协调用民用飞机数字样机完整性初步研究

数字样机技术已在民用飞机研制过程中起到越来越重要的作用,数字样机完整性是协调用数字样机的主要属性之一,用于描述数字样机设计结果的完备程度。在数字样机研制过程中,数字样机的完整性确保了开展基于数字样机的协调、检查与验证工作的有效性;同时完整性对于减少后续设计更改也有着重要意义。在建模规则、协调流程、管理制度等方面提炼与总结了提升数字样机完整性的几个关键因素及实施方法,对于协调用民用飞机数字样机的研制有一定的指导价值。     

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。     

区域安全性分析在飞机总装过程中的应用探索

区域安全性分析(ZSA)是指为降低飞机机载系统在整机装配、维护等物理性集成时引起的飞机系统、飞机整机工作过程中的功能性风险,而在传统飞机物理样机阶段提前开展的结构与系统、系统与系统间协调性、技术符合性的分析检查工作.随着数字化设计模式的引入,部分区域安全性分析也尝试在设计阶段基于设计数字样机开展.在民用飞机设计领域,国...     

飞机数字样机研制规范化解决方案

结合飞机设计制造的需要 ,讨论了数字样机的定义和功能 ,从飞机研制的全生命周期过程提出了飞机数字样机的三级四类分类方法及相互关系 ;提出了飞机数字样机研制过程中规范化解决方案的构架 ;从构建、应用和管理 3方面阐述了飞机数字样机研制中的通用规范要求     

飞机电传刹车系统设计及验证技术

针对传统的刹车系统设计与系统试验验证的不足,在系统设计上提出了基于数字电传刹车系统的自动刹车控制技术、刹车压力反馈调节技术、射流管式压力刹车阀技术。采用基于虚拟样机的协同仿真技术和系统闭环半物理验证技术,建立了一套飞机数字电传刹车系统协同虚拟仿真验证方法和电传刹车闭环控制试验验证平台,提高了系统仿真试验的效率,缩短系统的研制周期。     

飞机结构数字孪生关键建模仿真技术

飞机结构安全性设计思想经历了从静强度设计、安全寿命设计、损伤容限与耐久性设计到单机追踪的演变,未来有进一步向结构数字孪生的方向发展的趋势。飞机结构数字孪生是数字线程驱动的,多学科、多物理、多尺度、多保真度、多概率的模拟仿真系统,采用在线传感器监测、离线地面检查、飞机运行历史等多源数据,反映并预测对应飞机结构实体在全寿命周期内的行为和性能,有望革新现有的飞机结构使用和维护模式。面向疲劳寿命管理,提出飞机结构数字孪生的5项关键建模仿真技术,分别是载荷和损伤的数据获取技术、多尺度建模和力学分析技术、含裂纹复杂结构的精确高效仿真技术、基于降阶的数字孪生高效建模技术和考虑不确定性与多源异构数据的剩余寿命评估技术,并详细探讨这五项关键技术的研究现状与发展方向,为飞机结构数字孪生的系统研究与工程应用提供参考。     

飞机性能样机技术及体系研究

为了应对飞机复杂度大幅提升所带来的性能仿真瓶颈问题,从飞机系统综合和协同仿真的需求出发,结合数字样机技术和分析仿真技术的发展趋势,系统阐述了飞机性能样机的基本概念、特征和分类方法,研究和分析了性能样机技术的主要特征、关键技术和应用前景,并在此基础上给出了飞机性能样机技术体系建设的总体框架。     

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。     

基于成本的民用飞机可靠性与安全性一体化设计

民用飞机的直接使用费用与飞机的设计方案及设计参数直接相关,是民用飞机经济性设计中考虑的主要因素。可靠性和安全性是民用飞机产品的固有属性,是保障飞机使用安全的前提条件,其参数化设计被视为制约飞机效费比的重要因素。为提高民用飞机经济性在民航市场中的竞争力,在初始设计阶段,以系统工程的观点,综合考虑可靠性、安全性和成本之间的联系,提出基于成本的可靠性与安全性一体化设计思想,建立以可靠性、安全性最优为目标,飞机成本、飞机各性能参数为约束的优化模型;提出基于成本的民用飞机可靠性与安全性一体化设计与验证流程,并通过案例进行验证。本文所提设计策略可为我国新一代大型民用客机研制提供技术支撑。     

