飞机研制数字化的现状与未来——访中航工业沈阳飞机设计研究所副总设计师管林

随着中航工业信息化和工业化两化融合的深入开展,信息化和数字化技术已贯穿飞机设计和制造的各个环节,尤其是数字化技术的应用,使飞机的研制周期大幅缩短,质量得到显著提升。那么,在当前的环境下,我国的数字化技术将呈现怎样的发展趋势?飞机研制数字化将面临哪些新的问题和挑战?为此,本刊记者对中航工业沈阳飞机设计研究所副总设计师管林先生进行了专访。     

某大型飞机舱门框工艺标准数字模型

 基于模拟量传递的装配互换协调方式已不能满足现代飞机研制的需求,采用数字量传递方式是支撑飞机数字化装配的基础。以某大型飞机舱门框的装配互换协调问题为研究对象,结合飞机数字化制造技术特点,对这些问题开展探索性研究,并在此基础上建立其数字化互换协调新方式。从分析舱门框结构特点入手,归纳互换协调数据对象;阐述工艺标准数字模型概念及其数据组成,并以此为基础建立舱门框数字化装配互换协调流程;详细介绍了基于特征的构建互换协调模型关键技术及其应用开发,验证了所提出的舱门框数字化装配互换协调方法的有效性,并明确下一步研究重点。     

基于系统工程的飞机产品研制技术管理体系探索与构建

对飞机产品研制模式的环境特征识别与国内外现有研制模式现状以及存在的问题进行分析,运用系统思维和基于"V"模型的系统工程方法,基于飞机产品预研、研制、生产的全过程,探索构建从技术需求识别、技术研究、验证、评估到优化完善的正向研发全过程的技术管理体系。逐步实现技术管理流程的规范化和标准化,以满足飞机产品多型号、研制批产并存的生产运营模式。     

基于适航要求的大飞机研制数字化平台构架思考

适航审定是民用飞机研制必不可少的工作,适航要求是飞机研制成功的核心,其涵盖了飞机研制的全生命周期。所以,适航要求应该成为大飞机研制数字化平台建设的核心。近年来,数字化设计制造技术在国内飞机制造业中广泛应用,已形成了一定规模,可以满足已有型号的生产要求。建设满足现代化大飞机研制要求的数字化协同环境成为航空业信     

导管数字化制造技术在新支线机头上的应用

介绍了国内外飞机导管数字化制造技术的情况,针对新支线飞机ARJ21的研制需求,并结合实际生产情况,提出了飞机导管数字化制造技术应用方案,并在新支线飞机机头进行实施,用数字量的CATIA模型代替传统的标准实样,实现了产品设计、制造、检验全过程的数字化信息传递。     

数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用

数字化测量技术及系统是现代飞机数字化装配技术的重要组成部分.现代飞机装配中通过应用数字化测量技术及系统,不仅保证了飞机装配准确度、提高了生产效率,同时实现了飞机产品从零件设计制造到装配过程的全数字量传递.本文详细研究了当前在飞机装配中应用广泛的几种数字化测量系统:激光跟踪仪测量系统、三维激光扫描测量系统、数字照相测量系...     

飞机装配过程数字化测量技术

自20世纪以来,飞机装配过程中的测量检测技术经历了从“定性检测、事后检验”到“定量测量、实时跟踪”的转变.随着飞机装配向智能化迈进,数字化测量技术已经成为飞机装配过程的重要因素,并不断向“智能测量、反馈控制”的目标发展.本文首先回顾了飞机装配过程中测量检测方法从模拟量到数字量演变的4个阶段.随后,根据数字化测量技术的基本原理和测量目标,从点位坐标测量、形状特征测量和曲面外形测量3大类对当前飞机产品装配过程中主要应用的数字化测量技术进行了归纳总结.     

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。     

飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势

柔性工装技术是基于产品数字量尺寸的协调体系,利用可重组的模块化、数字化、自动化工装系统,可以免除或减少设计和制造各种零部件装配的专用固定型架、夹具。因此,通过应用柔性工装可以缩短飞机装配的制造时间,以提高质量,并减少工装数目,实现"一型多用"的制造模式。飞机工艺装备作为保证飞机制造和装配准确度要求的专用设备,在飞机生产中占有举足轻重的作用。传统的工艺装备大量采用刚性结构,设计制造周期长、研制成本高、开敞性差、应用单一,难以满足飞机多品种、小批量生产模式下的研制需求。     

