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2025年 第43卷 第4期    刊出日期：2025-09-22

上一期   

民机安全性与适航

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基于 THUMS 的垂向冲击下航空乘员腰椎损伤研究

石霄鹏 a , 李培瑶 b , 郭 凯 c , 崔书瑞 c , 解 江 a

2025, 43(4):  1-9. 

摘要 ( 2022 )  

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在航空器坠撞冲击下，腰椎损伤是影响航空乘员（简称乘员）生存能力的关键因素。 本文旨在研究乘员在垂向冲击载荷下的人体腰椎损伤情况。 首先，利用高精度数值假人 THUMS（total human model for safety）研究了冲击载荷加速度的加载峰值和加载时间对乘员腰椎生物力学损伤的影响；其次，分析了 THUMS 和 Hybrid Ⅲ假人在垂向冲击工况下腰椎动态响应的差异；最后，从细观角度研究了乘员腰椎的生物力学损伤。研究表明，速度变化量不变时，随着加速度的加载峰值增大，乘员腰椎轴向载荷峰值增幅较大，腰椎弯矩峰值增幅较小。 乘员腰椎轴向载荷峰值与能量积累的速度正相关；加载时间过短时，惯性效应限制腰椎屈曲，导致腰椎弯矩较小。 L5 截面处腰椎轴向载荷最大，L1 截面处腰椎弯矩最大，乘员腰椎损伤评估要综合考虑轴向压缩力和弯矩的影响。 从生物力学上看，腰椎的皮质骨和关键韧带的损伤风险最大。

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CF3I 替代机载哈龙灭火剂应用研究进展

崔文尧

2025, 43(4):  10-14. 

摘要 ( 1864 )  

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飞机机载哈龙灭火剂因其臭氧破坏性被国际公约限制生产并限期淘汰。三氟碘甲烷（CF3I）灭火效率与哈龙

相当，且其臭氧消耗潜能值（ODP，ozone depletion potential）和全球变暖潜能值（GWP，global warming potential）极低，被视为最具潜力的哈龙替代剂之一，但对其心脏致敏性的考虑将其限制在无人区域使用。本文首

先梳理了 CF3I 替代机载哈龙灭火剂的可行性研究；其次总结了现有 CF3I 灭火系统设计研究进展；最后对

CF3I 机载灭火装备的研究方向进行了展望。 本研究对国产大飞机哈龙替代技术及灭火装备研发具有重要现

实意义。

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民机火灾事故中人员恐慌心理系统动力学研究

杜红兵, 闫 震, 张 冲

2025, 43(4):  15-21. 

摘要 ( 1015 )  

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为探究恐慌心理对民航客机（简称民机）乘客疏散进程的影响，在考虑环境因素、自我调节因素、人群影响

因素的基础上，本文利用 Anylogic 软件建立客舱起火时乘客恐慌心理传播的系统动力学模型，通过问卷调

查等方式确定其参数值，并针对客舱内不同能见度和温度模拟疏散人群中恐慌心理的传播和平复。 研究

结果表明：在疏散初期因燃烧产生的烟雾使客舱内能见度降低、温度升高导致恐慌人数迅速增加；随后在

自我调节、机组人员引导和积极信息传播的影响下，恐慌人数逐渐降低，最终恐慌与冷静人群数量相对稳

定，达到动态平衡状态。研究发现，乘客对客舱安全信息关注度的提升可以有效减少人群情绪达到动态平

衡状态所需的时间。本研究对民机应急疏散时缓解乘客恐慌心理，提高疏散效率具有指导意义。

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座舱高温环境对民航飞行人员影响的实验研究

沈海明 a , 任家伟 b , 沈 浩 , 王燕青 b

2025, 43(4):  22-28. 

