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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

基于SSA-CNN的航空器着陆跑道占用时间预测

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科学技术与工程 2024年第7期24卷 2813-2820页

作者：陈亚青李颖哲赵瑞高浩然中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全科研基地广汉618307 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院院办公室广汉618307

国内外相关研究表明,航空器着陆跑道占用时间(aircraft arrive runway occupation time,AROT)是影响机场跑道容量的重要因素,对跑道占用时间的准确预测有利于更准确地评估跑道容量。由于着陆过程的动态性和复杂性,采用注重数据特征提取... 详细信息

国内外相关研究表明,航空器着陆跑道占用时间(aircraft arrive runway occupation time,AROT)是影响机场跑道容量的重要因素,对跑道占用时间的准确预测有利于更准确地评估跑道容量。由于着陆过程的动态性和复杂性,采用注重数据特征提取的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)对AROT进行预测,针对CNN容易陷入局部最优等缺点,采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对CNN相关参数进行优化。数据采用航空器快速存取记录器(quick access recorder,QAR)的记录作为数据源,涵盖机场数目为34个。根据QAR数据分析AROT影响因素,构建了SSA-CNN预测模型。对QAR数据分析表明AROT与滑行距离、落地气温、跑道入口速度、快速脱离道数量、脱离速度关联性较强,与航空器重量、风速、风向、脱离道角度等影响因素关联性较低。根据影响因素的关联性采用CNN预测模型均方误差为18.35,而优化后的SSA-CNN预测模型均方误差为17.31,预测结果可以为机场评估跑道容量提供参考。

关键词：跑道占用时间跑道容量 SSA-CNN模型 QAR数据

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高温环境轻微过放电对锂电池老化行为的影响

北京航空航天大学学报 2024年

作者：杨小钰马文斌谢松中国民用航空飞行学院民航安全工程学院

近年来全球范围内出现的极端高温天气造成锂离子电池高温环境运行概率显著增加，而运行环境及系统管理引起的电池一致性差异问题使得电池易发生轻微过放电现象，高温环境与过放电现象耦合显著增大电池触发安全事故的风险。为探究高温环... 详细信息

近年来全球范围内出现的极端高温天气造成锂离子电池高温环境运行概率显著增加，而运行环境及系统管理引起的电池一致性差异问题使得电池易发生轻微过放电现象，高温环境与过放电现象耦合显著增大电池触发安全事故的风险。为探究高温环境与轻微过放电耦合对锂离子电池老化行为的影响，本文在60 ℃高温和25 ℃常温环境下对三元锂离子电池进行了轻微过放电实验研究，结果表明：60 ℃和25 ℃轻微过放电循环100次后电池容量衰减率分别为28.46%和2.54%。与常温环境相比，高温环境轻微过放电显著增加了电池的容量衰减；电池电化学分析表明，高温使电池内部锂脱嵌反应受限，活性锂损失增多，动力学性能衰退；电池拆解照片、扫描电镜和元素分析结果表明，高温环境下轻微过放电电池形变严重，电池副反应造成的沉积物增多。因此，高温环境与轻微过放电耦合将加剧正极结构的破坏和内部副反应，导致电池性能下降。研究结果可对锂离子电池材料的开发和电动汽车的安全运行提供实验参考和理论依据。

关键词：锂离子电池高温环境轻微过放电老化机理电化学特征

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民用飞机客舱空气质量状况调查

环境卫生学杂志 2024年第2期14卷 145-150页

作者：周一帆高继霞范锦辉李丽丽潘胜梅邱兵祁妍敏刘铁兵中国民用航空局民用航空医学中心民航公共卫生应急管理办公室北京100123

目的对国内民用飞机客舱空气质量进行调查评估。方法基于便利抽样监测不同机型飞机的客舱温度、相对湿度、风速、气压、照度、噪声、一氧化碳、二氧化碳、空气细菌总数及真菌总数参数,对载客巡航过程中检测到的各项参数在不同机型及不... 详细信息

