基于系统工程 V模型的航空发动机正向设计方法

针对国内航空发动机研制面临需求分析和需求验证薄弱、正向研发能力欠缺的情况,在民用飞机及系统开发指南要求的基础上,构建了基于系统工程 V模型的航空发动机正向设计流程,从需求定义、需求分析、需求确认、功能分析、功能危害性分析、逻辑架构设计、物理架构设计与权衡、设计实现、系统安全性评估及产品集成与验证等方面开展航空发动机的正向设计。将建立的基于系统工程 V模型的航空发动机正向设计流程应用到某型航空发动机的设计中,利用 DOORS软件进行航空发动机设计的需求定义,采用故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)法进行系统安全性评估,有效提高了航空发动机正向设计的能力和水平。对于提升航空发动机研制质量,交付满足用户需求的航空发动机产品具有重要意义。     

航空发动机研制需求管理探析

根据军用航空发动机研制特点,初步构建了航空发动机需求管理的总体框架和组织模式,并基于Teamcenter提出了需求数据追溯链管理方案,阐述了具体项目需求管理的实施路径。将其应用于真实的航空发动机研制管理中,组建了专项管理小组,明确了工作要求,并细化了其中的需求分析与定义、需求验证策划,通过专家评审对需求管理工作进行逐步改进及完善。上述方法可实现航空发动机需求管理工作由文件化向工具化、由碎片化向集成/综合化的模式转变,奠定了以需求为牵引驱动正向研发的基础,探索出一条实现航空发动机研制需求管理的途径。     

航空发动机机载健康管理系统设计方法

为解决航空发动机机载健康管理系统正向设计流程不清晰、设计需求不明确、需求设计对应及追溯不规范的问题，在对 比国内外现有健康管理功能架构体系的基础上，结合正向设计中需求捕获、需求分析和功能分配，研究了由上到下的航空发动机 健康管理系统正向设计基本流程，开发了航空发动机健康管理正向设计流程平台，实现了机载功能架构的设计。引入基于模型的 系统工程思想，采用面向对象的工程设计思路，建立功能目标量化、功能描述、模块定义等图形化设计方法，验证了该设计方法在 硬件设计中的可用性。通过研究航空发动机机载健康管理系统设计方法并分析机载功能组成，建立了可扩展的流程平台，基于模 型设计方法建立了可用的硬件设计模型，可为航空发动机机载健康管理系统设计提供参考。     

基于MBSE思想的航空发动机控制系统设计方法

在航空发动机控制系统设计开发过程中,存在需求理解偏差、需求实现描述不清晰、设计过程缺失等问题,严重影响产 品后续使用。为了构建完整、规范、准确的系统设计要求,完整描述系统设计过程,引入基于模型的系统工程思想。通过需求分析 将用户需求条目化,并对每条需求进行确认;通过功能分解,将复杂系统模块化;利用功能描述将需求量化、图形化,明确各项功能 的具体行为;在要求制定过程中引入数据流管理,将整个系统设计过程有机结合在一起。结果表明：采用基于模型的系统工程思 想构建满足产品研发的控制系统正向设计方法,实现了顶层需求的100%覆盖和追溯,可将模糊的需求通过建模方式具体化、显形 化。通过N1测量对设计方法进行了验证,表明该方法可用于工程设计。     

航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证方法研究

针对航空发动机适航取证的安全性需求,对航空发动机CCAR33-R2.75适航条款进行了解读与分析,明确了该条款的验证要求和方法.将功能危险分析法、故障树分析法和故障模式与影响分析法运用到该验证方法中,并提出了航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证的流程.最后对某型航空发动机进行实例分析,验证了发动机不可控火情对CCAR33-R2.75条款的符合性.该安全性验证方法能够为航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证提供支持.     

