数字孪生技术在飞机设计验证中的应用

随着工业4.0技术的发展,数字孪生技术正在不断渗透到工业生产和新产品研发的各个领域,并为新产品研发带来综合性能整体优化、研发成本降低、研制周期缩短等优势,是提升新产品市场竞争力的重要手段。在现代民用飞机研发过程中,从型号需求、初步定义、详细设计、生产试制、试飞取证和运营维护等产品全生命周期内,都可以利用数字孪生技术,实现虚拟和物理的无缝对接,尤其在飞机设计验证方面,更可以做到更优、更广、更快、更省。然而,在我国民用飞机研制项目中,还未形成数字孪生应用体系。本文通过对飞机架构模型设计、多模型构架集成以及模型参数辨识和验证几个方面,对数字孪生技术在飞机设计验证过程中的应用技术进行了探讨。经研究发现,数字孪生技术对飞机型号研制各阶段的设计验证,尤其是集成试验验证提供了重要的指导作用和技术支持,为民用飞机适航验证和运维服务提供了更快、更经济、更强有力的支持与保障。     

民用飞机集成验证试验平台规划研究

在现代大型民用飞机的研发过程中,为了保证飞机的飞行安全,开展民用飞机地面模拟试验是飞机成功研制的重要保证。通过对飞机的试验需求进行分析,指出了全机级集成验证试验平台建设的原则,对铁鸟综合试验台、航电综合试验台和电源综合试验台的规划进行了说明。通过试验件互联、试验设备互联及试验接地技术,将不同的综合试验台连接起来,形成了全机级集成验证试验平台架构。     

民用飞机载荷校准试验关键技术浅析

民用飞机载荷校准试验是飞机载荷验证试飞的关键工作之一,飞行载荷验证的有效性很大程度上取决于校准试验的可靠性。为了提高校准试验的质量,对民用飞机校准试验中的关键技术进行研究和总结,阐述民用飞机载荷校准试验中测载站位的选取、应变法测量典型方案、校准载荷的确定、载荷方程的建立、试验报告的编制等内容,提出合理化意见和建议,可为我国民用飞机载荷试飞的开展提供一定的技术指导和帮助。     

CCAR23部飞机HIRF防护适航验证方法研究

民用飞机为获得在高强辐射场环境中的运营许可,必须按照适航当局发布的高能电磁辐射场( HIRF )防护相关适航条款进行防护设计和适航验证。当前确定航空器内部 HIRF 环境主要通过试验方法和相似性评估法,具有工作量大、测试成本高等缺点。针对仅有 A 类显示系统的 CCAR23 部飞机首次使用数据推算方法,确定飞机内部 HIRF 环境电平,用于实现整机的 HIRF 防护适航验证;提出一套适用于 CCAR23 部飞机 HIRF防护适航验证的方法,分析该方法的关键技术及可行性。本文所提出的方法已应用于 Y12F 飞机 HIRF 防护适航验证的实际工程,有效降低了整机 HIRF 防护适航验证的复杂程度,节约了整机试验所需的测试成本,提高了试验效率,为民用航空器 HIRF 防护验证提供参考。     

现代飞机系统虚拟试验验证技术发展研究

以飞机系统虚拟试验验证过程为背景,对虚拟试验验证技术的概念和内涵进行了介绍,对虚拟试验验证应用系统的体系结构进行了详细说明,在此基础上介绍了虚拟试验验证的典型应用和发展前景。     

飞机开发技术的全新突破——基于模型的系统工程

基于模型的系统工程开发方法是飞机开发方法学上的全新突破,通过实施基于模型的系统工程,实现飞机整机的虚拟集成,建立虚拟铁鸟模型能够有效地改进现有设计流程,尤其是系统集成阶段的设计和评价方法,避免不必要的重复设计工作,减少整机物理试验的次数和成本。     

民用飞机机体结构静强度验证

民用飞机机体结构静强度验证是保证飞机结构安全的基础,是民用飞机获取型号合格证投入市场运营的基本条件。以机体结构静强度验证流程为线索,从分析和试验两方面阐述了当前机体结构静强度验证的思路和方法以及未来的发展趋势。对于金属机体结构,结合少量必要试验,采用经试验验证的分析进行全面静强度验证是当前金属机体结构静强度适航验证较好的工程解决方案,而复合材料机体结构采用积木式验证模式是目前最优化的验证方案。采用传统的内力模型加工程分析方法依然是机体结构静强验证的主要手段,但工作流程,主要是强度校核工作部分,将向自动化方向发展,以满足实际工程分析对效率和质量的要求。同时,全机精细有限元模型分析是机体结构静强度验证重要的辅助手段,代表了飞机结构强度分析未来的发展方向。     

虚拟测试平台技术研究

提出将各种主流仿真、计算机辅助设计、诊断推理和虚拟仪器软件的核心运行组件进行集成,构成功能完备、配置灵活、用户免编程的虚拟测试平台,来满足高性能智能化产品动态测试、参数调整与优化、诊断排故的需要。对虚拟测试平台所具备的功能、系统结构及关键技术进行了详细的论述,最后结合智能运动控制系统的全数字与半实物仿真测试,就虚拟测试平台的典型应用进行了讨论。     

民用飞机部附件健康管理方法研究

民用飞机部附件的健康程度直接影响民用飞机的安全性,研究的目的是基于当前飞机维护现状．提出一种民用飞机部附件健康管理方法。在详细阐述了民用飞机健康管理内容的基础上．确定了基于维修现状的健康管理技术,指出了民用飞机部附件健康管理的关键技术,希望为我国自行研发民用客机提供技术支持。     

基于数字化的飞机柔性装配技术研究

飞机制造技术的数字化,装配技术的柔性化是飞机研制的发展方向。为提高飞机装配质量,加快飞机研发周期,降低飞机生产成本,并结合飞机装配现状,提出了以数字化为基础的飞机柔性装配技术是诸多现有关键技术的集成,论述了柔性装配的数字量协调问题、分离面的划分问题及满足柔性连接、定位和夹紧的标准问题在飞机柔性装配技术推广中的重要性。