飛行安全
關注創建者：張嘉文 創建時間：2015-08-20
飛行安全的視頻教程
復合材料雷擊損傷——基于abaqus的雷擊過程及剩余強度仿真
飛機飛行過程中遭受雷擊的情況屢見不鮮，由于CFRP的導電、導熱及電磁屏蔽性能較差，在遭受雷擊時，往往會引起材料的燒蝕、穿孔等損傷，嚴重威脅飛機的飛行安全，因此對CFRP進行防雷設計至關重要。 課程目的： 本課程通過考慮電-熱-化學多物理場之間的相互耦合，探究CFRP在雷擊環境下的損傷特性和失效機理，對實現CFRP雷擊防護層的優化設計、保證飛機的安全飛行具有重要意義。
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FENSAP-ICE高級應用：飛機熱氣防冰仿真與工程實踐全流程大師班
理工科院校師生及科研人員 課程提供從基礎設置到工程案例的完整體系，適合高校師生在飛行器安全、熱力學或材料工程等研究方向中開展結冰模擬相關的學術研究。 4. 航空器適航認證相關從業人員 FENSAP-ICE被用于驗證結冰條件下的飛行安全性，課程中的結冰仿真結果可直接支持適航認證中的技術論證，適合從事適航分析或標準制定的專業人員。 5.
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FENSAP-ICE進階課程
FENSAP-ICE飛行結冰計算軟件是加拿大NTI公司研發的，專門計算飛機飛行時的結冰狀況，從而驗證飛機結 冰時的飛行安全性，為完善飛機的防冰系統提供技術依據。該系統適用于各種飛機、旋翼機、噴氣機、發動機吊 艙、探頭、探測器等。 本課程旨在幫助學員全面掌握結冰仿真技能，充分把握fluent與FENSAP-ICE聯合仿真技術要點，自主劃分FENSAP-ICE所需網格。
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飛行安全的實例教程
提升裝配精度，確保飛行安全
精確分析復雜尺寸鏈誤差傳遞，優化關鍵部件的裝配公差，確保飛機在高動態、高載荷環境下各系統穩定運行。
2. 縮短研發周期，提高設計效率
通過虛擬裝配與公差仿真，提前識別裝配風險，減少試制和返工，優化設計方案，加速新機型或改型飛機的交付進度。
3. 優化制造工藝，降低生產成本
精準控制公差，減少因裝配調整、試驗失敗及零部件報廢導致的損耗，助力精益制造和成本管控。
4. 提升結構可靠性，優化整機性能
確保關鍵裝配件長期可靠，減少運動卡滯、結構變形及磨損風險，提升整機性能和產品質量。
5. 推動自主創新，提升國產飛機競爭力
構建自主核心能力，減少對國外商業軟件的依賴，實現公差管理智能化，推動國產航空工業向高質量、國際化方向邁進。
展開 旋翼機與直升機的最大區別是，旋翼機的旋翼不與發動機傳動系統相連，發動機不是以驅動旋翼為旋翼機提供升力，而是在旋翼機飛行的過程中，由前方氣流吹動旋翼旋轉產生升力，象一只風車，旋翼系統僅在起動時由自身動力驅動，起飛之后靠空氣作用力驅動;
007電影中特工杰姆斯邦德駕駛旋翼機被直升機追殺，非常有喜劇色彩
而直升機的旋翼與發動機傳動系統相連，既能產生升力，又能提供飛行的動力，象一臺電風扇。由于旋翼為自轉式，傳遞到機身上的扭矩很小，因此旋翼機無需像單旋翼直升機那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。
在飛行中，旋翼機同直升機最明顯的分別為直升機的旋翼面向前傾斜，而旋翼機的旋翼則是向后傾斜的。
旋翼機飛行時，升力主要由旋翼產生，固定機翼僅提供部分升力。有的旋翼機甚至沒有固定機翼，全部升力都靠旋翼產生。
由于旋翼機的安全性，有人就想出飛行旋翼機的高招，安全第一
由于旋翼機的旋翼旋轉的動力是由旋翼機前進而獲得。萬一發動機在空中停車螺旋槳不轉了，此時旋翼機因為具有慣性繼續維持前飛的狀態，并由于重力和空氣阻力逐漸減低速度和高度，就在這高度下降的同時，也就有了自下而上的相對氣流，旋翼就能可自轉提供升力。
這樣，旋冀機便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降落。即使在飛行員不能操縱，旋翼機失去控制的特殊情況下，也會像降落傘一樣的降落，雖然也是粗暴著陸，但不會出現類似秤陀落地的情況。
直升機原理太復雜，飛行安全性比較低，粗暴著陸是常態，人員受傷死亡高發
