我國(guó)民用航空技術(shù)的差距與對(duì)策

1、1,成員工作安排,2,綠色飛行,3,飛機(jī)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(guó)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(jī)制造廠，詢(xún)問(wèn)航空節(jié)能減排措施，了解未來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)理念,航空運(yùn)輸業(yè)是個(gè)高耗能高排放行業(yè)，節(jié)能減排責(zé)無(wú)旁貸,02,綠色飛行,green flight,航線優(yōu)化,機(jī)隊(duì)優(yōu)化,生物航煤,02,綠色飛行,green flight,優(yōu)點(diǎn),特點(diǎn),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(hào)生物航煤在上海虹橋機(jī)場(chǎng)成功試飛,生物航煤正式商業(yè)化應(yīng)用,持續(xù)引進(jìn)技術(shù)先進(jìn)機(jī)型，壯大新一代寬、窄體機(jī)隊(duì)伍 更新現(xiàn)有機(jī)隊(duì)是航空公司降低碳排放量最有力的舉措,二、機(jī)隊(duì)優(yōu)化,小型,中型,大型,機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣主要含有一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物和炭粒、灰分等粒子物質(zhì)。另外，排氣中還含有強(qiáng)刺激性的有機(jī)酸以及碳和硫的化合物。飛機(jī)污染物的排放量與發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間等因素有關(guān)。,近幾年各機(jī)場(chǎng)起降和通行的航班數(shù)量和密度都在明顯增加?！拔覈?guó)現(xiàn)階段對(duì)于航空器、機(jī)場(chǎng)的環(huán)保監(jiān)管是一個(gè)空白，機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)環(huán)評(píng)不對(duì)空氣污染環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，正常運(yùn)行時(shí)也不對(duì)尾氣進(jìn)行環(huán)境

3、監(jiān)管”大型機(jī)場(chǎng)附近的空氣污染物排放量驚人。,飛機(jī)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(tái)全尺寸驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃于2012年開(kāi)始，預(yù)計(jì)2016年完成取證。cfm國(guó)際公司表示，這款先進(jìn)的新型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)較之現(xiàn)有的cfm56“技術(shù)嵌入”發(fā)動(dòng)機(jī)，將減少16%的燃油消耗。該公司表示，一旦該發(fā)動(dòng)機(jī)與新的飛機(jī)技術(shù)相結(jié)合，燃油消耗將進(jìn)一步降低。,c919客機(jī)采用的leap-x渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),cfm56 leap,中國(guó)民用航空在新型飛機(jī)

4、研發(fā)中重點(diǎn)發(fā)展綠色技術(shù)，并取得明顯成效，未來(lái)的大型民航客機(jī)都將是“綠色飛機(jī)”。 “c919”采用先進(jìn)的動(dòng)力裝置、低噪聲設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)成本，為民用航空市場(chǎng)提供了節(jié)能、降耗、減排、環(huán)保的商用飛機(jī)。,c919大型客機(jī),我國(guó)航班飛行密度示意圖,美國(guó)空域資源中，能夠?yàn)槊窈剿褂玫目沼蚣s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(zhǔn)為民航所使用。,我國(guó)民航可用空域約占20%，僅能使用航路、航線和民用機(jī)場(chǎng)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(xiǎn)區(qū)、禁區(qū)。絕對(duì)可用空域的短缺是造成航線長(zhǎng)耗油多

5、的關(guān)鍵問(wèn)題。,1,美國(guó)航線,我國(guó)航線,三、航線優(yōu)化,如上圖所示，2010至2013年，在國(guó)家相關(guān)部門(mén)的大力支持下，民航航班使用臨時(shí)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(shí)航線，是中國(guó)重要的空域資源，也是實(shí)現(xiàn)軍民航空域共享和靈活使用的主要組織方式，在促進(jìn)提高航空運(yùn)行效率和節(jié)能減排方面發(fā)揮著積極作用。在國(guó)家相關(guān)部門(mén)大力支持下，經(jīng)過(guò)軍民航有關(guān)單位反復(fù)研究出臺(tái)的臨時(shí)航線使用“主動(dòng)釋放”機(jī)制將正式試行。,開(kāi)辟臨時(shí)航線 節(jié)省燃油，減少co2排放,03,part there,飛機(jī)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(jī)接近失速時(shí)向駕駛員發(fā)出警告的裝置。,一、失速預(yù)警技術(shù),增強(qiáng)型失速與恢復(fù)控制系統(tǒng)可使飛機(jī)在機(jī)翼和尾翼失速下進(jìn)行安全飛行并在無(wú)人機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。,3,2,歐美各國(guó)大型飛機(jī)已經(jīng)裝備了較為先進(jìn)的飛機(jī)預(yù)警系統(tǒng)。,國(guó)外飛機(jī)失速預(yù)警技術(shù)的發(fā)展,七十年代,九十年代,進(jìn)入21世紀(jì),當(dāng)前,1,美國(guó)聯(lián)邦航空局就規(guī)定飛機(jī)失速告警系統(tǒng)為飛機(jī)必須裝備的設(shè)備。,國(guó)外利用各種飛行參數(shù)采用多信息融合技術(shù),建立飛機(jī)失速預(yù)測(cè)與告警,4,二、差距,研制與生產(chǎn),我國(guó)關(guān)于飛機(jī)失速報(bào)警研制和生產(chǎn)的單位，大多為飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)的生產(chǎn)廠家，飛機(jī)失速告警研究領(lǐng)域尚屬于飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)領(lǐng)域，研制的時(shí)速預(yù)警設(shè)備一般只對(duì)飛機(jī)的迎角和空速

