基于航空发动机产品需求的压气机技术研究

压气机是航空发动机的关键核心部件,随着先进作战飞机对航空发动机需求的不断提高,快速研制全面满足发动机产品需求的压气机是工程设计人员面临的重大挑战。为保证设计的压气机全面满足发动机产品需求,介绍了先进作战飞机发动机的典型技术特点以及对压气机全面的技术需求,梳理了压气机满足发动机需求需重点考虑的影响因素,开展了宽转速范围高效率设计技术、全飞行包线高稳定裕度设计技术、高性能保持能力设计技术、高可靠叶片设计技术、高稳健压气机转子设计技术、高可靠调节机构设计技术、高安全性以及高环境适应性设计技术研究。结果表明：基于需求的综合设计可以保证压气机的综合性能。该研究可为设计全面满足发动机产品需求的压气机提供参考和依据。     

基于模型的载人航天器研制方法研究与实践

载人航天器具有系统规模大、技术难度高、单件小批量、无法通过多次飞行持续完善设计、可靠性要求高等特点。当前载人航天器研制中仍存在着参数化和模型化程度不高、基于模型的系统综合仿真验证不足、研制各环节缺乏数字化集成等问题，传统基于文本的系统工程方法已无法满足研制需求，亟需采用基于模型的系统工程方法。本文针对载人航天器的研制现状和应用需求，提出了面向载人航天器全生命周期的模型体系，定义了需求模型、功能模型、产品模型、工程模型、制造模型、实做模型等六类模型，提出了基于模型的研制流程，包含系统设计闭环验证、产品设计闭环验证、实做产品闭环验证3个验证环节，并深入探索了各研制环节中不同模型间的传递与关联关系。以某型号载人航天器为应用基础，系统地验证了提出的方法。     

基于系统工程的高压涡轮叶片内腔渗层正向设计

为了解决涡轮叶片内腔渗层设计过程中需求分析不全面、设计确认不充分、设计验证不完整等问题,提出基于系统工程 理论的方法,对舰用燃气轮机高压涡轮工作叶片内腔渗层进行正向设计研发。应用需求分析-技术方案设计-试样验证-产品实 施-产品集成-产品验证的技术路线,开展了涡轮叶片内腔渗层技术研究。通过拉伸性能试验、低周疲劳试验、高周疲劳试验、燃气 热腐蚀试验、工艺试验等对多方案进行验证,优筛选出的内腔CoAl薄渗层和纯Al薄渗层为最佳方案。结果表明：验证方案合理可 行,渗层能够满足发动机的使用需求。基于系统工程的涡轮叶片内腔渗层设计方法从整体需求出发,设计、验证具有系统性和完 整性,在叶片内腔渗层设计过程中具有重要作用。     

SQLServer数据库应用系统中数据完整性的设计与实施

主要介绍了在SQLServer数据库应用系统中 ,在服务器端和客户端实现数据完整性的设计方法 ,并结合金翼医院管理信息系统 (以下简称JY -HMIS给出了一些具体实例。最后阐述了实施数据完整性的策略。     

系统工程在大型客机运行支持系统研制中的应用综述

将商用飞机系统思想应用于产品运行支持系统研制过程中，从利益攸关方需要定义、功能分析、需求定义和适航约束限制、系统架构定义、接口定义、设计综合、验证确认到运行评审，完整地分析了产品运行支持系统研制的全过程，并给出产品运行支持系统全生命周期过程的模型与定义。该方法可以有效地将大型客机产品运行顶层需求分解至产品研制和运行支持系统研制需求中，并且通过过程集成以及技术集成将运行支持系统研制与飞机研制相结合，从而保证大型客机在满足适航型号合格审定（TC）和航空器评审（AEG）要求的同时，能够满足客户实际运行安全性和经济性需求。     

基于MBSE思想的航空发动机控制系统设计方法

在航空发动机控制系统设计开发过程中,存在需求理解偏差、需求实现描述不清晰、设计过程缺失等问题,严重影响产 品后续使用。为了构建完整、规范、准确的系统设计要求,完整描述系统设计过程,引入基于模型的系统工程思想。通过需求分析 将用户需求条目化,并对每条需求进行确认;通过功能分解,将复杂系统模块化;利用功能描述将需求量化、图形化,明确各项功能 的具体行为;在要求制定过程中引入数据流管理,将整个系统设计过程有机结合在一起。结果表明：采用基于模型的系统工程思 想构建满足产品研发的控制系统正向设计方法,实现了顶层需求的100%覆盖和追溯,可将模糊的需求通过建模方式具体化、显形 化。通过N1测量对设计方法进行了验证,表明该方法可用于工程设计。     

