基于不同方法的飞机舱音背景声频谱特征的获取与分析

由于飞机事故的舱音样本不宜对外公布、同一机型的异常舱音背景声也不易在飞行过程中测录到,且基于舱音译码辨听和音频分析的传统方法难以准确获得舱音背景声的频谱特征。因此,获取、检验和比较已获舱音背景声的频谱特征的正确性十分必要。为解决此问题,以测录到的飞机超速音频警告声为研究对象,首先基于小波变换的多尺度分析获取该舱音背景声的频谱特征,然后提出基于线性调频Z变换方法和相关分析方法对该警告声的主要频谱计算比较。结果及应用表明：小波变换、线性调频Z变换（CZT）和相关分析三种不同理论方法的尝试为调查分析飞机事故原因提供了可供比较的、有效的新途径。     

一种舱音背景声的特征频率获取方法-CZT算法

针对传统舱音译码系统在辨听、分析舱音背景声上的不足,并利用线性调频Z变换(CZT)适用于高采样频率的信号、而且计算中可以任意调整频率的分辨率等频谱分析的灵活性,提出基于CZT获取飞机舱音背景声的特征频率的新方法.通过仿真和以飞机驾驶舱高速配平移动背景声为例进行计算分析.和实验测试结果对比得出:CZT方法是一种适合于确定舱音背景声特征频率的有效方法,对调查飞机事故原因具有较好的实用性.     

基于信息融合的飞机舱音声信号分析与故障诊断

飞机黑匣子中舱音记录器记录的舱音声信息是分析、诊断飞行事故原因的关键依据之一。以多个典型舱音样本为例,在阐述信息融合原理基础上,构建信息融合三个层次模型,建立典型舱音特征库。开展基于产生式规则的信息融合的飞机舱音声信号的分析与故障,依据舱音二进制诊断树,得到分析诊断结果,为准确掌握飞行事故原因、分析诊断飞行事故、保障航空飞行安全具有一定借鉴作用。     

Rietveld全谱拟合法计算石灰石中碳酸钙和结晶硅含量

为探索检测水泥生产主要原料石灰石主次物相含量的更加便捷科学的方法,提出利用基于TOPAS软件的Rietveld全谱拟合法对3种石灰石样品中碳酸钙和结晶硅的含量进行定量分析。以传统化学滴定结果为基准,将所得测试值与综合热分析结果分别与基准进行对比可知,对石灰石中主晶相碳酸钙含量的计算值比综合热分析更接近传统的滴定分析结果,最大百分偏差约为1%,而对副晶相二氧化硅含量的计算值比化学分析结果偏低且百分偏差在4%以上。结果表明,Rietveld全谱拟合法对石灰石样品中碳酸钙主相的计算更加科学合理,对结晶硅含量计算精度稍差,但是相比于传统滴定法和热分析法更有助于判定石灰石的易烧性。     

飞机驾驶舱话音记录器中开关声的三尺度小波分析

国内目前主要采用基于计算机音频原理的译码系统对飞机驾驶舱话音记录器记录的舱音信号进行“辨听”分析,这种舱音分析方法存在不易获得准确的舱音信号特征的缺点。根据这一问题,针对某一真实舱音中的瞬态开关声信号,提出了利用一维离散小波函数进行三尺度分解小波方法,得到了基于传统“辨听”方法得不到的、更多、更准确的舱音声频特征,为识别分析瞬态、非平稳飞机舱音信号提供了一种较好的参考依据。     