7、等信息進(jìn)行分析解算來(lái)判斷飛機(jī)是否進(jìn)入失速狀態(tài),產(chǎn)品,我國(guó)的飛機(jī)預(yù)警產(chǎn)品只能稱(chēng)為失速告警裝置，這樣的失速告警裝置只能被有限的對(duì)失速狀態(tài)金星探測(cè)與告警，基本無(wú)法對(duì)飛機(jī)失速狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)失速告警裝置報(bào)警時(shí)，飛機(jī)往往已經(jīng)進(jìn)入了失速的狀態(tài)。,01,第一,全面分析造成飛機(jī)失速的各種因素的機(jī)理和特性，建立較為全面的飛機(jī)失速模型和失速預(yù)測(cè) 模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證和試驗(yàn)驗(yàn)證。,02,03,第二,根據(jù)飛機(jī)失速預(yù)測(cè)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(shí)現(xiàn)飛機(jī)在進(jìn)入失速狀態(tài)前能夠通過(guò)飛行員操縱或飛控系統(tǒng)自動(dòng)控制恢復(fù)到正常飛行狀態(tài)，并驗(yàn)證其可行性。,第三,建立一套較為全面的飛機(jī)失速告警理

8、論、飛機(jī)失速告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和基本的告警信息源配置 原則，為今后新型飛機(jī)設(shè)計(jì)和現(xiàn)役飛機(jī)改進(jìn)提供理 論指導(dǎo)。,三、對(duì)策,04,part four,降噪系統(tǒng),noise reduction system,04,降噪系統(tǒng),noise reduction system,飛機(jī)噪聲源種類(lèi),不同類(lèi)型飛機(jī)的不同噪聲源,飛機(jī)噪聲源種類(lèi),不同類(lèi)型飛機(jī)的不同噪聲源,“藍(lán)邊”槳葉,主動(dòng)智能雙襟旋翼,可變形尾噴管,自適應(yīng)旋翼,旋翼氣動(dòng)布局設(shè)計(jì),一、國(guó)外的降噪技術(shù),“航空級(jí)玻璃棉”降噪技術(shù),我國(guó)大型客機(jī)c919機(jī)艙將采用南航研制的“超細(xì)航空級(jí)玻璃棉”材料，使c919機(jī)艙的隔熱隔音性能達(dá)到國(guó)際最高水準(zhǔn)，性能比目前最先進(jìn)的美

9、國(guó)波音公司標(biāo)準(zhǔn)還要高出近10%。這種航空級(jí)玻璃棉將貼覆于機(jī)艙內(nèi)，用于機(jī)艙內(nèi)的隔音、隔熱保溫，隔音性能將有助于飛機(jī)降低噪音，提高飛機(jī)內(nèi)部乘客的舒適性。,二、我國(guó)的降噪技術(shù),中國(guó)推出的ac311、ac312、ac313直升機(jī)的機(jī)外噪聲水平和發(fā)動(dòng)機(jī)排放與世界先進(jìn)水平仍有一定的差距。中法聯(lián)合研制的ac352/ec175直升機(jī)的機(jī)外噪聲水平可望比國(guó)際民航組織要求低5分貝，該指標(biāo)處于現(xiàn)代直升機(jī)噪聲控制水平前列。,三、差距,在技術(shù)發(fā)展上，國(guó)內(nèi)直升機(jī)行業(yè)和發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也注意到噪聲控制的問(wèn)題，并積極開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究。中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究為此專(zhuān)門(mén)建立旋翼噪聲試驗(yàn)室，開(kāi)展旋翼系統(tǒng)噪聲機(jī)理、低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)以及噪聲抑制技術(shù)