直升機也是具備自轉下沿安全著陸能力的。但它的旋冀最初是發動機驅動高速宣傳的，發動機停車后轉換到風吹旋轉，這個過渡要損失一定高度。如果飛行高度不夠，那么直升機就可能來不及過渡而觸地。
展開 5月12日，一架西銳SR22飛機與一架SA226-TC Metro III飛機在美國科羅拉多州上空相撞……
對此，美國不少媒體在報道中將其稱為“奇跡般無人傷亡”——
之所以如此，是因為西銳SR22飛行員緊急啟動了西銳整機降落傘系統（CAPS），兩架飛機成功降落，雖然機身嚴重受損、斷裂，但慶幸無人受傷。
西銳整機降落傘系統（CAPS）再次引起行業內外的高度關注：為什么CAPS被譽為“救命神器”？西銳飛機緣何成為最安全的通航飛機之一？
當“英雄情結”遇到“安全至上”
二戰后的美國航空業環境中，不少飛行員都是軍機飛行員出身，人們普遍認為“好的飛行員永遠不需要降落傘”。還有一些人認為，即便給整機加上降落傘，這樣的設計也未必實用。此外，還有一種意見，認為輕型飛機/超輕型飛機起降性能好，滑翔性能好，即使飛行中發生故障也可憑出色的滑翔性能在公路或其它平地安全著陸，因此沒有必要配備整機降落傘系統。
艾倫·克拉普邁耶
但隨著通用航空產業的擴充與發展，飛行安全已經成為了整個行業高度關注的重點。西銳公司前共同創始人兼首席執行官艾倫·克拉普邁耶（Alan Klapmeier）就曾經有過一段驚心動魄的記憶——
1985年，艾倫與教員進行儀表培訓時，發生了一起空中撞擊事故。幸運的是，他最后將飛機安全降落，而另外一架飛機的飛行員卻沒有那么幸運。幸存的艾倫就此產生了在每一架西銳飛機上安裝整機降落傘的想法。
展開 根據海軍陸戰隊的說法，訓練中隊海軍戰斗機攻擊訓練中隊501（VMFAT-501）的一架F-35B在當地時間上午11:45在航空站附近墜毀，飛行員從軍用飛機墜毀中安全脫險。但該聲明沒有給出可能的墜機原因，只是稱該事件仍在調查中。
該聲明表示：“美國海軍陸戰隊飛行員安全地從飛機上彈射了出來，目前正由醫務人員進行評估，沒有平民傷亡。”
這架耗資超過1億美元的飛機屬于海軍戰斗機攻擊訓練中隊501，該訓練中隊訓練海軍陸戰隊飛行員駕駛F-35戰機作戰，巧合的是墜毀事件發生前一天，F-35B剛剛完成了自己在阿富汗的首次實戰任務。
過去，F-35戰機遭遇過緊急著陸、機組人員缺氧、發動機著火和其他地面故障，但這次卻是軍方首次遭遇F-35戰機全面撞擊地面，涉及飛行員的撤離。
由于調查仍在進行中，一名不愿透露姓名的美國軍方官員表示，海軍陸戰隊最初將此事故歸類為A級事故，A級事故被定義為導致飛機完全毀壞的事件，或損失超過200萬美元或機組成員出現死亡或永久完全殘疾。
F-35戰機項目自20世紀90年代初推出，被認為是美國歷史上最昂貴的武器系統，預計耗資約4,000億美元，未來幾年將生產2,500架飛機。
而且考慮到F-35的維修和維護成本，整個項目成本計劃預計將增加到1.5萬億美元。
支持者吹噓F-35戰機的雷達躲避隱身技術，超音速，近距離空中支援能力，機載敏捷性和大量傳感器，為飛行員提供無與倫比的信息訪問。
但該計劃面臨多次延誤，成本超支和挫折，其中包括2014年發生的一次神秘引擎火災導致該系列飛機臨時被停飛。
到目前為止，美國軍方已經交付了245架F-35戰機，其中大部分是美國空軍。
展開 與傳統結構材料相比，聚合物基復合材料（PMC）具有更高的性能和柔韌性。然而，這些優勢是采用多種原材料并通過增加材料復雜性為代價的，因而對于這些材料的測試也帶來了一定的挑戰。
材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進行一系列試驗——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復合材料具有各向異性（即力學性能取決于方向）和不均勻性（即材料成分不均勻，如增強纖維與樹脂基體）。對于關鍵的復合材料應用，通常需要進行其他更復雜的試驗來確定材料在使用條件下以及在典型環境中的耐久性。比如，評估航空航天工業復合材料沖擊后壓縮（CAI）試驗、風能行業疲勞載荷以及汽車碰撞防護的高速拉伸試驗都很重要。
CAI的含義
CAI（沖擊后壓縮強度）實際上有兩種含義：
1） 評定含損傷時的材料性能指標；
2） 復合材料層壓板受沖擊產生損傷后的壓縮強度。前者一定是對特定的層壓板，在特定條件下得到的含沖擊損傷層壓板的壓縮強度；而后者可以是任意的層壓板（包括結構）在壓縮載荷下的壓縮剩余強度；
