我國民用航空技術(shù)的差距與對策

1、1,成員工作安排,2,綠色飛行,3,飛機失速預(yù)警技術(shù),4,降噪技術(shù),5,6,總結(jié)與想法,目,錄,contents,01,part one,成員工作安排,members of the working arrangement,02,part two,綠色飛行,green flight,國家主席習(xí)近平9月23日在西雅圖參觀波音公司商用飛機制造廠，詢問航空節(jié)能減排措施，了解未來飛機設(shè)計理念,航空運輸業(yè)是個高耗能高排放行業(yè)，節(jié)能減排責(zé)無旁貸,02,綠色飛行,green flight,航線優(yōu)化,機隊優(yōu)化,生物航煤,02,綠色飛行,green flight,優(yōu)點,特點,定義,一、生物航煤,全球生物航空燃料發(fā)

2、展現(xiàn)狀,2013年4月24日，中石化1號生物航煤在上海虹橋機場成功試飛,生物航煤正式商業(yè)化應(yīng)用,持續(xù)引進技術(shù)先進機型，壯大新一代寬、窄體機隊伍 更新現(xiàn)有機隊是航空公司降低碳排放量最有力的舉措,二、機隊優(yōu)化,小型,中型,大型,機發(fā)動機的排氣主要含有一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物和炭粒、灰分等粒子物質(zhì)。另外，排氣中還含有強刺激性的有機酸以及碳和硫的化合物。飛機污染物的排放量與發(fā)動機類型、運行狀態(tài)、運行時間等因素有關(guān)。,近幾年各機場起降和通行的航班數(shù)量和密度都在明顯增加。“我國現(xiàn)階段對于航空器、機場的環(huán)保監(jiān)管是一個空白，機場項目建設(shè)環(huán)評不對空氣污染環(huán)節(jié)進行評價，正常運行時也不對尾氣進行環(huán)境

3、監(jiān)管”大型機場附近的空氣污染物排放量驚人。,飛機主要污染物排放量,空客310,arj21,波音737,波音777,空客330,pw4000-112,cfm56-5b,pw4000-94,pw4000-100,cf34-10,根據(jù)cfm公司的消息;采用leap56技術(shù)的第一臺全尺寸驗證發(fā)動機計劃于2012年開始，預(yù)計2016年完成取證。cfm國際公司表示，這款先進的新型渦扇發(fā)動機較之現(xiàn)有的cfm56“技術(shù)嵌入”發(fā)動機，將減少16%的燃油消耗。該公司表示，一旦該發(fā)動機與新的飛機技術(shù)相結(jié)合，燃油消耗將進一步降低。,c919客機采用的leap-x渦扇發(fā)動機,cfm56 leap,中國民用航空在新型飛機

4、研發(fā)中重點發(fā)展綠色技術(shù)，并取得明顯成效，未來的大型民航客機都將是“綠色飛機”。 “c919”采用先進的動力裝置、低噪聲設(shè)計技術(shù)后，碳排放將大幅下降，噪聲也將縮小75，并可為航空公司降低10的直接運營成本，為民用航空市場提供了節(jié)能、降耗、減排、環(huán)保的商用飛機。,c919大型客機,我國航班飛行密度示意圖,美國空域資源中，能夠為民航所使用的空域約占80%，其余20%為空軍所使用。而這20%的空域，也可以應(yīng)具體情況而批準為民航所使用。,我國民航可用空域約占20%，僅能使用航路、航線和民用機場附近空域，大量空域被劃為軍航訓(xùn)練空域、巡邏待戰(zhàn)空域以及限制區(qū)、危險區(qū)、禁區(qū)。絕對可用空域的短缺是造成航線長耗油多

5、的關(guān)鍵問題。,1,美國航線,我國航線,三、航線優(yōu)化,如上圖所示，2010至2013年，在國家相關(guān)部門的大力支持下，民航航班使用臨時航線“截彎取直”取得顯著成效，有效降低了燃油消耗和二氧化碳排放。,臨時航線，是中國重要的空域資源，也是實現(xiàn)軍民航空域共享和靈活使用的主要組織方式，在促進提高航空運行效率和節(jié)能減排方面發(fā)揮著積極作用。在國家相關(guān)部門大力支持下，經(jīng)過軍民航有關(guān)單位反復(fù)研究出臺的臨時航線使用“主動釋放”機制將正式試行。,開辟臨時航線 節(jié)省燃油，減少co2排放,03,part there,飛機失速預(yù)警系統(tǒng),stall warning system,失速警告系統(tǒng)(stall warning s