多孔纤维材料对飞机壁板结构隔声性能的影响分析

多孔纤维材料被大面积铺设于飞机舱段壁板,是飞机舱体结构保温和降噪的常用材料。为了快速预计飞机壁板铺设多孔纤维材料后的隔声特性,以理想声阻抗管条件下的均匀板隔声测试结果为依据,基于Johnson-Champoux-Allard多孔材料等效流体模型,建立包含多孔纤维材料层的均匀板结构的三维有限元计算模型,用以探究所铺设多孔纤维材料层的厚度、与板结构的安装距离以及压缩量等参数对均匀板隔声量的影响机理。进而在混响室-全消声室条件下,采用声强法测试有限尺寸的飞机壁板模型的隔声量,验证了基于声阻抗管获得的多孔纤维材料参数对背板隔声量的影响可以用于快速预估飞机壁板铺设多孔纤维材料后的隔声特性,并阐述声阻抗管小样结果与飞机壁板大样结果之间的关系。     

基于混响室—半消声室的V型声屏障隔声测试与分析

首先以匀质铁板为例,利用混响室—半消声室法进行频率隔声特性的测试,并将测试结果与混响室—混响室隔声测试结果进行对比分析;然后,基于半消声室模拟半无限声场的特性,在混响室—半消声室环境下分别对V型声屏障进行表面声透射及声传播指向性识别。结果表明,混响室—半消声室法频率隔声特性测试结果与半消声室一侧的测点位置有关,当测点位置较为合适时,能够与混响室—混响室法测试结果较好的吻合;混响室—半消声室法能够识别样件的表面声透射特性及声传播指向特性,从而为找到其隔声薄弱环节以及声音透过样件后的传播和衰减规律提供更加直观的数据参考,对进一步提高其隔声性能并改善声场环境具有指导意义。     

基于混响室-半消声室的V型声屏障隔声测试与分析t

首先以匀质铁板为例,利用混响室-半消声室法进行频率隔声特性的测试,并将测试结果与混响室-混响室隔声测试结果进行对比分析;然后,基于半消声室模拟半无限声场的特性,在混响室-半消声室环境下分别对V型声屏障进行表面声透射及声传播指向性识别。结果表明,混响室-半消声室法频率隔声特性测试结果与半消声室一侧的测点位置有关,当测点位置较为合适时,能够与混响室-混响室法测试结果较好的吻合;混响室-半消声室法能够识别样件的表面声透射特性及声传播指向特性,从而为找到其隔声薄弱环节以及声音透过样件后的传播和衰减规律提供更加直观的数据参考,对进一步提高其隔声性能并改善声场环境具有指导意义。     

大型卫星分舱段振动试验技术

研究了大型卫星的分舱段振动试验技术,基于整星和分舱段振动试验时的测试点加速度响应的幅值相对误差累积最小,推导了一种舱段振动试验输入加速度谱的计算方法。以某型号结构星为研究对象,对分舱段输入条件进行了预示,开展了整星和舱段的振动试验研究。试验结果的分析表明,试验结果和理论吻合良好,分舱段和整星振动试验的响应差异主要取决于整星和舱段的频响函数特性。用提出的方法计算的分舱段输入能够保证测试点分舱段振动试验时的响应与整星振动试验时的误差最小。     

分舱段圆柱壳声散射数值和试验研究

基于有限元方法建立了填充不同介质的有限长分舱段圆柱壳声散射数值计算模型,仿真了填充空气-空气、空气-水、水-水三类两舱段圆柱壳声散射特性,并完成了三类两舱段圆柱壳体声散射试验,获取和分析了两舱段圆柱壳体声散射的时间角度谱和频率角度谱特性。利用物理声学方法分析了壳体表面、端面以及内部填充水介质对散射声场的影响,揭示了两舱段圆柱壳声散射频率角度谱中呈现的干涉条纹特征形成机理,为水下分舱段目标,如水下无人航行器的主动声呐探测和识别提供理论支撑。     

民机驾驶舱舱音小波包分析及特征提取

摘 要：针对民航事故调查中的舱音背景声分析,利用小波包分析方法,对不同种类开关手柄声进行了三层分解,提取了不同开关手柄声的各频带归一化能量特征用于对开关手柄进行识别。最后,以B737客机的常用开关手柄的声音为研究对象,采集了大量舱音信号,利用该方法,对舱音信号进行了分析识别,并对结果进行统计验证。
     