航空发动机防火安全性设计与验证分析

防火能力是影响航空发动机安全性水平的重要特性之一。旨在为防火安全性设计和评估验证工作提供参考与借鉴,针对航空发动机的高安全性需求,借鉴国外航空发动机研制技术经验以及相关标准和适航规范,分析了航空发动机防火安全性的能力要求。从选材控制可燃物、细节消除火源、防火墙阻止火势蔓延3方面提出了防火设计策略。对防火试验中的分类、火焰条件、试验状态、程序以及判据进行了研究,明确了考核试验内容及方法。研究可为航空发动机承研单位提供指导,为使用部门鉴定或适航审查提供依据,为相关标准的制定和修订提供参考。     

基于安全性的航空发动机控制软件测试技术

针对航空发动机控制软件安全性需求的验证问题,提出了基于需求模型与安全性分析结果的软件测试技术。从软件需求的结构化描述和软件安全性分析结果中的失效和危险因果关系链出发,研究并制定了符合航空发动机控制软件特点的测试用例生成方案,给出了程序化的自动实现算法,并描述了在某重点发动机型号的工程实践情况。     

航空发动机安全保护控制研究综述

随着航空发动机技术的不断发展,对其性能要求不断提高,发动机既要发挥极限性能又不能超过限制边界,这使得发动机安全性变得愈发重要,相应的控制设计、状态监测和安全保护问题受到研究人员的关注。本文通过对现有文献资料的整理分析,概述了涉及航空发动机安全保护控制的研究现状。首先,从发动机可靠性角度,对航空发动机的健康管理和容错控制研究现状进行了综述分析。然后,进一步从发动机安全性角度,对航空发动机的防喘保护、限制保护和切换保护等安全保护控制研究方法进行了文献评述。最后,对航空发动机安全保护控制的研究前景进行了展望。     

数字化装配工艺与装配过程管理协同设计

从航空发动机装配阶段的数字化需求出发,分别介绍数字化装配工艺设计和装配过程管理两个阶段的国内外技术发展现状;重点阐述了装配工艺设计与装配过程管理协同设计的理念,从现状介绍、需求分析、方案规划等方面进行详细介绍;综述目前协同设计的建设情况,全面为后续发动机数字化装配平台的规划管理和实施建设提供参考。     

航空发动机适航安全分析条款要求及 验证方法浅析

介绍航空发动机适航规章安全分析条款的演变历程,结合条款咨询通告对条款要求进行解析,明确了规章要求的航空发动机不期望事件及概率要求。结合ARP 4761的系统安全性评估流程,明确航空发动机安全性评估3个阶段及适用的安全分析方法,并构建了航空发动机安全分析条款符合性工作流程,可为安全分析条款的符合性提供指导。     

复杂产品制造企业PLM构建方法研究

针对航空发动机产品全生命周期信息管理的复杂性和需求迫切性,研究了在多信息系统环境下航空发动机复杂产品制造企业PLM构建和实现可行性,阐述了以BOM为核心的航空发动机全生命周期制造数据管理信息模型、数据规范化、基于分布式系统产品信息追溯与采集层次管理模型等关键方法内容,并基于Teamcenter PLM软件对企业PLM平台的构建做进行了初步尝试。     

基于航空发动机脉动装配的智能管控技术研究

脉动装配生产组织模式能够有效提高航空发动机装配的质量和效率。通过对国产航空发动机脉动装配生产组织模式的需求分析,提出生产资源的精准配送是保证生产线实现脉动装配的关键。梳理国内外智能制造生态标准,结合发动机装配需求,提出基于实时数据驱动的航空发动机脉动装配生产线智能管控系统。总结出包括装配工艺仿真、智能排产与动态调度、物料标识与配送、技术状态管理、装配状态采集及优选优配等方面的关键技术。为建设智能、柔性、脉动的航空发动机装配系统提供技术支持。     

航空发动机断裂关键件的闭环管理

本文结合发动机结构完整性及适航相关标准,对航空发动机断裂关键件的闭环管理进行了探讨。针对发动机研制现状与需求,提出断裂关键件管理的建议,为断裂关键件的控制提供参考。通过制定并执行工程计划、制造计划与使用管理计划,实现对断裂关键件的闭环管理,提高航空发动机的安全性。     

