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中国民用航空上海航空器适航审定中心

Simcenter™助力民航飞机适航审定顺畅开展

中国民用航空上海航空器适航审定中心

Simcenter™助力民航飞机适航审定顺畅开展

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quotation marks 该方法的案例分析计算部分是构 建在该软件的基础之上。其易用性和算法的可靠性是我们选择的关键。未来我们还将考虑Simcenter™中的其它仿真工具。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC
挑戰
  • 长期依赖于成本高昂且周期漫长的试验方法进行起落架系统的适航认证与审定
  • 中国民用航空上海航空器适航审定中心 (SAACC) 组织国内多家研究机构,共同研究起落架系统的验证与适航审定方法
成功的關鍵
  • 利用LMS Virtual.Lab Motion建立参数化的起落架仿真模型
  • 高效快速地全方位研究各种试验参数对起落架性能的影响
  • 为建立相关的符合性认证方法和审查判据提供了必要的依据
結果
  • 填补了国内适航认定方法领域的空白
  • 在多个机型的审定过程中提出了合理的适航要求及符合性建议
  • 改进验证方法,有效地保障了相关机型的安全性
quotation marks Siemens PLM Software的LMS Virtual.Lab Motion软件在我们开发针对起落架的适航符合性建议验证方法与辅助符合性判定时起了关键的作用。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC 我们相信与Siemens PLM Software的合作将有力地帮助我们进 一步提升适航审定工作的效率和质量,帮助民机制造商实现创新,实现民航新型飞机的预期安全性,为乘坐飞机的广大旅客提供安全保障。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC
quotation marks 该方法的案例分析计算部分是构 建在该软件的基础之上。其易用性和算法的可靠性是我们选择的关键。未来我们还将考虑Simcenter™中的其它仿真工具。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC

大型民航飞机的适航认证

对于航空业来说,安全性是最高优先级的问题,任何一种型号的飞机,都必须接受航空器适航审定部门的适航审定,在通过审查后获得适航认证,这是该机型投入运营的一个前提。

由于适航认证工作本身的高技术含量,全球仅有少数航空强国才建立有比较权威的适航审定机构,其中包括美国的联邦航空管理局 (Federal Aviation Administration,简称FAA) 和欧盟的航空安全局 (European Aviation Safety Agency,简称EASA)。而在我国,这一重要的职责由中国民用航空局 (CAAC) 直属的中国民航适航审定中心承担。该中心包括了五大审定机构,其中的上海航空器适航审定中心 (SAACC) 是设立较早的适航审定机构之一,承担着国内所有民用喷气式运输类飞机的适航审定工作,其中既包括波音、空客等国外机型进入中国市场的适航认可审定,也包括国产COMAC ARJ21-700飞机型号合格证证后管理、大型灭火/水上救援水陆两栖飞机和国人最为关注的COMAC C919大型客机的适航审定。

面对如此重大的责任,SAACC面临着巨大的压力。其中的压力之一就是,面对快速发展的新技术以及更为复杂的应用场景,如何及时地明确适航认证方法与验证内容,在保证安全的前提下,提升适航审定工作的效率和质量,并支持和鼓励飞机制造商的各种验证技术创新。

工程挑战

在民用飞机的适航审查过程中,针对不同的审定项目,制造商需要根据适航当局规定的符合性验证方法提供对应的证据文件。下表列出了通常的适航符合性验证方法及其对应的文件要求。

适航符合性验证方法

对于起落架系统的适航认证来说,由于过去仿真手段未得到充分确认和论证,所以SAACC不得不要求申请方采用试验室试验、机上地面试验和滑行试飞等方法进行验证,整个验证过程成本高、周期长。尤其是这类试验大多需要由制造商及其海外供应商紧密配合,这中间由于各种因素往往导致巨大的沟通成本。

即便如此,由于起落架系统的认证环节涉及多种学科——例如:飞机总体设计、起落架结构设计、控制系统设计、液压传动系统设计等,还受到多种环境因素的影响,后者包括轮胎和跑道的材料。如何综合判断这些设计因素和外部环境因素的影响,是起落架适航认证工作的重要组成部分。面对如此复杂的工程问题,仅仅依赖物理试验手段是有局限性的,必须充分利用仿真技术手段建立完整高效的参数化分析模型,并依据该模型建立基于分析和计算的符合性认证方法。

SAACC的选择

通过多家合作伙伴的推荐,SAACC在2014年引进了Siemens PLM Software旗下的Simcenter ,其中的LMS Virtual.Lab Motion成为了解决问题的关键工具。

在Siemens PLM Software的专业技术支持下,SAACC成功为起落架系统建立了刚柔耦合的多体动力学仿真分析模型(如图1),该模型实现了全参数化,因此可以快速针对不同机型的起落架模型进行调整,从而帮助适航审定专家提高分析验证和适航判定的效率。同时该模型还可以考虑各种复杂的设计参数和环境参数,使得适航审定专家可以对很多在试验条件下难以复现的情况进行模拟,大幅提升了整体审定工作的效率和审查信心。

填补中国适航符合性验证方法领域的空白

利用仿真手段,SAACC成功开发了基于分析和计算的起落架适航符合性建议验证方法,并于2016年顺利完成了“大型客机摆振适航审定技术研究”课题的攻关,填补了中国适航符合性验证方法在这一领域的空白。利用该方法,SAACC顺利推进了国产大型灭火/水上救援水陆两栖飞机和C919飞机两个型号的适航符合性方法的确定,并为相关项目的后续分析和试验验证提供了重要的指导。

“Siemens PLM Software的LMS Virtual.Lab Motion软件在我们开发针对起落架的适航符合性建议验证方法与辅助符合性判定时起了关键的作用,”SAACC起落架适航审查代表何绪飞博士说。“该方法的案例分析计算部分是构建在该软件的基础之 上。其易用性和算法的可靠性是我们选择的关键。未来我们还将考虑Simcenter™中的其它仿真工具,我们相信与Siemens PLM Software的合作将有力地帮助我们进一步提升适航审定工作的效率和质量,帮助民机制造商实现创新,实现民航新型飞机的预期安全性,为乘坐飞机的广大旅客提供安全保障。”

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quotation marks Siemens PLM Software的LMS Virtual.Lab Motion软件在我们开发针对起落架的适航符合性建议验证方法与辅助符合性判定时起了关键的作用。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC 我们相信与Siemens PLM Software的合作将有力地帮助我们进 一步提升适航审定工作的效率和质量,帮助民机制造商实现创新,实现民航新型飞机的预期安全性,为乘坐飞机的广大旅客提供安全保障。 何 绪飞, 起落架适航审查代表 SAACC
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