基于设计体系的高性能多级压气机综合设计技术

综合设计技术在压气机设计中的作用极其重要.压气机设计体系建设取得了很大进步,但目前尚没有1种设计体系能够自动完成高性能多级压气机设计,为此,需要设计者在设计中掌握并能够灵活运用综合设计技术.应用综合设计技术完成2个成功设计实例:改进设计20世纪80年末期的某4级轴流压气机的第2级,使整机绝热效率提高2.4％;21世纪初期综合运用已有设计技术完成整机绝热效率达0.9的某型5级轴流压气机设计.分析表明:设计者只有掌握了综合设计技术并能够熟练运用已有的设计体系,才能够充分发挥设计体系的重大作用,从而设计出理想的高性能压气机.     

基于知识的涡轮叶片精铸模具预言设计系统开发与应用

预言设计是基于规则和知识的过程导向设计,通过预言设计系统,按照上一步的设计结果预言并给定下一步设计过程中初步的设计方案.设计者根据已具备的设计经验及制造工艺环境,修正初步设计方案,得到最佳设计,再进入下一步设计过程.     

基于系统工程的EWIS设计流程

介绍了基于系统工程设计思想的全新EWIS设计流程,包括从需求捕获、分解、设计到适航验证。设计流程应用于某项目的EWIS设计,实现了全机的线束综合设计。该设计流程具有较强的实用性,对全机EWIS设计工作具有较高的参考价值和借鉴意义。     

大型飞机气动设计

介绍了大型飞机气动设计中的机翼设计、机身设计、增升装置设计、小翼设计、尾翼设计、机翼机身整流设计、机翼发动机干扰设计中需注意的问题,着重介绍了机翼设计中的翼型设计部分.     

仿生全翼式太阳能无人机分层协同设计及分析

结合"太阳神"无人机(UAV)和高山兀鹫提出了太阳能UAV的某仿生全翼式构型,针对该构型开展了气动分层协同设计及分析。在设计和分析过程中,自下而上将设计分为三个层次,基于纵向配平需要以低雷诺数反弯内翼翼型设计为第一设计层次,基于高升力需求以外翼设计为第二设计层次,以UAV全机性能设计为第三设计层次;与此同时,每个层次均采用基于代理模型的基本优化流程,三个层次的设计自上而下来相互协同,最终得到满足指标的设计结果。研究结果表明:分层协同设计提高了设计效率,获得了高效的仿生全翼式太阳能UAV构型;证明了设计方法的可行性和设计结果的有效性。     

多级涡轮气动设计与优化的研究

为明确多级涡轮的设计方法与流程,缩短设计周期与减少设计过程中的盲目性,采用分层优化设计体系对某五级涡轮进行详细的气动设计,对设计体系中各部分的作用和设计方法及手段进行了一定的探索。根据分层优化设计体系规范,首先方案设计,即一维与S2设计,掌握该涡轮的设计特点。方案设计完成后,根据方案设计中确定的部分参数,最终采用以三维设计为主,综合考虑总体参数和沿叶高参数分布的设计思路,设计过程中应用了优化的方法对部分参数进行了优化设计,三维设计完成后对该涡轮进行了简单的非定常校核,并且计算了特性线,验证了其变工况性能。计算结果表明所设计的五级涡轮基本达到了设计要求。     

航空发动机螺栓连接的规范化设计

通过对螺栓连接应用现状的分析,提出规范化设计螺栓连接的目的。探讨螺栓连接设计的特点,分解细化螺栓连接设计过程,分析螺栓连接失效可能出现的问题,进一步明确设计输入;阐述螺栓连接设计的步骤,建立规范化设计的流程图。提出编制优选目录,提高通用化水平的意义。开展航空发动机螺栓连接的规范化设计,探索一条航空发动机螺栓连接正向设计的道路,对提高设计质量,提高设计效率,推动型号研制工作具有重要意义。     

