模块化飞机结构优化设计的等效多工况法

随着航空科技的发展,追求飞机任务的多样化和低生命周期成本成为一大趋势,其中模块化飞机设计对于未来飞机设计的多用途以及经济性具有实际意义。针对模块化飞机结构优化设计的特点,提出了等效多工况(EMCO)法,将模块化结构优化问题分解为通用模块的多工况优化问题和各专用模块的独立优化问题。通用模块等效为承受多工况载荷的结构,并按多工况优化方法进行优化设计,使通用模块质量最轻。各型号的专用模块在此基础上分别进行独立的优化设计。通用模块和专用模块交替优化,直至目标函数值收敛。最后,分别通过模块化桁架结构和机翼结构优化实例展示了该方法的运用效果,并与单独优化结果和加权单目标优化结果进行了对比。结果表明该方法降低了计算规模,收敛效果较好。     

模块化飞机结构优化设计方法

<正>随着航空科技的进一步发展,突破传统模式、力求创新,以追求任务的多样化和产品的经济性成为一大趋势。其中,模块化设计技术在航空航天等领域逐渐引起了广泛的关注。模块化飞机设计是指在飞机的初步设计阶段,就考虑各个机型通用的部件或子系统,将通用的部件或子系统组成通用平台,通过添加或修改模块形成不同的型号,满足不同的技术和使用要求。飞机模块化可以扩展飞机产品的用途和类型,满足不同的任务要求;减少制造过程中的工艺装备成本;降低飞机维修和维护费用,减少采购成本和库存等。现有的飞机设计理论和方法主要针对单一机型,而在模块化设计时需要同时考虑多任务需求。目前模块化飞机的设计方法研究在国内外都处于初始阶段。Pate等人     

通用型舰载支援飞机的模块化布局设计概念

简要介绍了模块和模块化的基本概念，依据模块化设计的基本思想和步骤对通用支援飞机进行了系统分解和模块划分，详细地描述了通用型舰载支援飞机从系统分解、通用要素提取、非典型要素处理到模块组合的设计思路，从总体角度设计了一种模块化布局的通用型舰载支援飞机，并建立起三维模型。     

基于模块的飞机装配工艺技术研究

飞机装配作为飞机研制的关键环节,具有多学科领域、协调准确度要求高、劳动强度大等特点,先进的飞机装配技术能够提高飞机装配效率、缩短研制周期和降低生产成本。目前国内多数航空企业还采用非模块化的装配方式,未形成高效、整洁、重复利用率高的装配模式。对非模块化飞机装配方式进行分析,提出了先进的模块化飞机装配理念,重点描述了模块化设计、装配模块定义、构建装配结构树、装配指令库管理、基于构型配置匹配装配指令这5个关键技术。     

基于模块化产品平台的飞机族设计技术探讨

模块化产品平台是一种有效的开发产品族的策略。这种策略面向消费者多样化和个性化需求,同时能够缩短产品开发周期,降低生产成本,从而提高企业的竞争力。本文基于模块化产品平台的概念和方法,探讨了飞机族(系列)机体设计问题,包括飞机族构型设计和总体布置、飞机族气动外形设计优化、飞机族结构设计优化、飞机族多学科设计优化等问题。     

主供模式下飞机模块化装配工艺设计探析

针对主供模式下飞机研制存在的各类瓶颈问题,借鉴汽车、船舶行业模块化装配的思路,提出飞机模块化装配的思想,并对实现飞机模块化装配的工艺设计进行分析。在设计数据结构模块化、系统模块化、功能模块化和接口标准化的基础上,通过全机顶层模块化装配工艺设计,辅以优化分工、细化交付状态、集成装配等方法扩大飞机总装装配平行作业面。充分发挥主供模式优势,通过总装工作适量前置降低总装阶段工作难度,最大限度提高飞机装配工作效率,从而缩短型号研制总周期,确保型号研制节点。     

现代飞机机体结构模块化设计技术研究

基于飞机结构数字量尺寸协调体系,以设计和工艺分离面将机体分为若干部分,每个部分进行模块化设计、制造和装配,减少交叉作业,模块之间简化连接和工装,并采用工艺补偿便于飞机总装和部件更换.     

波音787航电系统及其维护保障

<正>波音787梦想飞机电子系统综合模块化的航电平台,以及基于航电平台的中央维护系统和数据管理,都是新一代飞机电子新技术的创新和体现。波音787航电基础平台波音787飞机在电子技术应用上的一个创新是引入了电子系统综合模块化概念——公共核心系统(CCS),将传统的机载组件LRU升级为通用处理模块(GPM),将飞机上多个系统的LRU功能整合在一个公共计算资源(CCR)柜内的通用处理模块中,大大减少了飞机组件的数量,实现了资源的最大化利用,如图1所示。     

模块化柔性飞机装配生产线设计

针对传统飞机装配生产线自动化程度和效能低的问题,研究设计了一条模块化柔性飞机装配生产线。将传统的部装生产线和总装生产线规划为一条装配生产线,根据装配流程和就近布置原则对总装区、部装区、组装区进行模块化分区,并对装配生产线中的装配工装、制孔设备和工作平台等进行模块化设计,设置通用的移动接口和能源信息接口。通过对飞机装配生产线效能分析得出:在不大幅增加建设成本的基础上,模块化柔性飞机装配生产线中装备利用率大幅提升,整体自动化程度显著提高,装配周期明显缩短。     

基于模块的民机全面构型管理研究及应用

将基于模块的构型管理方法应用到民机研制过程之中,在型号研制初期综合考虑需求、设计、制造、客户服务、保障、试飞和适航等各方面的要求,按照模块化思想并规划模块和产品结构,提高了模块的可重用性;通过飞机特定构型表记录构型配置信息,实现工程研制和构型管理的分离,建立面向设计与制造协同的构型管理体系,简化了民机研制中的构型管理,清晰、准确地记录了飞机的构型状态,确保了设计与制造的一致性。     

基于模块化的工装夹具设计与仿真分析

以一种高精度自定心弹性涨紧结构的夹具设计为例,引入模块化设计理念,提出了一套通用、高效的模块化夹具设计流程,通过加强各模块的通用性和互换性设计,实现工装夹具的快速设计、组装与更换,能够缩短设计周期,降低制造成本;通过多学科仿真技术应用,校验了工装设计的正确性、准确性和可靠性.     