由于CAI值不僅用于評定材料性能的指標，同時也是用于結構設計確定設計值的基礎，因此纖維增強復合材料的CAI值測試越來越重要，隨著人們對CAI值不斷的理解和深入，由初始僅作為評定樹脂增韌的標準，到目前已用于從材料研制擴展到為結構設計等提供有關損傷容限能力的知識數據需求。
CAI測試標準及注意事項
常用的測試標準為ASTM D7137/D7137M、ASTM D7136/D7136M、ISO 18352，試驗機的同軸度、夾具的選擇以及壓盤的平行度都會對測試結果產生較大影響。
ASTM D7136：測量纖維增強聚合物基體復合材料抵抗落錘沖擊損傷的能力
ASTM D7137：受損聚合物基體復合材料板的殘余抗壓強度性能
展開 
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飛行安全的最新內容
包含扇形靶計算，飛散角，威力場飛行軌跡，最大安全距離計算的源代碼
? 航空航天：精準模擬鳥撞、冰雹沖擊、發動機葉片脫落、水上迫降等場景，保障飛行器結構安全；復合材料結構沖擊仿真，助力輕量化設計與強度驗證。
? 電子與家電：手機、電腦跌落測試，包裝抗沖擊仿真，白電運輸防護設計，以低成本仿真替代大量物理跌落試驗。
? 國防與軌道交通：終端彈道、爆炸效應、裝甲防護仿真；列車碰撞、車體安全評估，為國防裝備與軌道交通安全提供核心技術支撐。
覆蓋航空航天、風電、高性能汽車與軌道交通等核心領域：
風電領域：模擬風機葉片在運行中遭遇冰雹、飛鳥、空中碎片撞擊的場景，評估葉片抗沖擊性能，直接決定葉片的使用壽命和運行可靠性；
航空航天領域：機翼、機身、尾翼等承力結構多采用碳纖維增強塑料（CFRP），飛機在起飛、降落、穿越云層時可能遭遇冰雹撞擊，或在制造、維修中遭遇工具墜落沖擊，這些沖擊可能僅造成表面小凹痕，但內部損傷會嚴重影響飛行安全
在噪聲控制的同時，兼顧飛行器起降的安全性（如符合機場凈空要求）、機動性（如不影響飛行姿態控制）與運行效率（如不顯著增加飛行時間），實現“性能– 環境– 效率”的平衡。
該方案已成為歐洲有關機場的核心配套技術，有效降低了周邊社區的噪聲干擾，提升了飛行器部署的社會可接受度。
空客與Hotting Brüel & Kj?r保持了長期的合作，確保其在噪聲與振動等舒適性的領先。
鋁合金鑄件內部氣孔分布直接影響飛行安全。常規超聲波檢測無法定位三維坐標。金相分析需要破壞樣品。交期壓力下，如何在不損傷產品的前提下獲得內部完整數據？
這恰恰是工業CT無損檢測技術的價值所在。
二、檢測精度與效率的矛盾
制造企業在質量控制環節普遍面臨三重矛盾。
檢測精度與成本控制的對立。 高分辨率檢測往往意味著昂貴的設備投入和專業人才需求。
幾乎所有航空零件都要求：
首件檢驗（FAI）
三坐標全尺寸檢測報告（CMM）
PPAP 或 AS9100 可追溯性
航空應用包括：
渦輪部件
燃油系統組件
傳感器外殼
結構支架
無人機航空結構件
CNC 加工是確保飛行安全和長期耐久性的重要保障
航空航天：
發動機健康管理：可通過Hunter Pad監測發動機的溫度、壓力、振動等關鍵參數，實時評估發動機的健康狀態，并可預測關鍵部件（如渦輪葉片）的剩余使用壽命，實現預測性維護，避免突發故障，保障飛行安全。
飛機機體健康管理：對機翼、機身等關鍵結構部位進行檢測，可判斷結構的應力、應變、裂紋和腐蝕情況。
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圖片來源：網絡
2.飛行器飛行控制
飛行控制是保證飛行器安全飛行的關鍵要素之一。CAE仿真技術可以幫助研發人員進行飛行控制算法的開發和測試。通過在計算機環境中建立精確的模型，模擬各種飛行環境和異常情況，幫助改進飛行控制系統的魯棒性和可靠性。
3.空中交通管理
隨著航空交通量的增加，有效的空中交通管理顯得尤為重要。
動態適應性測試：模擬陣風、亂流等復雜風場下的力學載荷，測試無人機姿態調整的穩定性與操控響應的精準性，保障不同場景下的飛行安全。
這些測試環節環環相扣，既需模擬常規使用場景的力學環境，也需復刻極端工況的極限載荷，才能全面筑牢無人機的力學可靠性防線。
技術升級驅動試驗體系迭代
傳統無人機力學可靠性試驗多依賴單一設備與自然環境，存在測試精度低、重復性差、場景覆蓋不全面等問題。
CAE技術可以通過飛行動力學模擬，預測無人機在不同飛行條件下的運動軌跡、穩定性、操控性等，從而在設計階段對無人機的飛行性能進行優化，進一步提升無人機的飛行穩定性和安全性。
