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民用飞机增材制造技术应用发展趋势

航空学报 2024年第5期45卷 70-89页

作者：司瑞陈勇中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211 中国商用飞机有限责任公司上海200436

增材制造(AM)在复杂结构一体化成形、缩短生产周期和提高材料利用率方面优势显著,已成为实现民用飞机结构快速设计验证、减重降本增效、敏捷航材支援及维修维护应用的重要技术。基于增材制造技术的发展历程,深入剖析了增材制造在民用飞... 详细信息

增材制造(AM)在复杂结构一体化成形、缩短生产周期和提高材料利用率方面优势显著,已成为实现民用飞机结构快速设计验证、减重降本增效、敏捷航材支援及维修维护应用的重要技术。基于增材制造技术的发展历程,深入剖析了增材制造在民用飞机领域的应用优势及现状,对材料工艺、质量控制、适航要求和经济性等方面的关键挑战进行了详细阐述,并结合增材制造材料供给能力、工艺装备及软件系统性能的提升、产业政策的支持和产业链条的逐渐完善讨论了增材制造技术应用机遇;基于未来发展需求,展望了民用飞机增材制造技术创新应用的发展趋势。

关键词：民用飞机增材制造轻量化结构一体化成形智能化制造

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响应型润滑表面的智能调控研究进展

表面技术 2024年第10期53卷 92-109页

作者：张明瑞梁鑫罗星仲星屹华程罗长鹏成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

智能润滑材料和表面具有随需应变和仿生功能的特点,是近年来润滑技术的一个研究重点。功能成分的触发和反馈行为赋予了智能材料可控的润滑能力,能对环境变化做出响应,进而可以实现摩擦界面润滑状态的主动调控,为智能设备的设计和运用提... 详细信息

智能润滑材料和表面具有随需应变和仿生功能的特点,是近年来润滑技术的一个研究重点。功能成分的触发和反馈行为赋予了智能材料可控的润滑能力,能对环境变化做出响应,进而可以实现摩擦界面润滑状态的主动调控,为智能设备的设计和运用提供新的研究思路。结合智能润滑的研究现状,对材料类型、构筑方式以及应用领域等研究进展进行介绍。根据材料能够响应的刺激类型把智能润滑表面分为9种类型,并分别总结了每种类型材料的设计理念、刺激响应机理以及性能特点。此外,从高分子复合材料、功能化润滑纳米添加剂和环境敏感水凝胶3个方面对智能润滑表面的摩擦学领域的应用情况以及未来可能发展的方向进行了讨论。未来研究方向包括但不限于以下几个方面:一是开发新型响应型润滑表面,例如基于自愈性润滑表面、电磁响应性润滑表面等;二是探索更加智能的响应机制,例如基于人工智能的自适应控制;三是进一步研究响应型润滑表面的机理,从微观和宏观层面深入探索响应机制;四是拓展响应型润滑表面的应用领域,例如在纳米技术、生物医学、机器人等领域的应用。

关键词：响应类型功能表面智能材料润滑调控

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油田伴生气中CO_(2)和轻烃的纯膜分离新技术

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天然气工业 2024年第4期44卷 68-75页

作者：张春威刘瑛孙晓梁全胜王涛李鹤康宇龙陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区... 详细信息

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区建成后伴生气组分的变化,优选聚乙烯胺膜、聚二甲基硅氧烷膜针对伴生气中的CO_(2)和轻烃开展室内分离试验,采用PROⅡ软件对伴生气分离整体流程进行了模拟仿真、开展了流程优化设计和装置试制,确定了膜技术分离油田伴生气中CO_(2)和轻烃的适用性,并开展了现场试验。研究结果表明:①随着CCUS示范区CO_(2)的注入,CO_(2)对地层中的轻烃组分具有一定的萃取作用,并导致其含量逐渐上升,需要回收被采出至地面的CO_(2)和高附加值的轻烃;②聚乙烯胺膜对CO_(2)具有强促进传递作用,CO_(2)浓度、温度、湿度为主要影响因素,CO_(2)两级分离率可达到96%;③聚二甲基硅氧烷膜对轻烃具有良好的选择性,碳值越高选择性越好,压力比、温度为主要影响因素,分离率最高可达70%;④聚乙烯胺和聚二甲基硅氧烷2种膜均具有优异的长期运行稳定性,印证了膜法分离CO_(2)和轻烃的能力;⑤试制膜分离撬装装置600 h现场试验装置运行稳定,分离效果和室内试验及数值模拟数据基本吻合。结论认为,采用纯膜法分离油田伴生气中的CO_(2)和轻烃投资低、能耗低,节能环保,具备长期应用的潜力。

