2024年, 第42卷, 第01期　
刊出日期：2024-02-15

  

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  民用航空运输载重配平问题研究综述

  赵向领, 左蕾, 李云飞, 徐吉辉

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 1-9+58.

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  为了解当前飞机载重配平的发展水平和研究进展，并为后续配载技术研究与应用提供借鉴，首先，介绍了载重平衡中的重量、重心和重心包线的概念。其次，总结了民用航空货运配载问题的3个研究方向：货物运输计划、货物装箱问题、集装器装载配平问题，并根据研究时间进程将集装器装载配平问题分为启发式算法和（混合）整数线性规划方法。然后，介绍了配载技术的发展及应用现状，总结分析了航空公司配载发展过程，把配载技术的应用发展分为手工配载、计算机辅助的半手工配载、自动配载3个阶段；通过文献综述发现，近期配载研究由于采用简化的目标重心偏差约束，从而造成研究与实际应用出现较大差距。最后，对配载技术提出了展望，认为未来的配载技术将以实际重心包线为基础，由枚举法过渡到整数规划方法，逐步实现配载优化，并借助机器学习等技术融入公司偏好和运行经验，从而实现属于航空公司偏好的智能配载方案。
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  测距仪信号功率谱及邻道泄露功率

  刘海涛, 刘莉, 王磊, 李冬霞

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 10-15.

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  为了解决宽带航空数据链频率资源匮乏的问题，L频段数字航空通信系统（L-DACS,L-band digital aeronautical communications system）将以内嵌的方式部署在航空无线电导航L频段测距仪（DME,distance measure equipment）波道间，因此，不可避免产生测距仪信号干扰L-DACS系统接收机的问题。为了定量描述DME/N(distance measure equipment/normal)与DME/P(distance measure equipment/precision)信号带外泄露对LDACS系统接收机的影响，首先建立了DME/N与DME/P信号数学模型，然后理论推导出DME/N与DME/P信号的功率谱密度表达式，以此为基础研究了DME/N与DME/P信号带外泄露对邻道部署的L-DACS系统接收机的影响，最后通过计算机仿真验证了理论分析结果的正确性。研究表明：DME信号带外泄露对L-DACS系统的影响主要表现在第一邻道，DME/P信号在第一邻道内泄露功率比DME/N信号泄露功率高约10 d B。
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  VHF机载电台ACARS功能激活方法的研究

  岳猛, 洪雪婷, 蒋一阳, 郑瀚

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 16-23.

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  飞机通信寻址与报告系统（ACARS,aircraft communication addressing and reporting system）是目前世界范围内使用最广泛的空地数据链通信系统。以激活真实航材的ACARS功能为目的，选择典型的甚高频（VHF,very high frequency）机载电台柯林斯VHF-2100型，从接口规范、数据交互时序关系和电气连接特性3个方面进行研究，设计了ACARS功能的激活方法。通过实验平台的验证，测试结果表明：所设计的方法能够对VHF-2100机载电台进行配置，并能使其收发ACARS报文。真实航材的激活验证了接口控制的可行性，对ACARS机载电台的国产化有一定的借鉴意义。
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  酸处理对KF/AC催化合成洁净高效灭火剂CF_3I的影响

  周晓猛, 任立恒, 彭智敏, 王刚, 陈文胜, 刘建, 闫浩

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 24-29.

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  为了探究催化剂制备过程中不同酸处理对催化性能的影响，降低三氟碘甲烷（CF_3I）生产成本以推进其作为灭火剂在民航领域的应用，采用无机酸（HNO_3、HCl、H_2SO_4）和有机酸（CH_3COOH、CF_3COOH、C_6H_8O_7）分别对活性炭（AC,activated carbon）进行预处理，以处理后的AC作为载体制备一系列KF/AC催化剂，研究其在相同工况下催化合成的性能（以CF_3I收率计）。结果表明：除柠檬酸（C_6H_8O_7）外，无机酸和有机酸处理均会使AC微孔孔容增加；不同酸处理均会增加AC表面羧基和催化剂碱性位点数量；K元素在微孔中的负载量对催化剂的性能起关键作用；有机酸处理可使微孔负载量达到未处理催化剂的3倍以上，效果明显优于无机酸处理；三氟乙酸（CF_3COOH）处理对催化性能提升最明显。
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  高温环境下发动机叶片-硬涂层阻尼结构动力学建模与分析

  李双宝, 李芳

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 30-39.

