我国民用航空技术的差距与对策

1、1,成员工作安排,2,绿色飞行,3,飞机失速预警技术,4,降噪技术,5,6,总结与想法,目,录,contents,01,part one,成员工作安排,members of the working arrangement,02,part two,绿色飞行,green flight,国家主席习近平9月23日在西雅图参观波音公司商用飞机制造厂，询问航空节能减排措施，了解未来飞机设计理念,航空运输业是个高耗能高排放行业，节能减排责无旁贷,02,绿色飞行,green flight,航线优化,机队优化,生物航煤,02,绿色飞行,green flight,优点,特点,定义,一、生物航煤,全球生物航空燃料发

2、展现状,2013年4月24日，中石化1号生物航煤在上海虹桥机场成功试飞,生物航煤正式商业化应用,持续引进技术先进机型，壮大新一代宽、窄体机队伍 更新现有机队是航空公司降低碳排放量最有力的举措,二、机队优化,小型,中型,大型,机发动机的排气主要含有一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和炭粒、灰分等粒子物质。另外，排气中还含有强刺激性的有机酸以及碳和硫的化合物。飞机污染物的排放量与发动机类型、运行状态、运行时间等因素有关。,近几年各机场起降和通行的航班数量和密度都在明显增加。“我国现阶段对于航空器、机场的环保监管是一个空白，机场项目建设环评不对空气污染环节进行评价，正常运行时也不对尾气进行环境

3、监管”大型机场附近的空气污染物排放量惊人。,飞机主要污染物排放量,空客310,arj21,波音737,波音777,空客330,pw4000-112,cfm56-5b,pw4000-94,pw4000-100,cf34-10,根据cfm公司的消息;采用leap56技术的第一台全尺寸验证发动机计划于2012年开始，预计2016年完成取证。cfm国际公司表示，这款先进的新型涡扇发动机较之现有的cfm56“技术嵌入”发动机，将减少16%的燃油消耗。该公司表示，一旦该发动机与新的飞机技术相结合，燃油消耗将进一步降低。,c919客机采用的leap-x涡扇发动机,cfm56 leap,中国民用航空在新型飞机

4、研发中重点发展绿色技术，并取得明显成效，未来的大型民航客机都将是“绿色飞机”。 “c919”采用先进的动力装置、低噪声设计技术后，碳排放将大幅下降，噪声也将缩小75，并可为航空公司降低10的直接运营成本，为民用航空市场提供了节能、降耗、减排、环保的商用飞机。,c919大型客机,我国航班飞行密度示意图,美国空域资源中，能够为民航所使用的空域约占80%，其余20%为空军所使用。而这20%的空域，也可以应具体情况而批准为民航所使用。,我国民航可用空域约占20%，仅能使用航路、航线和民用机场附近空域，大量空域被划为军航训练空域、巡逻待战空域以及限制区、危险区、禁区。绝对可用空域的短缺是造成航线长耗油多

5、的关键问题。,1,美国航线,我国航线,三、航线优化,如上图所示，2010至2013年，在国家相关部门的大力支持下，民航航班使用临时航线“截弯取直”取得显著成效，有效降低了燃油消耗和二氧化碳排放。,临时航线，是中国重要的空域资源，也是实现军民航空域共享和灵活使用的主要组织方式，在促进提高航空运行效率和节能减排方面发挥着积极作用。在国家相关部门大力支持下，经过军民航有关单位反复研究出台的临时航线使用“主动释放”机制将正式试行。,开辟临时航线 节省燃油，减少co2排放,03,part there,飞机失速预警系统,stall warning system,失速警告系统(stall warning s

6、ystem）是飞机接近失速时向驾驶员发出警告的装置。,一、失速预警技术,增强型失速与恢复控制系统可使飞机在机翼和尾翼失速下进行安全飞行并在无人机上进行了实验验证。,3,2,欧美各国大型飞机已经装备了较为先进的飞机预警系统。,国外飞机失速预警技术的发展,七十年代,九十年代,进入21世纪,当前,1,美国联邦航空局就规定飞机失速告警系统为飞机必须装备的设备。,国外利用各种飞行参数采用多信息融合技术,建立飞机失速预测与告警,4,二、差距,研制与生产,我国关于飞机失速报警研制和生产的单位，大多为飞机大气数据的生产厂家，飞机失速告警研究领域尚属于飞机大气数据领域，研制的时速预警设备一般只对飞机的迎角和空速

7、等信息进行分析解算来判断飞机是否进入失速状态,产品,我国的飞机预警产品只能称为失速告警装置，这样的失速告警装置只能被有限的对失速状态金星探测与告警，基本无法对飞机失速状态进行预测，当失速告警装置报警时，飞机往往已经进入了失速的状态。,01,第一,全面分析造成飞机失速的各种因素的机理和特性，建立较为全面的飞机失速模型和失速预测 模型，并进行仿真验证和试验验证。,02,03,第二,根据飞机失速预测模型，研究科学合理的告警模型以及告警信息与飞控系统或驾驶仪交联方式，实现飞机在进入失速状态前能够通过飞行员操纵或飞控系统自动控制恢复到正常飞行状态，并验证其可行性。,第三,建立一套较为全面的飞机失速告警理

