面向航空发动机研制的数字孪生定义研究

数字孪生是21世纪诞生的一种技术体系和工作模式,目前已经在学术界、工业界和官方研究机构得到广泛研究和实践应用。为了在航空发动机研制中准确运用数字孪生,就必须明确其定义及内涵。在前期通过文献统计分析得到数字孪生定义模型的基础上,对不同研究视角下的典型定义进行分析、归纳,明确数字孪生的核心要素,以及不同要素的相互关系、在数字孪生中的作用。以此得到面向复杂装备研制的数字孪生定义,并结合航空发动机研制的特定实践,将之具象化为航空发动机研制的数字孪生定义。结果表明：面向航空发动机研制的数字孪生定义核心要素是发动机实体、孪生模型、数据和交互,数字孪生以航空发动机实体为实现载体,以孪生模型为实现功能的核心,以数据和交互作为媒介和推动手段,最终达到提高航空发动机质量、保障航空发动机运行的目的。     

航空发动机研制全寿命管理研究及建议

分析20世纪40年代以来,以美国为代表的世界航空发动机研制先进国家的技术发展理念的演变情况,深入研究了其航空发动机的发展和管理道路,结合中国航空发动机研制实际状况,提出了中国新型航空发动机按时间、分阶段(预先研究、工程研制和使用发展3大阶段)的全寿命管理方法,以不断提高发动机研制管理水平,实现控制发动机研制风险,提高部队战备完好率,降低全寿命成本的目标。     

数字样机在飞机数字化协同研制中的发展

飞机数字样机是飞机产品的数字化表述,是与飞机相关的所有三维数字信息构成的产品模型集合,可用于工程设计、工程分析(空间分析、运动分析、拆装模拟、加工制造和维护检测)、工程仿真等活动。飞机数字样机的出现从根本上革新了传统飞机协同研制方式,开创了飞机数字化协同研制的新阶段,随着数字化技术、计算机网络技术的不断发展,数字样机在飞机数字化协同研制中的作用和地位也不断发展。从飞机数字化协同研制的发展历程出发总结论述了数字样机的发展历程。     

信息技术在航空发动机设计体系集成平台建设中的应用

设计体系是航空发动机设计经验的总结归纳和深化结晶。其集成平台的全面应用,将有助于科研工作的层次清晰化、设计协同化、管理规范化及质量精细化,推进科研水平上升一个新的台阶。阐述了充分利用现代信息技术,融汇自主创新研制思路,以设计规范和数字化设计流程为依据,以专业技术设计软件为基本元素,以工程数据库为支持,利用集成技术建立支持多专业协同、信息共享的以数字化为特征的发动机设计体系,初步建造了一套融发动机设计、仿真、优化等于一体的综合集成平台,为航空发动机设计体系建设奠定基础。     

航空动力发展的历史性机遇

从航空发动机的诞生到最先进的航空动力研制计划的实施,较详尽地分析了世界航空动力的发展态势;从军用和民用2方面论述了航空发动机在国民经济中的重要地位;总结了中国航空发动机研制水平与世界先进水平存在较大差距的原因,展望了中国动力发展的历史性机遇。     

可靠性管理在航空发动机研制中的应用和思考

为提高航空发动机的质量水平、规范化管理研制过程、有效控制发动机可靠性和研制成本,需在航空发动机研制和生产单位构建可靠性管理体系,推动可靠性工程工作规范、有序展开。简要介绍了航空发动机可靠性管理的目的和特点,并结合无人机用发动机可靠性工程的实施,系统介绍了航空发动机可靠性管理的具体内容,梳理了该型发动机的可靠性管理流程及可靠性管理机构的组织架构,通过结合工程实践对管理活动中遇到的具体问题进行了分析。可为后续航空发动机型号研制中可靠性管理体系的合理构建和有效运行提供借鉴。     

我国航空发动机数字化设计/制造/管理技术现状及其发展

针对新一代发动机研制、高新工程批生产任务,开展多厂所协同数字化设计/制造/管理技术研究,建立数字化设计/制造/管理协同技术体系和应用系统,全面推广应用该项技术,对提高我国航空发动机研制能力,进行技术创新,促进航空发动机行业跨越式发展必将起到重要的作用     

数字孪生技术在航空发动机智能生产线中的应用

为探索采用新一代信息技术加快航空发动机数字化转型升级,分析了数字孪生技术的概念和内涵,论述了数字孪生技术在航空发动机设计、制造和服务等业务领域的应用场景,对智能生产线应用数字孪生技术的实现途径进行了分析和验证。实践表明:数字孪生技术与MBD建模、数字线索、虚拟仿真、数据融合等技术相关联,能够进一步优化车间布局和生产节拍,改善工艺设计,实现生产制造过程的准实时监控和动态调整,有利于提高产品生产质量和生产效率。     

航空发动机研制需求管理探析

根据军用航空发动机研制特点,初步构建了航空发动机需求管理的总体框架和组织模式,并基于Teamcenter提出了需求数据追溯链管理方案,阐述了具体项目需求管理的实施路径。将其应用于真实的航空发动机研制管理中,组建了专项管理小组,明确了工作要求,并细化了其中的需求分析与定义、需求验证策划,通过专家评审对需求管理工作进行逐步改进及完善。上述方法可实现航空发动机需求管理工作由文件化向工具化、由碎片化向集成/综合化的模式转变,奠定了以需求为牵引驱动正向研发的基础,探索出一条实现航空发动机研制需求管理的途径。     