目的对国内民用飞机客舱空气质量进行调查评估。方法基于便利抽样监测不同机型飞机的客舱温度、相对湿度、风速、气压、照度、噪声、一氧化碳、二氧化碳、空气细菌总数及真菌总数参数,对载客巡航过程中检测到的各项参数在不同机型及不同点位的分布情况、参数间的相关性进行统计学分析。结果所调查56架飞机客舱平均温度、平均相对湿度、平均气压、风速中位数、平均噪声值、照度中位数、平均一氧化碳浓度、平均二氧化碳浓度、空气细菌总数中位数和空气真菌总数中位数分别为23.7℃、34.5%、84.9 kPa、0.07 m/s、72.1 dB(A)、141 lx、0.124 mg/m^(3)、0.11%、2个/皿和1个/皿;中型飞机客舱风速高于大型飞机(Z=-2.28,P0.05);中舱二氧化碳浓度低于前舱和后舱,但中舱噪声、风速均高于前舱和后舱,以上差异均具有统计学意义(P0.05);湿度与细菌总数、真菌总数均无显著相关关系(P>0.05),风速与二氧化碳浓度存在显著负相关关系(P0.05)。结论抽样调查结果显示,我国飞机客舱空气质量水平较好,大多数参数可满足标准限值要求,但仍存在湿度偏低、噪声较高的情况,虽然这些情况通常不会影响飞行安全,但会在一定程度上降低旅客和机组人员的舒适度。另外,某些参数在不同点位及机型具有差异。适当增大风速可有效降低二氧化碳浓度。目前,民用飞机客舱空气质量作为航空环境卫生重要内容,其监测没有统一的行业标准和规范,本研究可以为民用飞机客舱空气质量标准及监测方法的制定提供参考和数据支持。

关键词：民用飞机空气质量调查评价

梯度纳米晶粒结构变形机制与力学性能的晶体相场模型研究

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计算物理 2024年

作者：项璇胡月莉胡石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中国民用航空飞行学院民航安全工程学院

由于梯度纳米晶粒结构材料具有优异的力学性能，本文使用晶体相场模型研究了拉伸应变下梯度纳米晶粒结构的微观演化过程，对其变形机制与力学性能进行了探究。研究结果表明：在梯度纳米晶粒结构中，粗晶区域主要通过位错滑移产生变形，... 详细信息

由于梯度纳米晶粒结构材料具有优异的力学性能，本文使用晶体相场模型研究了拉伸应变下梯度纳米晶粒结构的微观演化过程，对其变形机制与力学性能进行了探究。研究结果表明：在梯度纳米晶粒结构中，粗晶区域主要通过位错滑移产生变形，而细晶区域则主要通过晶界迁移产生变形。梯度纳米晶粒结构抑制了位错与晶界迁移，并且抑制作用随晶粒尺寸梯度的增大而增强，从而导致屈服强度随晶粒尺寸梯度的增大而增大。梯度纳米晶粒结构应力分布的不均匀，有助于克服细晶区域高位错密度所带来的阻力，促进位错运动以产生塑性变形，使得整体塑性变形能力不产生削弱。研究结果从微观层面加深了对梯度纳米晶粒结构的理解，并为相关领域的研究提供了理论参考。

关键词：梯度纳米晶粒结构晶粒尺寸梯度变形机理力学性能晶体相场模型

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面向飞行学员的飞行训练影响因素研究

航空工程进展 2024年

作者：赵运祥梁泽剑黄宏梁爱民徐海文中国民用航空飞行学院理学院民航飞行技术与飞行安全重点实验室中国民用航空飞行学院广汉分院中国民用航空飞行学院绵阳分院

在航空领域，飞行学员的飞行技能直接关系到航空安全和运营效率。通过飞行训练提高飞行学员的飞行技能一直是本校培养飞行学员的目标之一，也是提高民航飞行安全最核心的途径。基于中国民用航空飞行学院某分院飞行学员的训练数据，引入P... 详细信息

在航空领域，飞行学员的飞行技能直接关系到航空安全和运营效率。通过飞行训练提高飞行学员的飞行技能一直是本校培养飞行学员的目标之一，也是提高民航飞行安全最核心的途径。基于中国民用航空飞行学院某分院飞行学员的训练数据，引入Pearson相关系数，评估特征与目标变量之间的关系强度；根据相关系数确定飞行训练的关键影响因素，建立Pearson相关系数的决策树新模型；通过比较不同阈值和决策树深度，优化新模型在准确率、精确率、召回率和F1分数的性能；与随机森林、MLP、逻辑回归、决策树以及改进后的梯度提升决策树模型在同一数据集上的性能进行对比。结果表明：新模型计算结果表现最优，能够为飞行学员的飞行训练提供有效指导，为飞行训练评估提供理论支撑。