基于AHP的小型飞机座舱界面信息元素设计研究

目的 从飞行员飞行过程的实际出发,探索飞行员对小型飞机座舱界面中各信息元素的辨识度。方法 引用层次分析法（AHP）,对现有小型飞机座舱界面中的信息编码进行分析对比。首先参照C172座舱界面,提取小型飞机座舱界面中的文字字体、标记形式、符号形状,字符色彩等4类元素,全面系统地对信息进行归纳分析;其次基于AHP,建立小型飞机座舱界面信息元素辨识度评价体系,对不同元素表现形式的易辨识度进行分析排序。结果 飞行员对不同表现形式的信息元素辨识度存在差异。结论 Trebuehet MS的文字字体、缩写的标记形式、三角形的符号形状辨识度较高,可应用于小型飞机座舱界面优化设计中。黄色/黑色、绿色/黑色作为目标信息与背景的色彩搭配辨识度最高,纯蓝色则不适合作为目标信息色彩编码。     

飞机舱音背景声下语音增强技术

有效提取飞机舱音背景声下的语音信息对飞行事故调查十分重要。提出一种适用于飞机座舱噪声环境下的语音增强方法。以卡方分布作为纯语音谱幅值的先验模型,采用最小均方误差短时谱估计法对带噪语音中的纯语音谱进行估计,误差估计方程中采用权值函数对估计值进行非线性加权。在仿真试验中利用语音质量的客观评价标准选取适合于舱音背景声下的纯语音谱估计参数,使增强语音中噪声抑制和语音失真之间达到平衡。最后将提出的语音增强方法与目前典型方法进行了对比实验,验证算法的有效性。     

战斗机汉语合成话音告警用语设计参数的测定

以机座舱宽带澡声为背景．在视听高负荷条件下，用4种不同语声(男高音、男巾音、女高音，女中音)的战斗机汉语合成话音告警用语．通过工效学实验．实测200名飞行员，得出战斗机汉语合成语音告警用语的设计参数。此研究结果为飞机设计部门提供客观依据，同时也为使用部门提供定量评价标准。     

城市公园声景观要素及其初步定量化分析

以三种典型的城市公园（海滨公园,街心公园和综合性公园）为研究对象进行声景观要素分析。其中,海浪声、交通噪声和流水声被视为公园内的背景声。通过实验室主观评价研究,对包括风声、道路交通噪声、鸟鸣声在内的城市公园中经常出现的七种声音进行了与舒适度相对应的定量化研究。结果表明：在城市公园中,与人工声（例如广播声和交通噪声等）相对比,实验被试者更喜欢鸟声和流水声等自然的声音,其中鸟声被认为是与各种公园都最和谐也最能引起人愉悦感的声音。与此同时,在有无背景声的情况下,对各种声音的最适宜声压级和主观评价如何随声压级变化的规律进行了初步的研究和探讨。     

城市公园声景观要素及其初步定量化分析

以三种典型的城市公园（海滨公园,街心公园和综合性公园）为研究对象进行声景观要素分析。其中,海浪声、交通噪声和流水声被视为公园内的背景声。通过实验室主观评价研究,对包括风声、道路交通噪声、鸟鸣声在内的城市公园中经常出现的七种声音进行了与舒适度相对应的定量化研究。结果表明：在城市公园中,与人工声（例如广播声和交通噪声等）相对比,实验被试者更喜欢鸟声和流水声等自然的声音,其中鸟声被认为是与各种公园都最和谐也最能引起人愉悦感的声音。与此同时,在有无背景声的情况下,对各种声音的最适宜声压级和主观评价如何随声压级变化的规律进行了初步的研究和探讨。     

Determination of the loading types responsible for the deformed shape of an aircraft cockpit