关键词： CO_(2)驱油聚乙烯胺膜聚二甲基硅氧烷膜油田伴生气膜法分离 CO_(2)分离烃类分离

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商用飞机新能源动力发展路径分析与展望

推进技术 2024年第3期45卷 32-40页

作者：杨志刚王曼张志雄张炯王兆兵张亚伟张新榃中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211

围绕全球航空运输业碳减排背景,初步探讨了新能源商用飞机发展路径的问题,以期为我国未来商用飞机低碳化发展提供参考。分析世界航空产业碳减排形势,总结了欧美等商用飞机新能源发展现状与趋势;从可持续航空燃料(SAF)应用、混合动力推... 详细信息

围绕全球航空运输业碳减排背景,初步探讨了新能源商用飞机发展路径的问题,以期为我国未来商用飞机低碳化发展提供参考。分析世界航空产业碳减排形势,总结了欧美等商用飞机新能源发展现状与趋势;从可持续航空燃料(SAF)应用、混合动力推进技术、氢动力推进技术三个方向分析了新能源动力发展路径及相关探索工作;针对未来新能源商用飞机产品研究,提出了新能源动力及主要关键技术等需求;总结了商用飞机新能源产品发展方向和重点技术发展方向,提出了系统策划商用飞机减排体系等初步思考。

关键词：商用飞机可持续航空燃料混合动力氢动力发展路径综述

氢能源民用飞机技术路线与总体概念设计方法研究

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推进技术 2024年第3期45卷 53-59页

作者：张新榃于航彭俊毅朱文都张炯王曼杨志刚中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文以实现民用飞机净零碳排放为目标,寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估,结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统... 详细信息

本文以实现民用飞机净零碳排放为目标,寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估,结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统的质量对比,本研究认为“氢能源+涡轮机”将是未来新能源民用飞机最具可行性的能源动力组合。建立了适用于氢能飞机的总体设计流程,针对窄体干线氢能客机开展总体设计,采用阻力分解方法估算气动效率,多种分类质量计算方法估算空重,经过设计迭代形成可行的氢能飞机总体参数和初步概念方案。分析结果表明,对于窄体干线级别民机,采用“氢能源+涡轮机”的动力架构使该级别飞机起飞质量比传统燃油飞机增加不到10%。考虑到未来10~20年氢能动力系统和机载氢燃料存储技术可预见的突破,氢能飞机是实现航空运输净零碳排放的非常具有潜力的解决方案。

关键词：净零碳排放氢能源储氢质量分数飞机总体设计能源动力架构

北斗三代SBAS在抗干扰天线下的实现及验证

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现代导航 2024年第5期15卷 324-329页

作者：何金花李伟伟陕西凌云电器集团有限公司宝鸡721006 陕西飞机有限责任公司综合航电研究所汉中723000

星基增强系统(SBAS)是北斗三代卫星导航系统的重要组成部分。首先介绍了北斗SBAS的基本情况,接着介绍了北斗SBAS的终端定位的实现及相关算法。最后对终端设备使用抗干扰天线在无干扰和有干扰状态下进行测试,结果表明北斗SBAS的精度均优... 详细信息

星基增强系统(SBAS)是北斗三代卫星导航系统的重要组成部分。首先介绍了北斗SBAS的基本情况,接着介绍了北斗SBAS的终端定位的实现及相关算法。最后对终端设备使用抗干扰天线在无干扰和有干扰状态下进行测试,结果表明北斗SBAS的精度均优于单点定位精度。

关键词：星基增强系统北斗导航系统抗干扰

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大型客机航电系统综合集成关键技术综述

航空学报 2024年第5期45卷 245-287页

作者：周贵荣徐见源马少博宗军耀沈金清朱海杰中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

面对未来航空运输系统的需求,为了进一步提升大型客机安全性和空域运行效能,在系统综合控制、相关方信息共享、空地协同决策与管理、所需通导监视性能、基于航迹运行等方面对大型客机航电系统提出了新的需求,结合现代综合化航电系统的... 详细信息

面对未来航空运输系统的需求,为了进一步提升大型客机安全性和空域运行效能,在系统综合控制、相关方信息共享、空地协同决策与管理、所需通导监视性能、基于航迹运行等方面对大型客机航电系统提出了新的需求,结合现代综合化航电系统的技术发展特点,总结了先进的航电系统架构、主要的功能特征、安全性设计流程等方面的内容。根据国产大型客机综合化航电系统研制和集成工作的工程实践,结合国内相关院所的研究成果,分析了航电系统综合集成、驾驶舱显示与控制、综合模块化航电、飞行管理、无线电导航、综合监视、机载数据链、大气惯导与机载信息等领域的技术现状、发展趋势和关键技术。并对下一代大型客机航电系统的应用需求、技术特征、研究方向等方面进行了展望。

