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。     

一种基于CHS软件的飞机线束设计方法

在分析飞机线束设计流程的基础上,针对目前存在的设计繁琐、效率低下、自动化水平低和错误率高等问题,提出了一种基于CHS软件的飞机线束辅助设计方法。与传统设计软件相比,其功能覆盖系统级设计、线束设计、制造、分析以及维护等完整的线束生命周期全过程,在降低系统复杂性、提高线束设计正确性和增强信息规范性、一致性等方面具有明显优点。最后,详细分析了飞机线束设计流程,验证了设计方法的可靠性和可维护性。     

基于MBSE的通用质量特性建模分析技术研究

航空装备的可靠性、安全性、测试性分析在工程应用中存在大量重复性工作,如重复开展 FMEA 等;传统 FMEA 存在很多管理和技术问题,且 GJB/Z 1391—2006 中给出的功能及硬件 FMEA 方法自身也存在一定的技术缺陷,导致 FMEA 应用效果差,甚至很多外场真实故障应用传统 FMEA 是无法分析出来的。本文首先从 MBSE 角度着手,充分融合产品研制流程和通用质量特性的设计分析评估过程,以产品功能作为通用质量特性的输入,基于功能故障逻辑建模分析,对飞控系统功进行案例应用。结果表明：基于 MBSE 的通用质量特性建模分析技术可有效避免重复工作,并能解决“两张皮”问题。     

通用处理模块的功能FMEA技术应用研究

通用处理模块(General Processing Module, GPM)是集成模块化系统的核心,用于实现系统的数据处理功能。GPM的可靠性是保证其效能的前提和基础,应与功能、性能等技术指标一样在模块研制过程中予以重视,为此很有必要开展GPM故障模式与影响分析。研究了故障模式及影响分析(FMEA)的分析方法及流程,以GPM中的电源管理单元为例,对其进行功能FMEA技术的应用研究,识别故障模式及设计中的薄弱环节,优化设计方案,提高GPM的可靠性和安全性,为后续机载产品开展FMEA工作提供参考。     

空间站有效载荷综合处理单元设计研究

针对空间站传统有效载荷功能单一、处理资源固化、体系架构封闭等问题,通过对空间站电子信息综合应用系统总体功能和资源需求的分析,基于空间站平台约束条件,设计了一种在开放式物理平台上采用蓝图技术实现软件定义功能的综合处理单元(IPU),并对一套对外接口传输能力为600 Gbps、处理能力为1800 GFLOPS的原理样机进行了测试验证。结果表明,IPU支持在统一平台上通过软件定义功能,能有效提升系统资源利用率,满足总体应用需求。     

建模与仿真VV＆A辅助软件设计与实现

设计开发了MSVAS（建模与仿真VV＆A（校核、验证和确认）辅助软件）,提高导弹动力学仿真系统VV＆A自动化程度。过程管理模块通过工程配置文件设计,提供VV＆A流程的图形化设计与管理、任务安排等功能,指导VV＆A工作顺利进行;评估分析模块提供方法库,为各类具体评估工作提供技术方法支持;模型测试模块提供各种试验设计方法,目的是为充分测试评估模型的可信性设计各类测试实例;资源管理模块对导弹动力学系统VV＆A所涉及到的数据、模型和文档等资源进行了合理、有效的管理。MSVAS能为导弹动力学仿真系统VV＆A提供过程管理、技术等支持,提高了VV＆A工作效率,并减轻工作者的负担。     

民用航空发动机维修工程分析平台设计与实现

随着国产民用大飞机的研制和应用,民用航空发动机的研制和应用需求也逐步显现。为了提高国内民用航空发动机的派遣可靠性,需要对其维修工程服务产品进行专业分析,并通过信息化、规范化的方法促进其维修工程服务产品的发展和应用。首先,研究民用航空发动机维修工程分析的技术应用和行业发展,基于发动机维修工程分析和相关标准规范明确平台的核心模块功能和开发需求;在此基础上,开发发动机维修工程分析平台,并通过实际操作测试平台的各项功能;最后,以发动机燃控系统为例验证该平台的可操作性。结果表明：发动机维修工程分析平台各项功能正常、流程完善、数据合理,为后期设计优化和工程迭代工作奠定了重要的数据基础。     