基于改进免疫算法的可拆卸设计的产品模块划分方法

模块化设计能够缩短产品研发周期,提高产品的性能,可拆卸设计将绿色设计思想拓展到产品的全生命周期。综合模块化设计方法和可拆卸设计的思想,提出了可拆卸设计的模块化准则,以可拆卸度、内部聚合度、外部耦合度为优化目标进行模块划分。针对免疫克隆算法在模块划分问题上,最优Pareto解集分布不均匀的问题,改进了一种免疫克隆算法(immune clonal algorithm,ICA),该算法通过删除非支配抗体中较为拥挤的抗体,得到了分布均匀的Pareto解集。利用该算法进行模块划分,得到了模块划分的优化结果,该方法以模块划分为主要目标,同时兼顾了模块零部件之间可拆卸性的复杂程度,最后以飞机起落架为例说明了该方法的可行性和适用性。     

飞机模块化产品数据管理探讨

介绍了飞机产品模块的定义和分类,针对国内目前飞机模块化产品数据管理存在的问题,在产品结构设计视图、模块划分及有效性定义、版本控制、基于需求的飞机构型基线建立与控制、系列化产品平台搭建、模块化程度评价等方面给出了实施建议.     

论“单机化”在飞机维护管理中的意义

本文仅就“单机化”的概念及其必要性进行了简单的论述，如何在飞机维修管理系统中引入“单机化”的概念，从而使飞机自由调配成为可能并进一步降低飞机的维护成本。     

基于模块的飞机消耗式三维工艺设计技术研究

随着MBD技术的发展,三维工艺设计技术逐步代替传统的二维工艺设计.结合国内外飞机研制过程中三维工艺设计技术发展现状,立足国内飞机研制实际情况,介绍了基于模块的产品数据管理方式及消耗式三维工艺设计技术原理,阐明了基于模块化的消耗式三维工艺设计管理思路和实施过程,并对应用效果进行总结.     

新型通用飞机机载数据记录仪的研究

分析了国内外通用飞机机载数据记录仪的现状,指出我国现有通用飞机机载数据记录仪所存在的不足之处.同时,根据未来通用飞机的发展,深入研究了新型通用飞机机载数据记录仪的功能、特点需求,并且基于模块化思想,提出了新型通用飞机机载数据记录仪的设计思路,给出了新型通用飞机机载数据记录仪的软硬件体系结构,并对其核心模块的功能进行了详细的阐述.最后,简述了新型通用飞机机载数据记录仪的应用.     

一种模块化航空有源滤波器的研究

 航空有源滤波器(AAPF)是解决飞机供电系统中电能质量问题的一种先进方案,而模块化设计对航空有源滤波器灵活性、可维护性和可靠性的提升作用巨大。首先提出并研究了一种新型模块化航空有源滤波器,分析了主电路数学模型及其混合载波PWM(CH-PWM)调制方式;其次基于损耗对比分析进行了主电路拓扑优化,推导了模块均压控制律并给出了系统控制策略;最后进行了仿真和实验验证。结果表明,模块化航空有源滤波器能够有效补偿航空电网中由典型非线性负载产生的谐波和无功电流分量,三相电网电流的总谐波畸变率(THD)均在5%以下,补偿效果显著。     

IMA架构的远程数据接口单元实现

综合模块化航空电子(IMA)架构具有成本低、高度灵活性和易扩展性等特点,已被越来越多的飞机采用。远程数据接口单元提供接口资源,它是IMA平台的重要设备之一。可配置的远程数据接口单元对降低飞机的成本有着巨大的好处。对比了联合式航空电子和IMA架构,并研究远程数据接口单元的需求;从需求出发,基于DO-297标准定义的IMA特点,提出了远程数据接口单元的设计思路;然后基于当前行业水平和工程经验,提出了三种可行的设计方案。     

一种面向飞机族的结构优化方法

 飞机族是一组共享通用部件或子系统的、但性能或使用要求不同的相关飞机产品的集合。针对通用模块化飞机族结构优化问题,提出一种基于代理模型的二级优化方法。该方法将结构优化分为两个层次：通用模块结构优化层次和专用模块结构优化层次。这种方法不但流程简单,且各层次的设计变量和约束较少,并且专用模块优化层次之间具有独立性,易于实现并行设计。以某支线客机族的机翼结构优化问题为例,首先阐述飞机族结构优化模型,然后应用本文提出的二级优化方法求解支线客机族的机翼结构优化问题。优化结果表明该方法能成功解决飞机族的结构优化设计问题,能同时优化飞机族中各型号的结构参数。     

浅析检查方法的选择对维修成本的影响

维修工作贯穿于飞机的整个生命周期,产生高额的维修成本,如何降低维修成本是航空公司面临的一个重要课题。本文从检查方法和损伤容限概念的角度出发,详细阐述了在保证飞机安全的前提下,如何降低飞机维修成本。