西安飞机工业(集团)有限责任公司

中航工业西安飞机工业(集团)有限责任公司是科研、生产一体化的特大型航空工业企业,我国大中型军民用飞机的研制生产基地,隶属于中航飞机有限责任公司。自1958年创建以来,公司始终坚持以军民用飞机研制生产为主,以科技进步求发展。先后研制生产了30余种型号的军民用飞机。军用飞机主要有"中国飞豹"、轰6系列飞机等。     

一种民用飞机结构建模方法研究与应用

民用飞机结构设计过程中,结构建模占用了设计人员大量的时间与精力,如何快速完成结构建模是提升结构设计效率的关键之一,基于CATIA 二次开发技术,提出一种民用飞机结构快速建模方法。在分析总结常用民用飞机结构数模的基础上,将常用零件模型分解为典型加工特征的组合;针对每个特征,创建为CATIA知识模板,并集成为结构特征模板库;同时,采用CAA 二次开发技术,设计可视化操作界面用于特征模板库调用;通过模拟减材加工过程逐个调用加工特征模板,完成结构模型创建;以下陷特征为例,对比分析传统布尔操作建模方法与本文建模方法的建模效率与质量。结果表明：该建模方法能够显著提高结构建模效率和质量。     

基于伴随理论的大型客机气动优化设计研究进展

大型民用客机的气动设计具有巡航马赫数高、部件间流动干扰复杂、外形精细化修形难度大等特点，完全依靠人工试凑法进行气动设计工作量巨大。基于高可信度数值模拟的优化设计技术可以对该类问题进行自动寻优设计，给设计师提供有力参考，因此在大型民用客机气动设计中发挥着越来越显著的作用。首先，以大型民用客机为背景，总结了民机气动设计中的关键科学问题，指出了梯度优化设计方法在民用客机不同优化设计问题中的适用性，并进一步对梯度求解中的伴随方法理论进行了详细介绍。然后，分析了基于伴随理论的气动优化设计方法以及气动结构多学科优化设计方法在民用客机设计中的研究进展，其中气动优化设计方面着重突出了复杂全机多部件气动外形优化设计方法以及飞机/发动机一体化优化设计方法。最后，对基于伴随理论的气动优化设计方法在大型民机中的应用进展进行了提炼，对未来发展趋势进行了展望与建议。     

民机设计中的多学科优化和数值模拟

 结合世界民机研制的历程，论述了未来民机产品的要求和应用先进技术的重要性。讨论了市场模式的变化，即要求航空工业界提供更高，更快和更远（技术驱动型）的产品转变为生产快、价格低而性能更好（市场驱动型）的产品。这种变化要求新的设计方法，工具和过程。传统的按序和迭代的飞机设计模式将逐渐走向新的更加综合性的，如虚拟产品或综合的产品和过程发展的设计方法。多学科优化设计是实现新的综合设计方法的关键技术。文中简要地讨论了此方法和介绍了工业界应用的要求。计算流体力学（CFD）起着推动走向综合设计过程的作用。文中详细地说明了CFD对民机成功设计的中心作用，讨论了它的分析和设计的功能。数值模拟是未来飞机设计和发展中的关键模型化和模拟技术，对于现代化的综合设计的成功应用是很重要的。     

基于火箭橇的无人机碰撞民用飞机试验技术研究

无人机碰撞民用飞机关键部位损伤程度的研究是民航领域关注的新型热点问题。本文首次提出采用 火箭橇试验评估无人机碰撞民用飞机的安全性。通过对碰撞速度、碰撞位置、无人机姿态、参数测量等进行研 究,设计碰撞技术方案,论述火箭橇的设计、弹道控制设计、强度校核和测试方案,并进行试验验证和仿真计算。 结果表明:本文设计的火箭橇碰撞试验方案是可行的,实现了单一弹道上的连续多点碰撞及多视角、全覆盖、高 稳定的全过程记录;可为后续开展同类碰撞试验提供必要的技术参考,所开展的多发次碰撞试验也为无人机碰 撞民用飞机的安全性评估提供了有效的试验数据。     