机载电子产品可靠性定量加速增长试验技术

传统的可靠性试验在环境与时间上存在不足,已很难满足现代飞机可靠性试验工作的要求.基于故障物理学,通过研究航空电子类机载设备在综合环境应力条件下的故障原因及其分布规律,结合传统可靠性加速试验和增长试验的特点,提出一种可靠性试验的新方法,详细介绍具体的试验方法、试验流程、试验应力、故障处理要求和评估方法等关键技术,并将其应用在受试产品的典型案例中.结果表明:当产品试验时间达到952.4 h时,故障数为0,可以认为该产品以70％的置信度确定产品的平均故障间隔时间已达到25 000 h;本文提出的可靠性试验方法能够有效解决基于环境模拟的传统可靠性试验方法和评估技术不能在短的研制周期内评估高可靠性指标要求的机载设备的工程难题,可以实现加速因子的多样、可控,有效地缩短试验时间,节约试验经费.     

基于CFD方法的大型客机高速气动设计

大型客机高速气动设计需融入型号的设计经验、准确的数值分析方法以及高效的全局优化流程。将型号研制积累的设计经验及准则与现有数值计算工具、优化算法和计算机硬件资源相结合,探索发展了基于CFD的大型客机气动优化设计综合方法,该方法系统综合全局优化与局部寻优、人工经验与数值优化、参数化方法和参数控制以及自动化网格生成等方法和技术,大幅提升了气动设计效率。同时,完善了工程中实用的大型客机高速气动设计方法和流程,设计过程中融入了气动、结冰、静气动弹性等多专业的综合约束,反映了机翼设计多学科综合的本质特征,有助于形成综合最优的设计方案。以大型客机的超临界机翼优化设计为例,叙述了其在高速气动设计工作中的应用。     

GJB 450—88的应用与剪裁

说明了为满足科工委颁发的《武器装备可靠性与维修性管理规定》中对可靠性的要求,装备研制中必须对GJB 450-88规定的工作项目进行剪裁并予以实施,实际工作中应将可靠性工程与可靠性管理结合起来。讨论了可靠性工作的主要环节,工作项目的应用与剪裁。明确提出可靠性设计与增长是两个主要工作环节;基于工作项目适用性和保证作用的分析,提出了相应建议;同时对补充工作项目及最低工作项目选择等问题提出了参考意见。     

多学科优化技术在空间结构锁可靠性设计分析中的应用

 多领域协同建模仿真是复杂产品虚拟样机设计分析需要解决的关键技术问题之一。利用CAD/CAE工具搭建的空间结构锁多柔体虚拟样机模型,综合考虑了强度、动力学、空间环境影响等因素,在协同设计分析和协同建模仿真的基础上,开展了基于可靠性的多学科协同设计分析。并深入讨论了协同建模仿真实现中的数据综合、过程综合等关键技术。通过多学科协同设计分析和建模仿真,找到了空间结构锁的可靠性薄弱环节,并结合多学科优化技术,实现了空间对接锁基于可靠性的设计优化,进一步提出了通用的复杂机电系统基于可靠性的多学科设计优化方案,并开发了能协同三维建模工具（如PROE）,有限元分析工具（如MSCPATRAN,NASTRAN,ANSYS）和动力学分析工具（如MSCADAMS）进行复杂机电系统可靠性分析的通用工具平台ARAMS。     

波音777飞机高升力控制系统余度管理分析

飞行控制系统普遍采用余度技术来提高自身的任务可靠性。余度部件效能的发挥程度主要取决于余度管理策略和方法。根据波音777飞机高升力控制系统的基本构架,通过在线监控与信号表决相结合的方法对系统余度管理方法进行研究。在余度管理方法的设计过程中,充分考虑了布线技术、硬件设计技术及与软件相结合的方法,不但简化了襟缝翼控制器的硬件设计,同时也简化了控制器软件的设计难度,提高了系统可靠性,所用到的方法对同类系统设计有一定的参考价值。     

基于模型的设计综合方法在综合数据管理系统中的应用

本文介绍了Harmony的基于模型的设计综合方法,并采用该方法对综合数据管理系统进行设计综合.其设计综合流程包括:架构分析、架构设计和详细架构设计.对每个阶段的活动及其产物进行了描述,并给出了每个阶段在实际系统中的应用结果,最后说明了设计综合阶段完成后应给后续软硬件开发人员的交付物.应用结果表明,该设计综合方法能较好地衔接系统功能分析和软硬件开发阶段,并能基于模型对系统架构进行设计综合及验证,增强了系统设计综合结果的可靠性.     