关键词：飞行学员飞行训练影响因素机器学习决策树 Pearson相似度

氮掺杂三维多孔石墨烯膜制备与高纯氢分离性能影响研究

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氮掺杂三维多孔石墨烯膜制备与高纯氢分离性能影响研究

作者：张爱聆中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

碱性电解水制氢是推动氢能产业增长的关键驱动力之一。在这一过程中,高效、持久的离子交换膜发挥着重要作用。提高氢气的纯度,可以降低能源消耗、减少污染排放,从而促进清洁能源技术的发展和应用。氧化石墨烯(Graphitic Oxide,GO)作为... 详细信息

碱性电解水制氢是推动氢能产业增长的关键驱动力之一。在这一过程中,高效、持久的离子交换膜发挥着重要作用。提高氢气的纯度,可以降低能源消耗、减少污染排放,从而促进清洁能源技术的发展和应用。氧化石墨烯(Graphitic Oxide,GO)作为气体分离膜的常用材料之一,可通过堆叠形成纳米层通道,在气体分离领域表现出极大的应用价值和前景。本文以热还原过程获得的三维(3 Dimensions,3D)褶皱还原氧化石墨烯(Wrinkled Graphene,WG)纳米片和二维(2 Dimensions,2D)GO作为构建主体,以乙二胺(Ethylenediamine,EDA)、丁二胺(Butanediamine,BDA)、对苯二胺(P-phenylenediamine,PPD)作为交联稳定剂及氮源进行氮掺杂,构建了稳定的高孔隙率、窄孔径分布的纳米通道。所制备的复合膜能用于碱性电解水,并实现了氢气/氧气的精准分隔。得到高纯度氢气,同时保证了体系安全性。论文主要工作如下:(1)通过表面能的调节,使得GO起皱,转化为WG这种结构具有较高的稳定性和气体封闭性能。随后将WG及氮掺杂的GO混合、抽滤于孔径为2μm的聚醚砜(PES)基膜上。文中通过多种表征手段,对样品进行了全面的分析和表征,以研究氮掺杂后的样品形貌、结构及性能变化规律,并揭示了其作用机理。(2)利用电化学工作站进行循环电解,同时通过气相色谱分析所收集的气体,有效地记录了氢气和氧气的纯度。通过改变电解质浓度、温度等条件,记录所产生气体的纯度,并探究其氢气纯度变化规律。(3)从氢气纯度的变化角度出发,对复合膜样品进行了深入的机理探究。实验证明,二胺单体与GO中的含氧官能团之间存在着多种相互作用,包括氢键、离子键和物理吸附作用。这些相互作用的存在进一步证实了复合膜中不同组分之间具有较强的相互结合能力,为复合膜的制备和应用提供了更深入的认识和理解。本文研究能够有效地限制了阳极室和阴极室之间不必要的气体交叉,实现对氢气和氧气进行精确筛分与高效分离,从而无需提纯即可直接获得高纯度的氢气。通过使用所设计的复合膜,通过碱性电解水直接获得纯度高达99.99%的高纯度氢气,同时有效缓解气体泄漏问题。将所制备的复合膜与商用FAA-3-50膜进行对比研究,发现通过二胺单体进行氮掺杂可以实现GO纳米片和WG纳米片的紧密结合、提高产氢纯度。该方法操作简便且经济高效,可利用碱性电解水直接制备高纯度氢气,不仅有助于解决能源和环境问题,还为氢能技术的发展提供了新的可能性。因此,本文提出的这项高效的膜制备技术有望能够在未来得到更广泛的应用,为清洁能源发展、社会可持续发展做出贡献。

关键词：石墨烯多孔氧化石墨烯膜三维氮掺杂高纯氢制备

机动区内无人驾驶车实施飞机滑行引导的风险评估

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机动区内无人驾驶车实施飞机滑行引导的风险评估

作者：赵庆中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

飞行区场面运行是航空运输过程的重要一环。飞机的场面滑行主要通过管制员与机组的语音通话进行指挥,由于低能见度、管制指令复杂、沟通错误或地面标识不清楚等问题,容易造成滑行错误,甚至是误入跑道等不安全事件。本文以机场机动区内... 详细信息