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。     

商用飞机的经济性设计

介绍商用飞机经济性设计的定义,阐述商用飞机经济性设计的主要研究内容,提出商用飞机设计使用的指标框架体系。在此基础上,给出商用飞机经济性设计的主要方法和分析模型。最后提出民机经济性设计的研究方向。     

基于疏水功能表面的飞机防覆冰机理研究进展

如何规避飞机结冰产生的飞行安全隐患一直是航空领域的重要问题。近年来,疏水材料表面被动防覆冰概念被提出并快速发展起来。首先介绍了在液滴冲击阶段防止表面结冰的机理及方法,系统综述了包括减少水滴与表面接触时间以及减少冰核形成时间的研究方案。又进一步介绍了液滴结冰后的防覆冰机理,综述了通过优化疏水表面性能及微纳结构形貌减小冰黏附力的研究进展。最后对疏水表面防覆冰的发展趋势进行了展望。     

航发主轴承地面寿命加速等效试验研究

介绍了针对航空轴承小批量特点, 运用寿命加速原理导出了适当样本数、考核时间及置信度之间的关系, 并用某桨型发动机主轴承作为试件, 在轴承试验器上进行8套试件每套110小时强化试验研究。试验中采用3种测试手段进行综合的失效监控;对试件与样品进行5项内容的等效性检测与对比分析。结果表明其等效性和加速系数(9.1)与置信度(89.7%)均令人满意。为航空部门长期尚未解决的长寿命发动机主轴承定、延寿及轴承产品鉴定验收环节提供了重要方法。      

一种摇臂式起落架的两种建模及结果对比

为了满足适坠性能要求,一种摇臂式起落架采用了双腔缓冲器。本文详细推导了拉格朗日方程下该起落架的动力学方程,并编程数值计算了四种状态的着陆性能。同时在Adams/Aircraft平台下建立了该起落架模型,通过编写子程序的方法实现了该双腔缓冲器的功能扩展。Adams/Aircraft平台下的仿真结果与数值计算的结果吻合较好,为起落架性能分析提供了很好的相互验证方法。     

Exploration and implementation of commonality valuation method in commercial aircraft family design

Commercial aircraft family design can reduce development costs, shorten development cycles, and expand the market coverage of aircraft. Commercial aircraft family development has become one of the most important features of modern aircraft design. This paper explores the effects of commonality on different aircraft models in a commercial aircraft family. The existing product commonality indexes are summarized and their limitations in the application to aircraft design are discussed. Then a new component commonality index is proposed based on the component decomposition structure. A model for calculating the aircraft program value is established,which considers development costs, manufacturing costs, sale price, operation costs and residual costs. The effects of aircraft commonality on time and economic costs of both development and manufacturing, and on sale price, are analyzed and quantified. The commonality evaluation strategy is obtained, which features comprehensive consideration of the aircraft program value and time costs. The break-even analysis of aircraft is proceeded on the basis of costs and price data. By using a real option method, the strategy considers the uncertainty of the aircraft program and the flexibility of the manufacturer. This strategy proves to be rational and applicable to aircraft design based on the calculation of three examples and the analysis of parameter sensitivity.     

飞机制造工艺信息系统关键技术研究与实现

研究了飞机制造工艺信息系统的关键技术,包括基于架次的以工艺组件为核心的MBOM管理、AO/FO动态图形工艺设计界面的实现、以AO为核心的飞机装配工艺规划、基于FO的飞机零件制造管理.飞机制造工艺信息系统已在生产中实际应用.     

JL8飞机重要口盖防雨设计的改进

针对JL8飞机部分重要口盖防雨存在的问题,在查找和分析原因的基础上,提出了解决重要口盖防雨设计的改进措施。     

Y—7飞机失速特性适航试飞 二

3.2 失速特性失速特性试飞是在巡航(襟翼收上,起落架收上)、起飞(襟翼15°,起落架收上)和着陆(襟翼38°,起落架放下)三种构形下,后重心28％b_A,飞机质量为21.4～19.7t范围内进行的。慢车直线飞行失速特性试验的发动机油门为17°,扭矩压力为1.9 MPa。带动力直线飞行和转弯飞行失速特性试验的发动机功率为1.6V_(s1)平飞功率,即油门为30°,扭矩压力约为3.0MPa。失速特性试验的后重心改在28％b_A,而不是在设计后重心33％b_A,这是考虑到Y—7     

K8飞机结构的修理

在一次飞行试验中，Ｋ８飞机０３架机身后段腹部结构因擦地受到了严重破坏，经修复，满足了使用要求，本文较详细地介绍了修复原则和方法。     

强击机作战生存力设计

介绍了作战飞机如何采取设计措施来提高生存力，及提高生存能力所带来的效益。