一种基于State模式的惯导系统软件设计方法

State模式是一种面向对象的设计方法。针对惯导系统软件设计中的问题,提出了一种基于State模式的惯导系统软件设计方法,并将其应用于惯导系统软件分支流程的设计过程中。与传统设计方法相比,该方法将逻辑判断和处理封装在状态对象中,为不同系统状态子类声明了一个公共接口,用子类实现特定状态下的行为操作,避免了多种状态转换时逻辑判断的复杂度,降低了惯导系统软件的耦合程度,增强了代码的可靠性、健壮性和可移植性,从而提高了软件质量。     

Time-triggered State-machine Reliable Software Architecture for Micro Turbine Engine Control

Time-triggered (TT) embedded software pattern is well accepted in aerospace industry for its high reliability. Fi-nite-state-machine (FSM) design method is widely used for its high efficiency and predictable behavior. In this paper, the time-triggered and state-machine combination software architecture is implemented for a 25 kg thrust micro turbine engine (MTE) used for unmanned aerial vehicle (UAV) system; also model-based-design development workflow for airworthiness software directive DO-178B is utilized. Experimental results show that time-triggered state-machine software architecture and development method could shorten the system development time, reduce the system test cost and make the turbine engine easily comply with the airworthiness rules.     

基于VXI总线的某型飞机地面检测系统的设计实现

介绍了一种基于VXI总线的某型飞机地面自动测试系统的设计与实现过程。详细论述了该系统的硬件结构和在LabWindows/CVI环境下的软件模块化设计。该系统具有操纵简便、测试速度快、精度高、可靠性高和系统开放等特点,在部队外场恶劣的工作环境中运行良好、性能稳定。     

以持续抽象策略实现软件体系架构进化

以对传统的模型-视图-控制器(MVC)体系架构框架实施的进化过程为例,针对软件系统的体系架构模式／框架设计,识别并提出一种新的进化式设计理念体系:基于持续抽象策略的进化式设计理念体系; 并探索了以这种理念体系及其语言记录和传承软件系统设计经验及其进化能力历史的可能性。本文指出,架构方案的可抽象能力是软件架构进化能力的核心因素,决定架构方案在软件进化过程中的生存能力。新的进化式设计方法学理念体系建议以持续抽象过程作为体系架构设计的进化策略,以领导软件体系架构的进化方向,持续加强软件体系架构的可靠性、可扩展性、动态性和可复用性。还介绍了这一新的设计方法学理念体系在信号和逻辑集成工具SAL Studio1．0设计开发过程中的实践。     

复杂系统可靠度综合计算平台的设计实现

鉴于复杂大系统可靠度综合计算面临诸多困难 ,分析了其复杂性特征 ,提出了一种一体化建模方法———复合逻辑树模型 (CompositeLogicTreeModel,简称CLTM)及其递归调度综合算法 ,并采用面向对象的思想和技术 ,设计实现了可视化的系统可靠度CLTM综合建模与计算软件平台。介绍了软件的总体框架及其功能 ,并通过实例阐明了相应的系统可靠度综合分析方法     

直升机应急漂浮系统传感器模块可靠性分析

直升机应急漂浮系统是直升机海上救生的主要装备之一,对其传感器模块进行可靠性分析,对保证直 升机应急漂浮系统安全运行、坠水过程中可靠触发至关重要。在充分了解非同型单元k/n(G)表决系统的基础 上,通过 Matlab/Simulink搭建不同逻辑关系下传感器模块的蒙特卡罗模拟平台,并进行相应模拟与理论计算。 结果表明:将蒙特卡罗模拟应用于传感器模块的可靠性分析具有一定的可行性与有效性;依据功能危险性分析 相应结论,并结合可靠性分析结果,该直升机应急漂浮系统传感器模块选择3/5表决系统最为合适。研究结果可为后续相似模块的逻辑关系选择与可靠性设计提供技术路线。     

某型飞机起动接触器盒设计研究

电气盘箱是电气系统一个重要组成部件,其设计的好坏直接关系到系统能否有效地运行。根据盘箱的设计原则,在＂电气功能＂、＂可靠性和维修性＂、＂盒内成品布置＂、＂接口引线＂、＂热分析＂等方面综合考虑,基于CATIA、AUTOCAD、ANSYS等计算机软件完成起动接触器盒的最优设计,为盘箱的设计提出了新的思路和理念。