摘要 ( 1776 )  

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美国联邦航空管理局（FAA，Federal Aviation Administration）委派机械系统协调工作组（MSHWG，Mechanical Systems Harmonization Working Group）制定一套新的基于人体核心温度的座舱内可接受高温环境标

准。 为探究该标准对中国飞行人员生理指标和行为能力的影响，本文通过人工气候室模拟驾驶舱高温环境，

选用 18~25 岁的健康男性飞行学员和普通大学生进行对照实验，采用无线生理设备监测不同人体核心温

度-时间下人体生理指标的变化，并采用神经行为评估系统测评人体行为能力指标的变化。 实验结果表

明：随着环境温度的升高，人体核心温度、皮肤温度和心率增加，但均在人体生理耐限范围内；随着环境温

度的升高，动静脉血氧饱和度下降，无统计学差异；人体在不同人体核心温度-时间下各项行为能力除视觉

保留能力外均没有明显改变，差异无统计学意义；MSHWG 给出的人体核心温度限制值对于飞行人员的生

理负荷和行为能力的影响均在安全范围内。

未来机场及智能装备

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T 型件激光熔覆的数值模拟

张 莹 , 王泽华 , 梁 帅 , 罗睿敏 , , 王 旭

2025, 43(4):  29-35. 

摘要 ( 1593 )  

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为了探究使 T 型件残余应力和变形最小的激光熔覆工艺，本文设计了不同的工艺参数并计算得到了不同工

艺参数下的温度场、残余应力场和变形场结果，发现约束方式影响构件的残余应力与变形位移的峰值大小

和分布，而不同熔覆路径和速度主要影响残余应力与变形位移的峰值大小。 自由放置约束方式的残余应力

和变形位移峰值比四角固定和两边固定分别小 89.4% 和 71.1% 、66.3% 和 61.6% ，往复式熔覆路径的残余应

力和变形位移峰值比单向依次路径减小 26.9%和 6.8%，熔覆速度为 10mm/s 时的残余应力和变形位移峰值

分别比熔覆速度 2.5、5.0 mm/s 时减小 11.0% 和 4.9% 、35.5% 和 34.8%。 根据减小残余应力和变形的指

标分析得到，最优熔覆工艺为采用自由放置约束、往复式熔覆路径和较大的熔覆速度工艺。

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湿热环境下挖补修理复合材料蜂窝板振动特性研究

卢 翔 a , 马传宁 b , 李 宸 b , 崔开心 b

2025, 43(4):  36-42. 

摘要 ( 1314 )  

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通过对单侧阶梯挖补修理的碳纤维环氧树脂/芳纶纸蜂窝板进行模态测试和有限元仿真，探究了挖补修理

复合材料蜂窝板（简称蜂窝修理板）在湿热环境下的振动特性。 利用分段剪切变形理论和湿热等效理论建

立了单侧阶梯挖补蜂窝修理板的有限元模型；分析了在不同的湿热条件下，修理参数对蜂窝修理板固有频

率的影响。结果表明，挖补修理导致复合材料蜂窝板的刚度下降，挖补斜度越小，母板挖除越多，则蜂窝板

刚度越低，在湿热条件下，这种影响更为显著；在温度为 300~375 K、湿度为 0~0.75% 范围内，蜂窝修理板在

湿环境下固有频率降低比在热环境下明显；湿热联合作用对蜂窝修理板固有频率下降的影响比湿、热条件

单独作用的叠加更大。

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基于混合现实的航空发动机辅助维修学习系统

何振鹏 , 赵福星 , 辛 佳 , 黎柏春 , 葛 畅 , 刘鸿宇 , 刘 泉

2025, 43(4):  43-49. 

摘要 ( 953 )  

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针对航空发动机维修中存在的问题，结合三维注册融合、手势识别交互、空间映射网络和远程指导标注等

关键技术，本文提出一种基于混合现实的航空发动机辅助维修学习系统。 研究实现了航空发动机维修结构

学习、航空发动机诱导维修、远程空间指导标注等模块功能，并通过航空发动机故障案例验证了系统各功

能模块的可行性与有效性。 结果表明：该系统具有高效交互性，可大幅降低维修任务工作难度，提升维修

培训与学习实践效率。

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降雪条件下机场跑滑系统韧性评价研究

程国勇, 田一萌

2025, 43(4):  50-55. 