10、研究,我國(guó)對(duì)直升機(jī)噪聲控制問(wèn)題的研究整體上處于無(wú)序狀態(tài)，存在沒(méi)有總體研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容分散不系統(tǒng)、也沒(méi)有相應(yīng)的保障措施和約束機(jī)制等問(wèn)題，致使研究成果不能得到系統(tǒng)充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，應(yīng)用性不強(qiáng)。這種狀況對(duì)未來(lái)民用直升機(jī)發(fā)展是極其不利的。,從研究途徑看，一方面，通過(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)協(xié)調(diào)各行業(yè)優(yōu)勢(shì)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(guó)際航空環(huán)保組織，跟蹤國(guó)際上的研究進(jìn)展情況，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)直升機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)與國(guó)際先進(jìn)公司及相關(guān)組織的合作。,四、對(duì)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(guó)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(dòng)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(yuǎn)地區(qū)的ads（自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視）成為現(xiàn)實(shí)。,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(guó)南海和我國(guó)西部地區(qū)劃設(shè)了rnp10和rnp4標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域?qū)Ш胶铰罚?在北京、天津、廣州實(shí)施了rnav飛行程序； 在東南沿海開(kāi)展rnav2平行航路的

12、試驗(yàn)與評(píng)估； 在拉薩、林芝、九寨、麗江試驗(yàn)和實(shí)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(jìn)近以及精密進(jìn)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(duì)比,未來(lái)導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,pbn用于整個(gè)飛機(jī)飛行階段,pbn跑道實(shí)施進(jìn)展,采用自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ads）技術(shù)，航空器通過(guò)空地?cái)?shù)據(jù)通信鏈路自動(dòng)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(hù)，以模擬雷達(dá)的方式顯示出來(lái)。 西部航路l888使用協(xié)作式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ads-c）技術(shù)； 成都-九寨航路使用廣播式自動(dòng)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(yùn)

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(guó)目前還處于技術(shù)跟進(jìn)式發(fā)展階段，即主要通過(guò)采用國(guó)際成熟技術(shù)，采購(gòu)國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品來(lái)提升技術(shù)水平 對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收能力差，影響了中國(guó)民航的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(guò)于單一，難以按統(tǒng)一方式工作 目前視線系統(tǒng)觀測(cè)距離有限，語(yǔ)言通信能力低，支援空地之間現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備工作的地空數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)互換系統(tǒng)還不完善 由于空中飛行區(qū)域限制，機(jī)場(chǎng)的停靠飛機(jī)量增大，飛機(jī)的監(jiān)視范圍不夠全 面，在飛機(jī)飛到特殊環(huán)境時(shí)，cns系統(tǒng)不能正常工作,北斗的市場(chǎng)認(rèn)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(guó)

14、的gnss建設(shè)規(guī)劃中，其用戶(hù)終端與gps、glonass、galileo等系統(tǒng)兼容使用,四、差距,未來(lái)我國(guó)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(duì)目標(biāo)無(wú)間斷可靠監(jiān)視以保障飛機(jī)安全,compass建設(shè)工作，保持與系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)的充分溝通和協(xié)調(diào)，為compass在我國(guó)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(jì)劃地為compass安排一批試驗(yàn)工程 推動(dòng)我國(guó)民航空管系統(tǒng)精密授時(shí)廣泛采用compass授時(shí)服務(wù) 借助我國(guó)大飛機(jī)項(xiàng)目，為compass機(jī)載終端提供相應(yīng)的驗(yàn)證平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境,從陸基導(dǎo)航向星基導(dǎo)航過(guò)度，維持運(yùn)行安全所需的陸基導(dǎo)航系統(tǒng) 在運(yùn)行實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)星基導(dǎo)航技術(shù)特別是我國(guó)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(yùn)行需求 拓展航線網(wǎng)絡(luò)，形成完整的航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò) 積極開(kāi)展國(guó)內(nèi)衛(wèi)星無(wú)線電定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究，加大對(duì)機(jī)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(yùn)行需求穩(wěn)步推進(jìn)星基導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用,在重視系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)抓好應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈和用戶(hù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)的同時(shí)要有適當(dāng)?shù)恼?支持借鑒和學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的民航發(fā)展相關(guān)技能；加大對(duì)民航事業(yè)人員的培訓(xùn)力度,政策,compass,陸基,過(guò)度,未來(lái),三、對(duì)