飞行区场面运行是航空运输过程的重要一环。飞机的场面滑行主要通过管制员与机组的语音通话进行指挥,由于低能见度、管制指令复杂、沟通错误或地面标识不清楚等问题,容易造成滑行错误,甚至是误入跑道等不安全事件。本文以机场机动区内无人驾驶引导车实施飞机滑行引导为场景,研究无人驾驶引导车实施飞机滑行引导过程中的风险评估问题。主要研究内容包括:(1)针对飞机滑行引导过程,从无人驾驶引导车的功能及实现功能出发,对无人驾驶引导车实施飞机滑行引导的优势进行分析,分析无人驾驶引导车技术架构特点;基于飞机进离港无人驾驶引导车实施飞机滑行引导过程,分析无人驾驶引导车实施飞机滑行引导过程的关键节点。(2)建立了无人驾驶引导车实施飞行滑行引导过程的跟驰模型。提出场面滑行导单元的概念,以滑行道直线及交叉口等不同跟驰过程为研究场景,分析引导单元内部以及引导单元之间的跟驰过程,并给出了基于数据驱动的引导过程跟驰模型构建方法;采用基于遗传算法的神经网络实现典型场景下引导单元内个体的运动速度预测。(3)设计了典型场景下无人驾驶引导车实施飞机滑行引导风险评估方法。给出了典型场景下滑行引导过程风险评估框架,设计了滑行引导场景的综合风险评估指标,包括无人驾驶引导车与飞机间全速度差、预计冲突时间以及预计冲突距离三个风险评价指标;建立了典型引导场景下的综合风险评估策略。通过权重评价函数得到可量化的综合风险评估策略。(4)设计了无人驾驶引导车在机场内实施飞机滑行引导的整体评估方法。构建了基于无人驾驶引导车在实施飞机滑行引导过程中各类风险的内外部风险体系,通过使用Kmeans聚类算法实现风险关联性的区分,采用模糊综合评价实现依据对无人驾驶引导车在实施飞机滑行引导过程的风险定量评估得到定性评价结果。(5)设计了无人驾驶车辆仿真验证平台架构,通过仿真验证需求与仿真软件功能分析,结合实验室现有硬件条件,搭建无人驾驶车辆仿真验证平台。面向无人驾驶引导车在机场场面实施飞机滑行引导场景,介绍了仿真场景搭建、数据采集与处理、无人驾驶引导车运行风险评估方法三项关键技术。

关键词：无人驾驶车滑行引导风险评估蒙特卡洛仿真模拟

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考虑因素异质影响的直升机事故严重性分析

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 323-332页

作者：周悦蒋维安付川云魏麟犹轶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民航试飞学院四川广汉618307 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

提取美国国家运输安全委员会(National Transportation Safety Board, NTSB)数据库1241起直升机事故记录的关键信息,分析通用航空直升机事故后果严重性的影响因素及其影响异质性问题。首先,将事故记录中各项信息梳理为时间、飞行过程、... 详细信息

提取美国国家运输安全委员会(National Transportation Safety Board, NTSB)数据库1241起直升机事故记录的关键信息,分析通用航空直升机事故后果严重性的影响因素及其影响异质性问题。首先,将事故记录中各项信息梳理为时间、飞行过程、飞行员、直升机和气象条件类因素,同时,采用卡方检验分析各因素在无伤事故、轻伤事故和重伤死亡事故分类下的分布差异;而后,基于不同先验概率分布的随机系数构建若干混合Logit模型,拟合事故严重性;最后,通过对比不同模型的拟合效果,根据最优模型的参数估计,分析不同事故严重性对应因素的影响机理和影响的异质性问题。结果表明:直升机事故严重性的统计建模存在明显的因素影响异质性问题;基于独立正态和多元正态分布的相关随机系数混合Logit模型拟合效果优于其他模型;影响因素中,出现仪表气象条件、空中失去控制、燃油问题、低空运行及挂载(含撞线/树)、运动及作业、进近、老年驾驶员、飞行员具有直升机仪表能力以及直升机起火爆炸等因素时,将显著增加重伤死亡事故的概率;异质性分析中,周末、老年飞行员和三点式座椅安全带等因素存在显著的影响异质性。

关键词：航空运输事故严重性随机系数混合Logit模型直升机事故影响因素异质相关性