基于系统工程方法的民用飞机维修性设计

维修性设计是民用飞机研制工作中的基础工作之一,维修性的好坏直接影响到民用飞机的经济性和市场竞争力。我国民用飞机维修性设计工作起步较晚,缺少系统的正向方法和技术指导资料。将系统工程实践应用于民用飞机设计过程中,进行正向设计,可以尽可能减少设计工作量,减少返工。将利益攸关方的维修性需求落实到系统设备的维修性设计中,对于民用飞机的维修性设计至关重要。以民用飞机电子电气舱的维修性设计为例,通过需求识别,以需求权重为基础计算得到维修性设计要求的相对重要度。再用关联矩阵法将维修性设计要求落实到民用飞机系统设备的设计上。该方法采用正向设计,为设计出满足用户需求且易于维修的民用飞机提供了设计思路。     

基于无人机非线性飞行载荷设计模块的集成化和流程化研究

飞行载荷设计存在环节复杂且关系松散,设计软件种类众多,但数据接口不一,模块化和流程化程度低等,大大增加了设计周期。文中基于无人机非线性飞行载荷设计,分析、梳理和整合了整个飞行载荷设计过程,进行了载荷功能环节模块化和重用化设计,固化了典型的设计流程,设计搭建了具有人机交互界面的飞行载荷设计系统原型。通过对飞行载荷设计的模块化和流程研究,构建了工程经验模块化、工具软件集成化、计算流程规范化的研发模式,极大提高了飞行载荷设计效率。     

民机气源系统风扇进气入口气动外形设计方法

民用飞机气源系统风扇进气入口作为冷边引气的关键部件,其气动外形设计的优劣直接影响到发动引气系统的性能。总结了风扇进气入口的设计流程,采用参数化设计、三维流体力学仿真评估和风洞试验的步骤,实现了设计闭环。梳理了设计要求和设计点选取原则,确定了主要设计要素的理论计算方法,开发了一套参数化设计的程序,并通过仿真和试验的方法对设计结果进行了验证。对后续型号设计提供了指导和参考,提高了设计效率。     

飞机设计中的系统分析和系统综合

阐述了飞机设计中系统分析和系统综合概念,指出其不同的特点,根据中外飞机设计的实践经验论述了设计决策、设计常用的方法、经验设计和创造性设计等问题。     

空客公司成功的机翼设计I——A300及A310机翼设计

空客公司的成功离不开其先进的机翼设计,其机翼由英国宇航公司负责设计和生产。空客飞机机翼先进的空气动力设计,包括尖峰后加载翼型、超临界翼型、先进跨声速机翼设计——超临界机翼设计、机翼与机身的干扰、翼梢小翼设计、增升装置设计,机翼低重量设计、机翼构型与载荷,详细设计,结构设计和低成本设计等。作为系列论文之一,综述A300及A310的机翼设计特点。     

动力匹配曲线在结构动力学设计中的应用

在论述了结构动力学设计的基本原则后,强调全面研究结构固有特性与干扰激励特性间匹配设计的重要意义,文中阐明了匹配曲线的制定方法,通过航炮设计和阻尼材料设计,说明了满足匹配曲线要求的动力学设计技术,航炮设计是被动的动力学设计走向主动设计的典型,阻尼材料的匹配设计是主动满足动强度要求的优化设计,都被实践所验证。     

两个设计点的螺旋桨气动性能

结合某垂直起降无人机对螺旋桨的总体设计要求,分析了同时满足两个设计点的螺旋桨设计难点,完成了对所设计螺旋桨性能要求的验证,探究了两个设计点对螺旋桨设计性能的影响及影响因素,获得对设计的指导性结论.通过CFX软件进行悬停和巡航状态下的数值计算,并与其车载试验结果进行对比,结果表明:设计螺旋桨可满足设计要求,且数值模拟与车载试验结果基本吻合,误差不超过11%.将设计螺旋桨与单个设计点的旋翼或巡航螺旋桨进行对比,分析影响因素,发现两个设计点将会降低螺旋桨在每个单独设计点的工作性能,且通过减小起飞总质量和巡航速度、增加动力系统个数和功率来缩小设计点间差异可降低设计难度和性能损失.      