8、论、飞机失速告警系统设计准则和基本的告警信息源配置 原则，为今后新型飞机设计和现役飞机改进提供理 论指导。,三、对策,04,part four,降噪系统,noise reduction system,04,降噪系统,noise reduction system,飞机噪声源种类,不同类型飞机的不同噪声源,飞机噪声源种类,不同类型飞机的不同噪声源,“蓝边”桨叶,主动智能双襟旋翼,可变形尾喷管,自适应旋翼,旋翼气动布局设计,一、国外的降噪技术,“航空级玻璃棉”降噪技术,我国大型客机c919机舱将采用南航研制的“超细航空级玻璃棉”材料，使c919机舱的隔热隔音性能达到国际最高水准，性能比目前最先进的美

9、国波音公司标准还要高出近10%。这种航空级玻璃棉将贴覆于机舱内，用于机舱内的隔音、隔热保温，隔音性能将有助于飞机降低噪音，提高飞机内部乘客的舒适性。,二、我国的降噪技术,中国推出的ac311、ac312、ac313直升机的机外噪声水平和发动机排放与世界先进水平仍有一定的差距。中法联合研制的ac352/ec175直升机的机外噪声水平可望比国际民航组织要求低5分贝，该指标处于现代直升机噪声控制水平前列。,三、差距,在技术发展上，国内直升机行业和发动机行业也注意到噪声控制的问题，并积极开展相关技术研究。中国直升机设计研究为此专门建立旋翼噪声试验室，开展旋翼系统噪声机理、低噪声优化设计以及噪声抑制技术

10、研究,我国对直升机噪声控制问题的研究整体上处于无序状态，存在没有总体研究目标、研究内容分散不系统、也没有相应的保障措施和约束机制等问题，致使研究成果不能得到系统充分的试验验证，应用性不强。这种状况对未来民用直升机发展是极其不利的。,从研究途径看，一方面，通过国家有关部门协调各行业优势力量，立足自主研发，合力攻关、提高研发能力，这是最根本的途径；另一方面要加入相应国际航空环保组织，跟踪国际上的研究进展情况，鼓励国内直升机及发动机行业与国际先进公司及相关组织的合作。,四、对策,05,part five,空管系统,air traffic control system,05,监视技术,导航技术,通信技

11、术,空管系统,air traffic control system,目前我国正在建设、使用的cns系统,一、通信技术,空空通信,地地通信,地空通信,amss航空移动式卫星服务,目前能够提供全球性amss服务的只有inmarsat（全球海事卫星服务），amss数据链比现有模拟话音更可靠，覆盖范围更大，使海洋和陆地边远地区的ads（自动相关监视）成为现实。,inmarsat全球覆盖图,基于性能导航（pbn）代表了从基于传感器导航到基于性能导航的转变。 中国南海和我国西部地区划设了rnp10和rnp4标准的区域导航航路； 在北京、天津、广州实施了rnav飞行程序； 在东南沿海开展rnav2平行航路的

12、试验与评估； 在拉萨、林芝、九寨、丽江试验和实施了rnp飞行程序。 gnss（全球导航卫星系统）最终将作为航路、终端、非精密进近以及精密进近和着陆的主要导航手段。,二、导航技术,全球pbn航路对比,未来导航系统的发展,pbn用于整个飞机飞行阶段,pbn跑道实施进展,采用自动相关监视（ads）技术，航空器通过空地数据通信链路自动发送其位置、速度等数据到空中交通管制中心和其他用户，以模拟雷达的方式显示出来。 西部航路l888使用协作式自动相关监视（ads-c）技术； 成都-九寨航路使用广播式自动相关监视（ads-b）技术。,三、监视技术,ads-c技术,ads-b技术,ads-b技术,ads-b运

13、行体系,ads-b发展情况,技术 水平,gnss 建设,cns系 统建设,我国目前还处于技术跟进式发展阶段，即主要通过采用国际成熟技术，采购国外先进产品来提升技术水平 对引进技术的消化吸收能力差，影响了中国民航的国际竞争力，以及企业的自我积累与发展能力,cns系统设备过于单一，难以按统一方式工作 目前视线系统观测距离有限，语言通信能力低，支援空地之间现代自动化设备工作的地空数字数据互换系统还不完善 由于空中飞行区域限制，机场的停靠飞机量增大，飞机的监视范围不够全 面，在飞机飞到特殊环境时，cns系统不能正常工作,北斗的市场认可和占有程度、配套衍生产品的丰富程度等方面与gps还存在显著差距 我国

14、的gnss建设规划中，其用户终端与gps、glonass、galileo等系统兼容使用,四、差距,未来我国cns系统主要以全球导航卫星系统为基础、综合监视体系、多源监视数据融合，对目标无间断可靠监视以保障飞机安全,compass建设工作，保持与系统建设和运行管理机构的充分沟通和协调，为compass在我国民航领域的应用打好基础 在西部航路建设中有计划地为compass安排一批试验工程 推动我国民航空管系统精密授时广泛采用compass授时服务 借助我国大飞机项目，为compass机载终端提供相应的验证平台和实验环境,从陆基导航向星基导航过度，维持运行安全所需的陆基导航系统 在运行实验与验证基础上，鼓励星基导航技术特别是我国北斗卫星导航系统，在民用航空的应用,完善陆基导航设施布局，满足仪表运行需求 拓展航线网络，形成完整的航空运输网络 积极开展国内卫星无线电定位导航系统的研究，加大对机载终端设备的研究 建设dme/dme网络，满足于性能导航运行需求稳步推进星基导航技术的应用,在重视系统建设的同时抓好应用服务产业链和用户产品的开发的同时要有适当的政策 支持借鉴和学习发达国家的民航发展相关技能；加大对民航事业人员的培训力度,政策,compass,陆基,过度,未来,三、对