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。     

航空发动机需求追溯管理分析

追溯作为系统或项目需求确认的最基本的方法,通常是将需求追溯到上级需求,或者将需求追溯到设计要求。对航空发动机安全性需求实施有效追溯和管理,提高局方对航空发动机安全性评估的信任度,是航空发动机制造企业面临的重大挑战。对航空发动机安全性需求的管理过程开展研究,分析了以需求捕获、需求分析、需求确认、需求分配、需求验证为主的需求开发活动所涉及的追溯性活动。研究了航空发动机需求分析与定义阶段、概念设计阶段、初步设计阶段、详细设计阶段、验证与取证阶段等不同研制阶段的追溯性特点及其表现形式,并提出审查活动中对航空发动机安全性需求追溯的关注要求及关注要点,以期为我国在航空发动机安全性工作的管理、安全性要求的落实提供支撑。     

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。     

基于需求的航空发动机研制过程分析

根据系统工程的V形生命周期模型,以产品分解结构为基础,构建基于需求的航空发动机研制过程模型。根据需求的分解、分配关系,构建基于需求的航空发动机层级结构,明确各层级技术状态项所承接需求的来源,保证驱动设计活动的需求完整性。以需求为驱动因素阐明各技术状态项的研发过程,为技术状态项的具体研制工作提供理论指导。该方法在产品符合性、成本、进度等方面,有力保障了航空发动机产品的成功研制。     

需求工程方法在机载系统研发中的应用研究

通过对需求工程的理论方法进行阐述,探讨机载系统研发过程中开展需求工程方法理论的应用研究。结合MBSE系统工程V模型流程说明航空产品研发各阶段与需求工程如何对应;结合ARP 4754A阐述复杂航空系统正向研发流程中需求工程如何实现。重点剖析机载系统研发过程中如何应用需求工程的技术流程,即需求开发,进行需求捕获—需求分析—需求分配—需求验证,来提升研发效率和产品质量,并辅以空气管理系统研发为示例演示系统研制过程中的需求开发过程。     

基于模型的航空发动机系统安全性研究

在分析概括传统系统安全性分析的基础上,提出了一种基于模型的航空发动机系统安全性评估流程和分析方法,其从航空发动机系统自身特点出发,统一安全性分析和发动机性能设计模型,实现安全性设计和性能设计之间的平衡交互,以保证安全性分析结果的一致性、完整性和客观性.经概括,该流程方法所需突破 的3个关键技术有:①失效模式的描述方法;②关键影响因素的分级和定位方法;③安全性分析验证方法.      

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。     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

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。     

民用航空发动机型号审定概念设计阶段风险模型

为了在审定项目概念设计阶段识别潜在风险并规划处理措施以提高审定效率,通过综合条款分类统计、符合性方法及实施风险、技术要点解析等方法建立了典型民用航空发动机概念设计阶段工作模型,并开发了条款工作状态信息表。模型在某型民用航空发动机型号审定的实施识别了278项潜在风险,并针对典型结构完整性条款从要求确定到设计实现各个过程的潜在风险进行了详细分析,验证了模型的有效性。     

民用飞机生产体系需求定义过程研究

建立高效灵活的民用飞机生产体系是民机项目研制成功的重中之重,也是民机制造商面对变化多端的民机市场必须解决的关键所在。民机产品的复杂性与多样性,决定了民机生产体系的复杂性与多样性。借助系统工程方法探索以需求为牵引对生产体系开展正向设计的方法,在充分研究民机产品与生产体系关系的前提下,借鉴目前广泛用于飞机产品需求定义的思路,本文对生产体系需求定义过程进行了研究,提出了利益攸关方模型和基础功能模型,将风险分析引入生产需求定义过程以提升目标系统的安全性,描述了从利益攸关方需要到需求和从风险应对需要到需求这两类需求捕获方法,提供了生产体系需求的分类方式并阐述了分类的目的,给出的典型生产体系需求来源可作为相关实践的模板。     