一种液压系统脉动消除器的设计与分析

面向航空液压系统消除压力脉动、提升系统可靠性和寿命的需求，设计了一种液压系统压力脉动消除器。基于流体网络理论建立了脉动消除器及实验系统的理论模型，并考虑安装方式和负载类型的不同，分析了脉动消除器在不同工况下的滤波效果。然后通过仿真方法验证了设计方案的可行性以及理论分析的准确性，仿真过程考虑了系统负载对脉动的影响。最后实验验证了脉动消除器的滤波效果。结果表明：设计的新型结构压力脉动消除器无运动部件、布局紧凑，与飞机液压系统中常用的液压柱塞泵使用匹配度高，是消除液压系统脉动的有效部件；在300~500 Hz的压力脉动频率范围内，研究设计的脉动消除器可以消除10 dB的压力脉动，能够满足飞机液压系统消除压力脉动的需求，在航空领域中具有广泛的应用前景。     

基于GPU指令转发的虚拟化图形引擎设计及实现

为了满足机载座舱显控系统对图形引擎的性能要求，设计了一种基于半虚拟化的机载图形引擎实现方案，并在嵌入式平台上进行实现和测试.结果表明采用本文设计的虚拟化图形引擎，可以满足多个虚拟机同时使用GPU进行绘制的需求的同时，可以有效发挥多核CPU的性能,在提高了产品集成度的同时，显著提升了机载图形应用的性能。     

面向未来飞机的机载网络存储系统研究

根据未来飞机航电系统的拓扑结构以及机载各类数据特征，提出了一种高性能、高吞吐量和高可靠性的机载网络存储系统设计方法，从而满足了未来飞机对高性能存储系统的需求，允许机载各个设备客户端对服务器进行透明的文件访问，实现了跨平台的数据共享，为网络存储系统关键技术在航空产品上的进一步应用提供了技术基础。     

面向对象的结构试验与分析数据库设计

针对ＣＡＴＡＳ系统中结构试验与分析一体化需求，采用面向对象方法建立了数据模型，给出了数据库的结构体系及数据分布，介绍了ＣＡＴＡＳ数据库在数据安全、数据完整性、访问控制以及查询速度等方面采取的措施。     

A Digital Map Set for the Night Attack Aircraft

There has been much interest recently in applying cartographic digital data bases to advanced avionics systems as a solution to specific problems associated with night attack aircraft missions. The tremendous computer horsepower required to accomplish this task in real-time in an airborne environment is well documented. Hardware implementation of complex algorithms traditionally has produced custom devices which accomplish a specific function on a specific data structure. Historically, this has resulted in powerful but inflexible systems incapable of adapting to the changing requirements of military missions. In an age of evolving technology, these pitfalls must be avoided by incorporating expected changes into the design of digital map systems. If they are made to accommodate a variety of cartographic data bases and allow for programmable manipulation of those bases, this new class of digital map sets can be reconfigured at the software level to meet the changing requirements of aircraft missions. This paper addresses current design concepts for such a map system on a Night Attack aircraft. The focus is on issues concerning the development and handling of existing map data products to meet current system requirements. This system, called the Digital Map Set (DMS), is being designed to accomplish the classical manipulations of Defense Mapping Agency Digital Land Mass System data. Additionally, aeronautical charts, aerial reconnaissance photos, flight plan data, and other two-dimensional bit mapped graphics also are accommodated. Mission requirements relating to the cartographic data bases shall be discussed along with ground support station and airborne system design issues.     

Aircraft vulnerability modeling and computation methods based on product structure and CATIA

Survivability strengthening/vulnerability reduction designs have become one of the most important design disciplines of military aircraft now. Due to progressiveness and complexity of modern combat aircraft, the existing vulnerability modeling and computation methods cannot meet the current engineering application requirements. Therefore, a vulnerability modeling and computation method based on product structure and CATIA is proposed in sufficient consideration of the design characteristics of modern combat aircraft. This method directly constructs the aircraft vulnerability model by CATIA or the digital model database, and manages all the product components of the vulnerability model via aircraft product structure. Using CAA second development, the detailed operations and computation methods of vulnerability analysis are integrated into CATIA software environment. Comprehensive assessment data and visual kill probability Iso-contours can also be presented, which meet the vulnerability analysis requirements of modern combat aircraft effectively. The intact vulnerability model of one hypothetical aircraft is constructed, and the effects of redundant technology to the aircraft vulnerability are assessed, which validate the engineering practicality of the method.     