航空发动机对表面工程技术的需求

概述了表面工程技术在航空发动机技术进步,尤其是在提高航空发动机效率、使用寿命和可靠性,改善经济性等方面中的重要作用;对比分析了国内外航空发动机表面工程技术水平间的差距,并对国内的技术现状和问题进行了归纳,着重指出了制约表面工程技术在国内航空发动机领域工程应用的关键因素;最后结合国内航空发动机研制和未来发展需要,从设计角度提出了表面工程关键技术需求及发展建议。     

航空发动机露天试验及试验能力建设

航空发动机研制过程依赖于大量的试验验证,尤其是整机研制涉及的考核项目多、试验周期长、风险大。随着航空技术 的进一步发展,对航空发动机研制的要求不断提高,也极大地促进了试验基础设施的建设以及试验技术的发展。作为航空发动机 研发的重要环节,露天试车台的建设及其试验能力关系到航空发动机的研发周期、研制水平和装机后发动机的运行稳定性,多功 能的露天试车台逐渐成为航空发动机试验中不可缺少的部分。通过介绍露天试车台的试验内容以及概述国外几种典型的露天试 车台建设情况及其相关研究,同时从测试角度详细分析建设露天试验能力需要考虑的要素,对中国加快露天试车台和试验能力建 设提出了建议。     

基于MBD的商用航空发动机数字化设计与制造技术实施方法

目前,我国商用航空发动机自主研发面临巨大挑战,正着力建设数字化商用发动机自主创新研发体系。基于模型的定义(MBD)技术是实现复杂产品数字化研发的关键技术,其深入应用对构建我国商用航空发动机数字化研制模式、提升自主研发能力、缩短研制周期等方面具有重大的现实意义。介绍MBD技术国内外发展趋势,阐述基于MBD的数字化协同平台建设框架和应用思路,借鉴技术创新过程的线性范式,提出MBD应用导入方法论,总结商发公司型号项目MBD应用实践和成果,并对未来MBE应用范式进行了展望。     

航空发动机技术成熟度评价方法研究

技术成熟度评价是控制新型航空发动机研制中技术风险的有效途径,在国外航空发动机研制、技术发展中得到广泛应用。本文介绍了美国国防部成熟度评价方法和国外航空发动机技术成熟度评价的现状,提出了开展航空发动机技术成熟度评价的设想和初步的评价方法,并以虚拟的高压压气机技术验证项目为例进行了技术成熟度模拟评价。     

谈我国民用航空发动机的发展思路

中国航空工业已有了40多年的发展历史,有了一定的基础和条件。我国现有7个航空发动机制造厂,4个航空发动机设计研究所,13万从业人员,共生产了5万多台航空发动机。基本建成了比较配套的零部件试验台和整机试车台,还有亚洲唯一的高空试车台。在自行开发的气动设计、结构强度分析、传热和燃烧计算等工程设计软件和引进的大型国际通用工程分析软件的基础上,计算机辅助设计逐渐成为工程师设计分析航空发动机的主要手段。几种涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机已进入研制发展阶段,     

航空发动机高空模拟试验设施建设与发展思考

航空发动机高空模拟试验是发动机研制过程中,实现全工作包线范围内性能与工作特性摸索和考核的最有效手段。对高空模拟试验和国际上正在使用的高空模拟试验设施现状进行了介绍。以美国阿诺德工程发展中心高空模拟试验设施为例,分析了先进国家针对新型动力研制,在试验设施规划、建设、运行、能力提升等方面的最新趋势,为我国航空发动机高空模拟试验设施的建设和发展指出了发展方向。     

航空发动机机械液压装置产品数字化设计技术发展综述

航空发动机机械液压装置产品空间结构复杂,设计、制造加工难度大,其数字化设计方式直接影响发动机的研制周期。面对未来航空发动机对机械液压装置产品的高标准、高要求,只有不断通过知识工程思想挖掘与创新产品的数字化设计模式,才能源源不断地为机械液压装置产品研制注入新的能量。     

航空发动机控制系统的研发与展望

对国内外军用航空发动机控制系统的研制现状和今后的发展方向进行了归纳和分析,主要对主燃油控制、加力燃油控制、尾喷管控制、防喘控制、发动机状态监视和故障诊断各系统的技术特点,方案选择,研究动向进行了介绍和评述。从航空发动机控制系统近年来取得的进展,特别是全权限数字电子控制(FADEC)技术的研究和应用,可以看出航空发动机控制系统的发展潜力巨大,将会对飞机和航空发动机的研制和发展产生巨大的影响。      

浅谈商用航空发动机技术标准的实施

介绍了商用航空发动机研制过程中技术标准实施概况。分析标准实施原则,提出在建立技术标准实施及监督检查相关制度的基础上,对标准进行动态管理的手段和方法。同时应借助标准化信息管理系统,促进航空发动机研制过程中各类技术标准的贯彻实施。     

面向航空发动机产品的三维工艺设计系统开发及应用

当前,我国航空制造业的数字化技术发展迅猛,三维数字化设计技术和数字化样机技术得到了深入应用.新型航空发动机整个设计过程采用数字化产品定义技术,以全三维的数字模型为数据源,传递给下游的制造企业,航空发动机研制过程中基于模型的工艺设计与制造已成为发展趋势,基于全三维设计模型的数字化工艺设计模式已成为航空发动机型号研制的必然趋势.     

全数字量传递产品检测技术的研究与应用

通过对航空企业数字化检测技术应用现状进行调研和分析,提出目前企业数字化检测技术发展和推广过程中的主要瓶颈,在此基础上提出企业全数字量传递产品检测技术研究与应用方案。