6、ystem）是飛機接近失速時向駕駛員發(fā)出警告的裝置。,一、失速預(yù)警技術(shù),增強型失速與恢復(fù)控制系統(tǒng)可使飛機在機翼和尾翼失速下進行安全飛行并在無人機上進行了實驗驗證。,3,2,歐美各國大型飛機已經(jīng)裝備了較為先進的飛機預(yù)警系統(tǒng)。,國外飛機失速預(yù)警技術(shù)的發(fā)展,七十年代,九十年代,進入21世紀,當(dāng)前,1,美國聯(lián)邦航空局就規(guī)定飛機失速告警系統(tǒng)為飛機必須裝備的設(shè)備。,國外利用各種飛行參數(shù)采用多信息融合技術(shù),建立飛機失速預(yù)測與告警,4,二、差距,研制與生產(chǎn),我國關(guān)于飛機失速報警研制和生產(chǎn)的單位，大多為飛機大氣數(shù)據(jù)的生產(chǎn)廠家，飛機失速告警研究領(lǐng)域尚屬于飛機大氣數(shù)據(jù)領(lǐng)域，研制的時速預(yù)警設(shè)備一般只對飛機的迎角和空速

7、等信息進行分析解算來判斷飛機是否進入失速狀態(tài),產(chǎn)品,我國的飛機預(yù)警產(chǎn)品只能稱為失速告警裝置，這樣的失速告警裝置只能被有限的對失速狀態(tài)金星探測與告警，基本無法對飛機失速狀態(tài)進行預(yù)測，當(dāng)失速告警裝置報警時，飛機往往已經(jīng)進入了失速的狀態(tài)。,01,第一,全面分析造成飛機失速的各種因素的機理和特性，建立較為全面的飛機失速模型和失速預(yù)測 模型，并進行仿真驗證和試驗驗證。,02,03,第二,根據(jù)飛機失速預(yù)測模型，研究科學(xué)合理的告警模型以及告警信息與飛控系統(tǒng)或駕駛儀交聯(lián)方式，實現(xiàn)飛機在進入失速狀態(tài)前能夠通過飛行員操縱或飛控系統(tǒng)自動控制恢復(fù)到正常飛行狀態(tài)，并驗證其可行性。,第三,建立一套較為全面的飛機失速告警理

8、論、飛機失速告警系統(tǒng)設(shè)計準則和基本的告警信息源配置 原則，為今后新型飛機設(shè)計和現(xiàn)役飛機改進提供理 論指導(dǎo)。,三、對策,04,part four,降噪系統(tǒng),noise reduction system,04,降噪系統(tǒng),noise reduction system,飛機噪聲源種類,不同類型飛機的不同噪聲源,飛機噪聲源種類,不同類型飛機的不同噪聲源,“藍邊”槳葉,主動智能雙襟旋翼,可變形尾噴管,自適應(yīng)旋翼,旋翼氣動布局設(shè)計,一、國外的降噪技術(shù),“航空級玻璃棉”降噪技術(shù),我國大型客機c919機艙將采用南航研制的“超細航空級玻璃棉”材料，使c919機艙的隔熱隔音性能達到國際最高水準，性能比目前最先進的美

9、國波音公司標準還要高出近10%。這種航空級玻璃棉將貼覆于機艙內(nèi)，用于機艙內(nèi)的隔音、隔熱保溫，隔音性能將有助于飛機降低噪音，提高飛機內(nèi)部乘客的舒適性。,二、我國的降噪技術(shù),中國推出的ac311、ac312、ac313直升機的機外噪聲水平和發(fā)動機排放與世界先進水平仍有一定的差距。中法聯(lián)合研制的ac352/ec175直升機的機外噪聲水平可望比國際民航組織要求低5分貝，該指標處于現(xiàn)代直升機噪聲控制水平前列。,三、差距,在技術(shù)發(fā)展上，國內(nèi)直升機行業(yè)和發(fā)動機行業(yè)也注意到噪聲控制的問題，并積極開展相關(guān)技術(shù)研究。中國直升機設(shè)計研究為此專門建立旋翼噪聲試驗室，開展旋翼系統(tǒng)噪聲機理、低噪聲優(yōu)化設(shè)計以及噪聲抑制技術(shù)

10、研究,我國對直升機噪聲控制問題的研究整體上處于無序狀態(tài)，存在沒有總體研究目標、研究內(nèi)容分散不系統(tǒng)、也沒有相應(yīng)的保障措施和約束機制等問題，致使研究成果不能得到系統(tǒng)充分的試驗驗證，應(yīng)用性不強。這種狀況對未來民用直升機發(fā)展是極其不利的。,從研究途徑看，一方面，通過國家有關(guān)部門協(xié)調(diào)各行業(yè)優(yōu)勢力量，立足自主研發(fā)，合力攻關(guān)、提高研發(fā)能力，這是最根本的途徑；另一方面要加入相應(yīng)國際航空環(huán)保組織，跟蹤國際上的研究進展情況，鼓勵國內(nèi)直升機及發(fā)動機行業(yè)與國際先進公司及相關(guān)組織的合作。,四、對策,05,part five,空管系統(tǒng),air traffic control system,05,監(jiān)視技術(shù),導(dǎo)航技術(shù),通信技