摘要 ( 1841 )  

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针对中国多数大型民航机场面临容量饱和、运行压力大等突出问题，以及在不利气象条件下民航基础设施

领域韧性研究薄弱的现状。以北方某 4E 机场为研究对象，首先，通过 Anylogic 仿真工具建立了该机场跑滑

系统仿真模型，并基于截至第 t 小时所完成总起降架次 N（t）、第 t 小时内航空器总起降架次 nt 及平均滑行

时间 T（t） 3 个参数构造了跑滑系统性能响应函数 F（t）；其次，在此基础上根据性能响应函数法的基本概念

提出跑滑系统韧性指数 R；然后，进一步参考以往机场韧性指数算术平均值和一倍标准差的研究成果，提

出跑滑系统韧性水平的低、较低、中等、较高和高韧性 5 级划分标准；最后，根据上述研究得出跑滑系统韧

性水平受航班排布疏密影响而波动，且机场在降雪持续时间短、小雪情况下表现良好，韧性指数均在 0.680 0

以上；而降雪持续时间长、大雪条件下的系统韧性水平有待提高，最不利情况下系统韧性指数仅为 0.472 1。

本研究可为民航基础设施韧性理论研究及应用提供借鉴。

航空运输经济

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航空物流促进城市经济韧性提升研究

———以空港型国家物流枢纽承载城市郑州为例

沈丹阳 , 刘茜萌 , 郑文娟 , 刘 姣

2025, 43(4):  56-61. 

摘要 ( 1673 )  

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为研究航空物流能否促进城市经济韧性提升这一问题，本文选择空港型国家物流枢纽承载城市郑州，利用

郑州 2009—2021 年航空物流与城市经济数据建立城市经济韧性评价指标体系，运用熵值法进行评价，并

利用向量自回归（VAR，vector autoregressive）模型实证检验航空物流匹配能力与城市经济韧性的关联关系。

研究结果表明，城市经济韧性强度与航空物流匹配能力水平显著相关。 城市经济韧性强度对航空物流匹

配能力的提升作用呈现即时显著效应，而航空物流匹配能力水平对城市经济韧性的提升作用则表现为渐

进累积效应。

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民航国际运价税费演进研究

高 超, 余 朝, 张宏海, 田 丰,

2025, 43(4):  62-66. 

摘要 ( 1742 )  

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民航国际运价税费是增加国家财政收入的重要来源，但由于不同国家和地区税收政策的差异，以及不同航

空公司的税费规则差异，导致民航国际运价税费需通过多渠道、多数据源进行计算，使得用户体验大打折

扣。 为给行业相关人员提供行之有效的理论和实践指导，本文基于国际运价税费计算规则和计算方法的变

化，首先系统回顾了民航国际运价税费从手工计算到自动化、智能化的演进历程，重点介绍了航空运价发

布公司（ATPCO，Airline Tariff Publishing Company）在建立民航国际运价税费的统一技术规范和管理标准

方面所开展的一系列工作；其次，介绍了中国民航信息网络股份有限公司（简称中国航信）在民航国际运价

搜索中实现税费自动计算的工作案例；最后，综合分析了新税种、新技术、新政策对民航国际运价税费造成

的影响。

航空环境与可持续发展

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基于 VOF-to-DPM 的离心式喷嘴锥形液膜破碎雾化特性研究

杨晓军 a, 王嘉琦 b, 邓 甜 b

2025, 43(4):  67-73. 