基于知识管理的航空发动机设计知识分类与获取

现代航空发动机设计是基于知识的设计,知识分类与获取是航空发动机设计知识管理的起点,也是难点.实施知识获取技术能够使得设计知识有效积累,推动设计知识管理实施,从而真正实现基于知识的设计,提高航空发动机设计水平.分析了航空发动机设计过程、航空发动机结构,提出了航空发动机设计知识分类方法、知识获取策略与获取方法,进一步探讨了...     

基于模型的装备维修性设计控制技术

伴随数字化设计方法日趋成熟,飞机装备维修性设计面临如何与三维数字化设计环境下功能性能设计同步的难题。对比分析了数字化环境维修性设计与传统维修性设计的主要差别,提出了基于飞机装备数字化设计环境维修性设计流程,研究了维修性设计参数的表达模型以及维修性参数信息在三维设计数字环境中的转化、集成与利用方式。基于图论和网络节点框图,提出了一种以节点网络图、单节点维修时间模型、维修过程时间模型为表征的飞机装备维修性设计与控制方法。经实例验证,提出的这套基于数字模型的维修性设计技术,对装备在数字化设计环境下同步开展维修性设计具有一定的工程指导价值。     

基于着色Petri网的飞行员操作程序设计研究

飞行员操作程序的人机工效水平对飞机的运行安全非常重要,当前飞行员操作程序的评估工作通常在设计末端开展,带来设计迭代成本的大大提高,需要考虑在设计初期即完成评估与设计的迭代工作。首先对飞行员操作程序的设计流程、设计要素及设计中的人机工效评估关键点进行分析,接着通过分析操作程序设计关键要素与着色Petri网元素的对应关系,提出在设计初期基于着色Petri网完成操作程序设计方案的表达及关键人机工效评估的模型表达。最后,研究对某大型客机紧急下降程序开展着色Petri网建模,并基于模型获得程序的关键人机工效评估结果。在飞行员操作程序设计初期为设计提供模型支撑,能够实现设计程序的模型化表达及产生相应人机工效评估结果,用以指导设计迭代。     

计算机辅助飞机总体方案设计系统设计对象模型与设计过程模型

介绍计算机辅助设计系统的概念及基本要求,以及计算机辅助飞机总体方案设计系统的特点与要求。模型问题是建立系统的首要问题,根据设计理论的概念,建立了设计对象模型及设计过程模型。设计对象模型用于综合所有设计工具;设计过程模型用于描述设计过程与设计活动。通过飞机总体参数选择阶段系统的开发,说明所建立的模型是正确的、有效的。     

分段铸造式飞机雷达罩成型模具的参数化设计

针对采用分段铸造式设计制造的复合材料飞机雷达罩的成型模具,将参数化设计方法运用到其设计中,能够提高设计效率、缩短设计周期。通过分析成型模具的结构特点和建模要求,结合工装设计人员的经验,确定其参数化设计流程。通过分析成型模具各段的具体结构,提取成型模具各段的主要设计参数。基于CATIA开发出分段铸造式飞机雷达罩成型模具的参数化设计系统。     

航空发动机通用件设计体系建设思路研究

通用件作为航空发动机中最基础的连接元件,其设计体系建设是航空发动机设计体系的重要组成部分。结合航空发动机通用件的特点,分析了现有通用件设计过程与方法,明确了通用件设计体系的建设目标,研究了设计流程、设计规范、设计工具及数据库的建设思路与内容。通过通用件设计体系建设思路的初步探索,为建立适用于航空发动机的通用件规范化设计流程奠定基础,为形成完善的通用件设计体系提供支撑。