行实证分析。最后，模拟有向网络的融合拆分过程，引入时间、空间复杂度指标验证该方法的有效性。结果表明，所提方法与实证网络拓扑结构的演化生成过程一致，其运算复杂度较其他方法更低，尤其适用于有向稠密网络研究。

关键词：复杂网络拓扑结构连续拆分与重组邻接矩阵融合迭代航班保障网络稠密网络

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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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