测试性建模以及测试性验证试验应用

鉴于用户对航电产品测试性要求的不断提高,因此在签署协议时已经规定了产品的测试性定量指标以及开展测试性建模和测试性验证试验的要求。首先收集产品测试性设计信息,梳理产品研制阶段开展测试性建模分析的流程,根据测试性建模的结论以及改进建议迭代产品设计,再开展测试性试验验证测试性建模分析的正确性,对改进后测试性设计进行验证,以实现产品的测试性设计迭代与增长,判定产品的测试性水平是否达到规定的要求。     

设计模式在可复用数据处理软件中的应用

针对航天测控任务数据处理软件需求易变化、可靠性要求高的特点,采用面向对象的思想,利用典型的设计模式设计并实现了一种可复用的通用数据处理软件。从软件结构上看,应用设计模式,高层组件和低层组件有机、高效地结合,形成松耦合高内聚的架构,使软件具备很好的可读性和可维护性,达到了可复用的要求。     

飞机数字化设计数模发放控制

数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算、以及数据传输，已经成为飞机型号研制中的重要技术手段。结合数字化技术在飞机型号研制中的实际应用，探讨了设计数据模型发放过程控制，包括发放原则、发放流程、数据文件准备和发放审签等，对数据模型的审签过程控制内容做了详细的论述；介绍了数据模型成熟度以及数据文件的存储、获取和归档管理。     

基于CRC校验的航电网络传输通道安全性分析

完整性概率是民用飞机与系统安全性的评价指标之一。循环冗余校验(CRC)是航空电子系统通信网络中广泛应用的完整性设计措施。针对缺乏CRC校验定量安全性分析的现状,基于标准CRC校验的性能,研究了业务数据在航空电子系统通信网络传输过程中出现错误且被CRC漏检的概率。结合案例分析了CRC校验对航电网络传输通道完整性需求的影响。分析结果表明通过在应用层采取CRC校验等设计措施,并确保业务数据在网络传输过程中发生错误且被CRC漏检的概率满足顶层分配的完整性需求,则网络传输通道或链路层可无需考虑针对特定业务数据的完整性需求,进而缓解对网络传输通道的安全性需求。分析思路为航电网络CRC校验设计及安全性分析提供参考。     

面向自动化物料传送的被动驱动托架设计与分析

针对现有的航天飞行器数字化装配生产线产品转运自动化、装配数字化的发展趋势,设计了一套兼容生产线全流程转运工作设备、适应多几何尺寸的托架。在分析作业现场产品转运流程、保证要求以及装配需求的基础上,提出了一种基于辊杠动力源的被动驱动托架总体设计方案,解析了托架关键受力部位和薄弱点,有针对性地开展了关键部件的设计、计算、校核,并使用专用软件开展了数值模拟分析与验证,托架试制完成后进行了工程试用。结果表明:关键部件的强度数值模拟值与理论设计计算值偏差在10%以内,位移形变均保持在0.1mm以下,验证了设计的准确性和合理性;工程使用阶段,托架的功能和性能均满足现场使用要求。     

民机电传飞控系统安全性设计与验证

目前CCAR25部的规章要求主要针对传统机械操纵飞机,随着电传飞控系统(Fly by Wire,以下简称FBW)在现代民机上的广泛应用,在控制指令的数字信号完整性、AC 25.1309等效安全等方面产生了一些新的适航要求,以达到传统设计相同的或等效的安全水平。介绍了民机电传飞控系统安全性评估过程,然后针对电传飞控系统安全性设计特点,总结了适用的适航要求和符合性验证方法。     

The New Horizons Spacecraft

The New Horizons spacecraft was launched on 19 January 2006. The spacecraft was designed to provide a platform for seven instruments designated by the science team to collect and return data from Pluto in 2015. The design meets the requirements established by the National Aeronautics and Space Administration (NASA) Announcement of Opportunity AO-OSS-01. The design drew on heritage from previous missions developed at The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) and other missions such as Ulysses. The trajectory design imposed constraints on mass and structural strength to meet the high launch acceleration consistent with meeting the AO requirement of returning data prior to the year 2020. The spacecraft subsystems were designed to meet tight resource allocations (mass and power) yet provide the necessary control and data handling finesse to support data collection and return when the one-way light time during the Pluto fly-by is 4.5 hours. Missions to the outer regions of the solar system (where the solar irradiance is 1/1000 of the level near the Earth) require a radioisotope thermoelectric generator (RTG) to supply electrical power. One RTG was available for use by New Horizons. To accommodate this constraint, the spacecraft electronics were designed to operate on approximately 200 W. The travel time to Pluto put additional demands on system reliability. Only after a flight time of approximately 10 years would the desired data be collected and returned to Earth. This represents the longest flight duration prior to the return of primary science data for any mission by NASA. The spacecraft system architecture provides sufficient redundancy to meet this requirement with a probability of mission success of greater than 0.85. The spacecraft is now on its way to Pluto, with an arrival date of 14 July 2015. Initial in-flight tests have verified that the spacecraft will meet the design requirements.