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  硬涂层作为一种阻尼结构可以有效地抑制发动机叶片的有害振动，其动力学研究对于设计和优化复合结构有着重要的意义。本文探讨了高温环境下发动机叶片-硬涂层阻尼结构的动力学模型，对其进行动力学分析，研究固有频率、振动响应幅值等动力学特性。采用数值模拟分析硬涂层、温度对复合结构动力学特性影响。利用有限元仿真对结果进行了验证，得到硬涂层对于发动机叶片有减振作用，在高温环境下依然有效。
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  基于多队列的机场旅客安检流程仿真研究

  赵振武, 郑文悦, 张沉沉

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 40-46.

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  为改善机场旅客安检现状，在不改变安检物理格局的前提下，结合排队论提出6种安检验证服务台的排队方式。根据某机场的安检布局及空间尺寸，在以社会力模型为基础的AnyLogic软件中，构建机场旅客安检流程模型。按照低、中、高峰时段的旅客到达率402、623、802人/h对6种排队方式进行仿真，得到安检总时间、平均单队列人数、旅客平均等待时间和安检平均服务时间4个性能指标用来衡量安检效率，发现1对1型且验证服务台远离安检通道的排队方式表现效果更好。再对比验证服务台远离安检通道1～20 m，每隔1 m放置时的性能指标，结果表明：1对1型且验证服务台远离安检通道20 m，队列为S形的排队方式更适用于目前机场旅客安检的需求。
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  不对称式12脉冲自耦变压整流器设计

  张建芳, 郝晓红

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 47-52.

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  为满足多脉冲自耦变压整流器（ATRU, auto-transformer rectifier unit）小型化和轻量化的行业应用要求，本文提出一种不对称式12脉冲自耦变压整流器的设计方案。首先，详细阐述了其拓扑结构和绕组结构；其次，分析了输入电流谐波、等效容量等主要性能参数，并进行了Saber仿真验证；最后，在此基础上设计了10 kW自耦变压整流器样机，并对该样机进行了实测数据分析。分析结果表明，该设计方案满足DO-160标准，等效容量相比对称式12脉冲自耦变压整流器更小，更符合航空产品小型化、轻量化的设计需求。
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  液滴撞击随机粗糙表面的动态行为特性研究

  陈飞, 霍金鉴, 王立文, 唐杰

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 53-58.

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  在航空发动机清洗过程中，通过清洗液滴与叶片积垢撞击实现发动机在翼清洗，因此液滴在随机粗糙表面撞击、铺展、浸润的研究对提升发动机在翼清洗效果有重要意义。为获得液滴撞击随机粗糙表面的撞击特性，本文研究了清洗液滴在随机粗糙表面撞击、铺展、浸润的动力学行为，重点分析了液滴直径和撞击速度对撞击特性的影响。结果表明，相比于光滑壁面，由于壁面粗糙度的作用，液滴铺展边缘会产生许多破碎的小液滴，且粗糙结构的凸起和间隙使得间隙内产生气泡进而影响润湿效果；液滴的铺展直径与液滴直径和撞击速度正相关，有助于抵消壁面粗糙度造成的液滴飞溅；壁面润湿程度随液滴直径和撞击速度增加，但撞击速度对撞击核心区域的润湿程度影响较小。本文研究成果可为优化航空发动机在翼清洗工艺参数提供一定的理论依据。
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  ECC疲劳损伤规律及微观结构研究

  蔡靖, 刘汉磊, 霍海峰, 支雁飞, 任彦龙

  中国民航大学学报. 2024, 42(01): 59-64.

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  为研究工程水泥基复合材料（ECC,engineered cementitious composites）的疲劳规律并探究其损伤原因，利用疲劳试验机对ECC试件进行单轴拉伸循环加载试验，分析其疲劳规律及损伤界面微观形态。研究结果表明：ECC试件破坏规律与其累积轴向应变速率有关，在加载初始阶段，累积轴向应变会随着循环荷载作用次数增加而明显增大，随后进入稳定变形阶段;进一步加载将导致累积轴向应变快速增长，并最终导致试件断裂破坏；ECC的裂纹宽度发展呈现出中间低、两端高的趋势；ECC试件在循环荷载过程中初次开裂后，不会迅速进入破坏阶段，是因为纤维仍然具有抗拉能力，可继续承受循环荷载加载；通过对纤维-基体界面的微观分析发现，纤维与基体结合较好，可整体耗散能量，为ECC具有高疲劳性能的主要原因。