11、術(shù),空管系統(tǒng),air traffic control system,目前我國正在建設(shè)、使用的cns系統(tǒng),一、通信技術(shù),空空通信,地地通信,地空通信,amss航空移動式衛(wèi)星服務(wù),目前能夠提供全球性amss服務(wù)的只有inmarsat（全球海事衛(wèi)星服務(wù)），amss數(shù)據(jù)鏈比現(xiàn)有模擬話音更可靠，覆蓋范圍更大，使海洋和陸地邊遠地區(qū)的ads（自動相關(guān)監(jiān)視）成為現(xiàn)實。,inmarsat全球覆蓋圖,基于性能導(dǎo)航（pbn）代表了從基于傳感器導(dǎo)航到基于性能導(dǎo)航的轉(zhuǎn)變。 中國南海和我國西部地區(qū)劃設(shè)了rnp10和rnp4標準的區(qū)域?qū)Ш胶铰罚?在北京、天津、廣州實施了rnav飛行程序； 在東南沿海開展rnav2平行航路的

12、試驗與評估； 在拉薩、林芝、九寨、麗江試驗和實施了rnp飛行程序。 gnss（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）最終將作為航路、終端、非精密進近以及精密進近和著陸的主要導(dǎo)航手段。,二、導(dǎo)航技術(shù),全球pbn航路對比,未來導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,pbn用于整個飛機飛行階段,pbn跑道實施進展,采用自動相關(guān)監(jiān)視（ads）技術(shù)，航空器通過空地數(shù)據(jù)通信鏈路自動發(fā)送其位置、速度等數(shù)據(jù)到空中交通管制中心和其他用戶，以模擬雷達的方式顯示出來。 西部航路l888使用協(xié)作式自動相關(guān)監(jiān)視（ads-c）技術(shù)； 成都-九寨航路使用廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ads-b）技術(shù)。,三、監(jiān)視技術(shù),ads-c技術(shù),ads-b技術(shù),ads-b技術(shù),ads-b運

13、行體系,ads-b發(fā)展情況,技術(shù) 水平,gnss 建設(shè),cns系 統(tǒng)建設(shè),我國目前還處于技術(shù)跟進式發(fā)展階段，即主要通過采用國際成熟技術(shù)，采購國外先進產(chǎn)品來提升技術(shù)水平 對引進技術(shù)的消化吸收能力差，影響了中國民航的國際競爭力，以及企業(yè)的自我積累與發(fā)展能力,cns系統(tǒng)設(shè)備過于單一，難以按統(tǒng)一方式工作 目前視線系統(tǒng)觀測距離有限，語言通信能力低，支援空地之間現(xiàn)代自動化設(shè)備工作的地空數(shù)字數(shù)據(jù)互換系統(tǒng)還不完善 由于空中飛行區(qū)域限制，機場的?？匡w機量增大，飛機的監(jiān)視范圍不夠全 面，在飛機飛到特殊環(huán)境時，cns系統(tǒng)不能正常工作,北斗的市場認可和占有程度、配套衍生產(chǎn)品的豐富程度等方面與gps還存在顯著差距 我國

14、的gnss建設(shè)規(guī)劃中，其用戶終端與gps、glonass、galileo等系統(tǒng)兼容使用,四、差距,未來我國cns系統(tǒng)主要以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)、綜合監(jiān)視體系、多源監(jiān)視數(shù)據(jù)融合，對目標無間斷可靠監(jiān)視以保障飛機安全,compass建設(shè)工作，保持與系統(tǒng)建設(shè)和運行管理機構(gòu)的充分溝通和協(xié)調(diào)，為compass在我國民航領(lǐng)域的應(yīng)用打好基礎(chǔ) 在西部航路建設(shè)中有計劃地為compass安排一批試驗工程 推動我國民航空管系統(tǒng)精密授時廣泛采用compass授時服務(wù) 借助我國大飛機項目，為compass機載終端提供相應(yīng)的驗證平臺和實驗環(huán)境,從陸基導(dǎo)航向星基導(dǎo)航過度，維持運行安全所需的陸基導(dǎo)航系統(tǒng) 在運行實驗與驗證基礎(chǔ)上，鼓勵星基導(dǎo)航技術(shù)特別是我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在民用航空的應(yīng)用,完善陸基導(dǎo)航設(shè)施布局，滿足儀表運行需求 拓展航線網(wǎng)絡(luò)，形成完整的航空運輸網(wǎng)絡(luò) 積極開展國內(nèi)衛(wèi)星無線電定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究，加大對機載終端設(shè)備的研究 建設(shè)dme/dme網(wǎng)絡(luò)，滿足于性能導(dǎo)航運行需求穩(wěn)步推進星基導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用,在重視系統(tǒng)建設(shè)的同時抓好應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈和用戶產(chǎn)品的開發(fā)的同時要有適當(dāng)?shù)恼?支持借鑒和學(xué)習(xí)發(fā)達國家的民航發(fā)展相關(guān)技能；加大對民航事業(yè)人員的培訓(xùn)力度,政策,compass,陸基,過度,未來,三、對