关键词：大型客机运行环境系统集成航电系统综合模块化航电

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砂纸冰对民机平尾气动特性的影响

航空学报 2024年第2期45卷 151-166页

作者：李海星周峰颜巍白峰赵克良中国商用飞机有限责任公司、上海飞机设计研究院上海201210

平尾结冰严重影响飞机的纵向操纵性及稳定性。为研究结砂纸冰对平尾气动特性的影响,采用基于某民机平尾设计的大、小模型,在低速增压风洞中开展了带砂纸冰的测力试验,分析了砂纸冰粗糙度、雷诺数、角冰粗糙度对带冰平尾气动特性的影响规... 详细信息

平尾结冰严重影响飞机的纵向操纵性及稳定性。为研究结砂纸冰对平尾气动特性的影响,采用基于某民机平尾设计的大、小模型,在低速增压风洞中开展了带砂纸冰的测力试验,分析了砂纸冰粗糙度、雷诺数、角冰粗糙度对带冰平尾气动特性的影响规律,同时总结了砂纸冰的缩比方法。结果表明:砂纸冰粗糙度增加会导致平尾气动特性逐步恶化,在飞行雷诺数条件下,当冰型粗糙度相对高度为0.2×10^(-3)~0.6×10^(-3)时,相比于无冰条件,最大升力系数降低0.3~0.4;雷诺数对带砂纸冰平尾气动特性的影响超过对带角冰平尾的影响,但远小于对干净平尾的影响,当带砂纸冰平尾雷诺数由3.29×10^(6)提高至13.1×10^(6)后,其最大升力系数提高0.02~0.04;角冰表面粗糙度的变化对平尾气动特性的影响较小,由粗糙度带来的升力损失远小于角冰本身所带来的影响;当砂纸冰高度远超过当地边界层厚度时,风洞试验可根据模型比例对砂纸冰粗糙度进行几何缩比,而当砂纸颗粒较小时,采用几何缩比方式获得的砂纸冰对平尾气动力影响相对较小。提出了基于边界层厚度的砂纸冰粗糙度缩比方法,该方法的适用性还需要进一步验证。

关键词：砂纸冰平尾风洞试验气动特性粗糙度雷诺数边界层

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三翼面验证机纯电方案设计

航空学报 2024年第6期45卷 104-114页

作者：孔垂欢吴大卫谭兆光潘立军马茹冰司江涛中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

随着碳排放政策日趋严格,航空绿色出行成为民机设计新目标之一,传统布局的民航客机气动效率、结构效率提升空间有限,很难实现大幅减阻,采用新布局结合新能源的设计方案,成为当下研究的热点。本文总结了翼身融合(BWB)、桁架支撑翼(TBW)... 详细信息

随着碳排放政策日趋严格,航空绿色出行成为民机设计新目标之一,传统布局的民航客机气动效率、结构效率提升空间有限,很难实现大幅减阻,采用新布局结合新能源的设计方案,成为当下研究的热点。本文总结了翼身融合(BWB)、桁架支撑翼(TBW)、三翼面(TSA)的新布局以及纯电为代表的新能源技术研究进展,基于“乘风2.0”200 kg级无人飞行验证机的布局特征,采用计算流体力学(CFD)和工程估算开展了三翼面布局气动特性分析和布局收益评估,分析了前翼与尾翼单独偏转和组合偏转力矩特性,前翼在大迎角具有较好的推杆改出和操纵能力;验证机完整的三翼面布局,相对于其取消前翼的布局,在4°迎角可获得约7%配平升力收益,考虑前翼方案带来的零阻、下洗、增重不利影响,仍可获得19.7count减阻收益,巡航升阻比提升3%;前翼+尾翼部件导致全机增重约0.3%;给出了分布式动力推进架构,该架构可减小90%不对称推力力矩;基于无人飞行验证机开展纯电动力架构和性能的飞行试验,得到了验证机45 m/s巡航所需功率约20 kW,巡航能耗为0.126 kW·h/km,35 m/s巡航所需功率8 kW,巡航能耗为0.065 kW·h/km;最大功率出现在起飞阶段为45 kW,是巡航功率的2倍,起飞能耗在飞行剖面占比约2%。

关键词：无人验证机新布局三翼面纯电飞机分布式电推进