航空涡扇发动机结构强度试验技术发展

航空涡扇发动机是军民用飞机的主要动力装置,航空发动机结构强度试验目的是验证发动机整机及零部件结构的强 度、变形、振动、疲劳、蠕变、损伤容限、寿命及结构可靠性等是否满足设计规范、标准和实际使用需求。目前,中国开展的相关结构 强度试验种类主要有零部件振动、转子件、结构静力与疲劳、热强度等试验。从航空涡扇发动机对强度试验的需求分析出发,对其 强度试验技术进行概述,归纳了研制规范和技术发展方面对强度试验的需求,简述了强度试验技术国内外专业发展现状,分析认 为中国与国外先进水平在试验硬件设备、适航性专用试验技术和能力、先进试验技术的自研能力方面存在差距与不足,提出夯实 现有强度试验相关的技术基础、紧跟先进的强度试验技术发展、提升围绕发动机极端工况需求的研制能力的强度试验技术的发展 思路和方向。     

浅析未来航空发动机技术的发展

以新型航空发动机技术为代表的未来航空推进技术的发展,将满足人们对安全性、可靠性、环境适应性和经济可承受性的更高要求。本文主要介绍了智能发动机、多电发动机、脉冲爆震发动机、骨架结构发动机、燃料电池电动发动机的特点、研究进展和发展趋势。     

民用航空涡轮发动机控制系统电源适航符合性方法研究

针对现行有效的航空涡轮发动机控制系统的电源适航要求,开展了符合性研究。通过研究国内外控制系统电源的适航符合性资料,结合型号审定经验,提出了发动机控制系统电源的适航符合性方法。给出了涡轮航空发动机控制系统电源适航条款的实质性要求,识别了相关的适航符合性工作,包括架构设计、安全性评估、飞机电源品质识别、专用电源能力验证、系统电源能力验证、整机电源故障验证、安装声明。针对每一项符合性工作说明了具体的符合性活动,并概括了相关的符合性要点。在国内某型涡扇、涡轴取证发动机上开展了该策略的应用,证明了符合性策略正确可行。     

基于系统工程的商用航空发动机研制需求管理方法研究

针对大型商用航空发动机研制中的需求管理问题,提出并研究基于系统工程的发动机需求管理方法,构建商用航空发动机需求管理系统,对某型商用航空发动机控制系统研制需求进行有效管理,建立了需求的跟踪关系,有效保证了设计结果与研制需求之间的一致性。     

航空装备复杂软件系统测试技术研究

针对航空装备复杂软件系统交互复杂、强实时性、高可靠性/安全性要求和任务场景复杂的特点,研究了此类软件系统测试技术实现。结合军用软件测试过程,从系统测试需求分析、系统测试环境构建、测试用例设计等测试关键技术的解决入手,提出了系统接口交互、任务场景、可靠性/安全性等需求的提取方法和执行条件要求以及测试覆盖策略,并在某型显控系统软件进行初步验证,有效解决航空装备复杂软件系统测试中存在的不充分、不贴近实战问题。     

基于模型的直升机需求工程与系统工程等

直升机作为航空产品的重要分支,研制的复杂程度越来越高。目前直升机产品研制的需求管理采用基于文档的系统工程,存在需求开发的可控性不高、基线不明确、版本较混乱;缺乏对需求的跟踪支持及多角度需求分析,使需求开发与管理相对僵化等问题。因此,迫切需要有一套方法和工具来建立和维护需求与设计、测试与验证之间的跟踪关系,以保持直升机研制从用户需求、系统需求到产品设计和开发等各阶段需求的一致性。基于模型的直升机需求工程所采用的模型化表达,比文档更精确、严谨,并且可以执行和验证。     

基于ARP4754A的航空发动机控制系统设计流程研究

介绍了ARP 4754A标准的发展过程和目的,结合工作实践开展了基于ARP 4754A的民用航空发动机控制系统设计过程研究,并重点介绍了需求分析和定义阶段、系统架构设计、附件需求捕获、附件实现、试制与验证阶段的目的和工作内容。