基于Creator的机场飞行区特殊视景仿真系统的关键技术分析

虚拟场景建模是虚拟现实技术中的关键技术之一。为了更真实有效地模拟飞机在机场飞行区运动过程中的特殊视景,在简化模型的基础上,使用实例技术、外部引用和LOD技术几何建模,并进一步举例说明物理建模和运动建模的过程,给出了仿真实现的详细流程。该方法能够使管制员在雷达屏幕上观察飞机的动态及一些特殊情况,并及时解决冲突。利用Creator、Vega及VisualC＋＋6．0,实现了对机场飞行区特殊视景的仿真。结果表明该系统在培训管制员方面起到了很重要的作用,从而减少了特殊事件对飞机产生的影响及在地面的碰撞事故,缓解了管制员的压力。     

民用飞机冲压空气涡轮系统适航工程技术研究

冲压空气涡轮系统是一种飞机应急能源,其在紧急情况下为飞机提供应急液压源和/或应急电源,对飞机应对紧急情况至关重要。参照 AP-21-AA-2011-03-R4 中关于航空器生命周期审定过程划分及合格审定活动,结合某型民用飞机冲压空气涡轮系统研制过程,从识别审定基础开始,将适航条款转化成需求,落实到产品设计中,明确条款的...     

民用飞机无线航空电子内部通信网络技术综述

民用飞机内部航空电子通信技术由无线通信部分替代有线通信,可进一步降低飞机自重,增强飞机安全性,提升民用飞机运营经济性,将成为下一代民用飞机发展的重要技术。目前,该技术尚处于研究起步阶段,为了促进该技术的发展,本文在研究国内外相关文献的基础上,对当前的研究进行概括和总结,明确民用飞机无线航空电子内部通信( WAIC )网络的定义,概括了 WAIC 网络在国内外的研究现状,分析了 WAIC 网络的特点,介绍了 WAIC 网络架构、时间同步、网络管理及网络安全等关键技术,提出了基于软件无线电平台技术开展4.2~4.4GHz 无线通信节点硬件设计的技术路径,为后续研究奠定基础。     

民用飞机技术决策方法研究

我国民用飞机研制工作起步较晚,在研制过程中出现了大量待解决的技术问题,影响了项目研制进度。如何精准高效地解决技术问题,在现有的技术方案中,选取最优的技术方案,是保证民用飞机研制进度乃至整个项目成功的关键性因素。通过对民用飞机技术管理工作现状的分析,运用项目管理学的基本理论,结合民用飞机研制的特点以及前期民用飞机研制技术管理相关工作经验,对民用飞机技术决策方法进行了研究,通过使用技术方案评估矩阵的方法,对技术方案本身及利益攸关方进行全面的评估,总结出一套民用飞机技术决策方法,以期对后续民用飞机技术决策工作提供参考。     

民机主制造商对MBD软件供应商工程监控过程研究

基于模型的软件开发技术(Model-Based Development,简称MBD)具有可视化建模与仿真、自动生成符合适航要求的代码等特点,已在民用飞机机载设备研发领域被逐渐推广应用。越来越多使用MBD技术开发的机载软件的涌现,给民机机载软件适航符合性工作带来了前所未有的挑战。为解决这一问题,美国航空无线电技术委员会于2011年底发布了DO-178C作为民用航空界认可的机载软件符合性方法,并在此基础上发布了DO-331作为专门针对机载软件MBD技术的适航符合性要求的补充说明。通过对DO-178C和DO-331标准中MBD软件适用目标的研究,结合工程实践,总结归纳了一套民用飞机主制造商对MBD软件供应商的软件研发过程管控要求,用于在向适航当局表明符合性时提高适航置信度,以期对主制造商和供应商在处理MBD软件方面提供参考。