摘要 ( 1116 )  

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为提高航空发动机燃烧效率和降低污染物排放，研究生物航空煤油雾化特性是重要环节之一。 为同时获得

离心式喷嘴锥形液膜破碎雾化的宏观场物理量分布和微观液滴参数，本文选取了一种能同时捕捉气液交界

面和液滴粒子的模型，并在此基础上研究了生物航空煤油不同物性参数（密度、黏度、表面张力等）、供油压

差和环境压力对生物航空煤油雾化质量的影响。 研究表明：密度、黏度和表面张力会影响生物航空煤油破

碎雾化的时间进程，密度越大得到的雾化液滴越大，黏度和表面张力的增加同样也会使得油雾液滴直径增

大；供油压差的增大有利于雾化的宏观空间场发展，供油压差增大时喷雾贯穿长度显著增加，当供油压差到

达一定数值时，喷雾贯穿长度增大速率不再有明显差异；环境压力对喷雾动力学有显著影响，环境压力的增

大使得雾化场中液滴分布变少，导致雾化质量下降。

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多变量宽工况 CH4 /H2 非预混燃烧污染物数值模拟

张 鸿, 李林军, 王笑冬

2025, 43(4):  74-83. 

摘要 ( 1669 )  

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本文以热伴流射流燃烧器（JHC， jet-in-hot-coflow）为研究对象，开展多变量宽工况下甲烷掺氢非预混燃烧

污染物数值模拟，定量分析了中心燃料射流掺氢量、中心燃料射流速度、热伴流含氧量、热伴流温度等对燃

烧温度、反应速率及主要污染物生成量的影响。 结果表明：随着掺氢量增加，进口处反应更加剧烈且温度峰

值更高，燃烧速率增快，高温区域更宽，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）质量分数减小，氮氧化合物（NOx）质

量分数增加； 随着热伴流氧气质量分数增加，CO 质量分数先增加后减小，NOx 质量分数峰值增幅可达

250%； 随着热伴流温度增加，CO 质量分数增加，CO2 质量分数减小，NOx 质量分数峰值平均增幅可达

230%。 本文可为工程应用中掺氢燃料污染物排放预测提供基础理论支撑。

航空运输管理

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面向航线轮挡时间不确定的 OD 航班时刻优化

高 伟, 鲁馨桢

2025, 43(4):  84-90. 

摘要 ( 881 )  

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为减少起飞机场和目的机场间航线轮挡时间不确定所导致的管制预案调整，以数据驱动的方式，通过建立

面向航线轮挡时间不确定性的战略、战术两阶段随机规划模型对航线两端机场进行时刻优化，并通过样本

均值近似算法求解，改善航线运行时间的不确定性，减少管制预案的调整。 以北京首都国际机场与广州白

云国际机场 2021 年冬春季航班时刻表为算例， 优化后航班时刻表在战术阶段的管制预案调整量减少，航

线运行时间的不确定性得到改善，并通过比较不同权重下的航线计划轮挡时间，提出了减少航线计划轮挡

时间的建议，提高航班时刻规划的运行效率。

通用航空与无人机

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基于 FTA-BN 模型的多旋翼无人机事故致因分析

岳仁田, 韩 磊

2025, 43(4):  91-96. 

摘要 ( 1179 )  

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对多旋翼无人机（UAV，unmanned aerial vehicle）事故致因进行分析，有助于实现多旋翼无人机事故的科

学防控。 本文调查了 382 起多旋翼无人机事故案例，建立故障树分析-贝叶斯网络（FTA-BN，fault tree

analysis-Bayesian network）模型对多旋翼无人机事故成因进行分析。首先，建立以多旋翼无人机事故为顶事

件，多旋翼无人机空中撞毁、坠毁、失联为中间事件，事故致因事件为基本事件的故障树模型；其次，根据故

障树模型与贝叶斯网络的对应关系将故障树模型转化为贝叶斯网络模型；最后，用 Netica 软件对贝叶斯网

络模型进行后验概率推理和敏感性分析，得出主要的事故致因因素。 结果表明，该组合模型不仅能使无人

机事故致因的推断变得容易操作，且能得到更可靠的推论。