用结构自适应神经网络预测航空发动机性能趋势

 将航空发动机作为复杂非线性系统考虑,运用神经网络超强的非线性映射能力和非线性时间序列分析的相空间重构理论,建立航空发动机性能趋势预测的神经网络模型,同时,针对神经网络的结构设计困难问题,建立了基于遗传算法的结构自适应神经网络预测模型,实现了神经网络结构的优化。最后,利用三组民航飞机发动机的性能数据进行了预测分析,验证了利用结构自适应神经网络对航空发动机性能趋势进行预测的有效性。     

面向民机复杂系统需求管理过程研究

需求是商用飞机研制的基础,并贯穿于整个飞机研制的生命周期。在需求研发团队中建立一套有效的需求管理流程,使捕获、传递和更改需求的过程更规范高效。在飞机研制早期就保证需求的正确性和完整性,这样最终达到节约成本和优化进度的目的,设计出客户想要的飞机。     

民用航空发动机水洗效果量化评价方法

为了掌握水洗对民用航空发动机性能的改善效果,实现从定时水洗向视情水洗的转变,并为航空公司评估节能减排工作成效提供支持,提出一种发动机水洗效果量化评价方法。该方法选择延长在翼时间和节省燃油量作为评价发动机水洗效果的两个主要指标,给出评价指标的计算方法;建立基于成本的发动机水洗效果评价模型,基于该模型对水洗效果进行评价;采用某台水洗后发动机的实际数据对所提出的方法进行验证。最后,基于所提方法开发发动机水洗管理系统。结果表明:所提方法能够实现发动机水洗效果的定量评价,为视情水洗的实现和航空公司评估节能减排工作成效提供支持。     

民用飞机适航符合性验证方法与程序研究

研究了功能危险分析、故障树分析、故障模式影响分析以及共因故障分析等安全性分析方法在民用飞机适航符合性验证中的应用,明确了各种方法的应用时机与输入输出信息.分析了民用飞机设计各阶段适航安全性工作内容,以各项安全性分析技术为基础,建立了民用飞机适航符合性验证流程,初步构建了民用飞机适航符合性验证的理论体系.     

民用飞机持续安全性评估体系架构设计与分析

民用飞机运营阶段安全性评估过程涉及多系统的能力整合与交互,目前我国缺乏基于标准规范的系统化持续安全性评估体系。基于美国国防部体系结构框架（DoDAF）,通过统一建模语言（UML）从多视角出发设计并构建民用飞机持续安全性评估体系架构,给出持续安全性评估控制链顶层的全面描述;在此基础上,引入复杂网络理论对体系架构整体性能进行评估,提出综合考虑节点中心性及网络鲁棒性的重要度评价指标用于识别体系中关键节点,并对关键节点进行设计优化。结果表明：本文设计的民用飞机持续安全性评估体系架构整合了多系统资源和能力,明确了系统控制流程及系统间交互,对关键节点进行优化后的体系架构稳定性增强,能够为运营阶段的安全性评估和管理提供指导。     

航空发动机气动声学设计的理论、模型和方法

根据对飞机噪声控制技术历史发展演化过程的总结分析，研究了民用航空发动机气动与声学一体化设计的目标、方法、流程、理论模型和发展趋势等。基于对航空发动机气动设计过程的分析，给出了航空发动机气动与声学一体化设计的流程和方法。分别从“发动机总体热力循环设计”“发动机部件通流设计”“发动机部件三维详细设计”等三个流程，介绍了航空发动机声学设计理论和技术国内外的发展情况，详细论述了发动机气动声学设计的理论、模型和方法，分析了目前航空发动机声学设计理论的主要问题及未来的研究重点，并以具体发动机设计实例分析了不同设计阶段航空发动机的气动与声学一体化设计方法思想。     

基于Teamcenter的航空发动机适航信息管理系统

为改变我国适航信息化管理水平落后的现状,推进民用航空迅速发展,在深入研究民用航空发动机适航取证工作的基础上,以航空发动机型号合格审定为对象,基于Teamcenter平台的权限管理、数据管理及流程控制等功能模块,设计开发了航空发动机适航信息管理系统,建立了适航取证工作的系统化、规范化管理平台,将取证人员、文档、审定流程充分融合,通过软件平台全方位统一管理,极大提高了工作效率,加快了适航取证的步伐。