During the last decade, some studies have been done, concerning the evaluation of aeronautical components in terms of the load conditions applied to cockpit geometries.The present study aims to determine the loading types which could be responsible for the deformed shape of an aircraft cockpit after an accident. Experimental tests were carried out in order to obtain the deformed geometries of the different structural supporting components.Using CAD software (CATIA and SOLIDWORKS) together with a 3D scanner, a 3D modelation was obtained, from an undeformed aircraft cockpit.Due to the complexity of the shape of the cockpit, a finite element approach was adopted and the components were modeled and analysed for a series of representative load cases in order to find out the most likely loading compatible with a deformed shape of the cockpit’s structure. The 3D model of the cockpit, obtained with the CAD software, was analysed with the finite element programs ABAQUS and ANSYS. The result and outcomes are presented herein.A experimental specimen was modeled and analysed by FE program in order to validate the results obtained for the cockpit modelation.In addition some guidance is given on the verification of the loading which could be responsible for the deformed shape of an aircraft cockpit.     

波音与空客客机驾驶舱防操作错误设计对比研究

民用飞机驾驶舱操纵器件的防操作错误设计是驾驶舱人机工程的设计目标之一。本文基于防操作错误设计措施,采用调查表调研的方式,对比研究波音公司与空客公司在客机驾驶舱操纵器件中采用的防操作错误设计措施,对防操作错误设计措施的评估分为安全帮助度与频率两个方面,通过方差分析,研究波音飞机与空客飞机有差异的防操作错误设计措施,分析差异原因,对同一防操作错误设计措施,比较年龄、驾龄、技术等级等不同因素对其效果的影响,结果表明波音客机的设计操纵性优良,空客客机的设计更加注重逻辑保护,对不同的操纵器件,随着飞行员驾龄、年龄的增长,出错的频率及其安全帮助度展现出不同的变化趋势,文章为驾驶舱的防操作错误研究提供一定的参考。     

航战座舱显控交互研究进展与人机协同发展趋势

目的 为了应对态势信息急速增长的复杂空战环境,人机协同作战应运而生,座舱显控交互是实现人机协同方式的通道,对快速取得战场优势,完成作战目标有着重要影响。方法 梳理了航战座舱显控系统的发展、相关代表人物与研究成果;基于人机协同作战环境中面临的挑战,探究座舱显控的研究现状与趋势;从座舱显控界面信息表征设计和交互的实现形式方面归纳梳理人机协同作战下的座舱显控交互设计研究热点;提出未来座舱显控交互的发展趋势。结论 航战座舱显控交互与人机协同作战密切相关。在智能技术支持与人机协作需求的共同驱动下,人机协同作战下的座舱显控交互向着任务相关、信息呈现、认知融合的界面设计与多通道的交互手段相结合的方向发展。     

基于战场时空信息一体化的战斗机智能座舱

目的 针对未来战斗机座舱面对复杂空天地一体化信息战场环境,剖析战役级OODA环中重要节点及相关态势感知信息认知模型若干概念,理清其中座舱信息通道和OODA环流程场景下飞行员具体需求,为飞行员在空中获得一体化信息态势感知快速切入敌方OODA环,实施打击并取得战场优势提供指导。方法 从战斗机迭代发展出发,分析座舱的演变过程,探讨当下技术发展对未来座舱的信息结构和整体布局产生的影响及带来的趋势。通过文献查阅提出了飞行员在OODA环各作战环下态势感知信息需求。通过一体化模型整合在不同阶段和场景下的战斗机作战信息,形成座舱内作战一体化体系,并通过概念设计平衡战斗机座舱中飞行员动作需求与信息空间布局,达成初步验证和表达理论框架。结论 通过分析OODA环结合态势感知模型进行战斗机智能座舱信息系统一体化设计研究,以飞行员的战斗流程中动作需求为中心,通过一体化框架进行战斗机智能座舱设计整合了多源、多层、多量信息,构建了以飞行员在OODA环作战流程中作战任务动作为中心的信息一体化的战斗机座舱设计,对未来战斗机设计具有指导意义。