基于模型的载人航天器研制方法研究与实践

载人航天器具有系统规模大、技术难度高、单件小批量、无法通过多次飞行持续完善设计、可靠性要求高等特点。当前载人航天器研制中仍存在着参数化和模型化程度不高、基于模型的系统综合仿真验证不足、研制各环节缺乏数字化集成等问题，传统基于文本的系统工程方法已无法满足研制需求，亟需采用基于模型的系统工程方法。本文针对载人航天器的研制现状和应用需求，提出了面向载人航天器全生命周期的模型体系，定义了需求模型、功能模型、产品模型、工程模型、制造模型、实做模型等六类模型，提出了基于模型的研制流程，包含系统设计闭环验证、产品设计闭环验证、实做产品闭环验证3个验证环节，并深入探索了各研制环节中不同模型间的传递与关联关系。以某型号载人航天器为应用基础，系统地验证了提出的方法。     

基于ENOVIA LCA的直升机产品数据信息模型的研究

阐述了为满足直升机数字化研制的需要,解决ENOVIA LCA系统不能很好地满足直升机产品模型业务对象的问题,根据实际业务需求,基于ENOVIA LCA的直升机产品数据对象模型,扩展了相关属性,实现了业务对象的定制,为型号研制提供了一个产品数据与技术状态管理的环境。     

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

为提高武装直升机贴地飞行操纵品质,开发了自适应显模型跟踪实时飞行控制仿真系统,建立了直升机显模型跟踪贴地飞行电/光传操纵地面物理仿真验证平台。经电/光传特性对比,验证了所开发的2种光传技术的有效性。为直升机光传控制技术的研究开发提供了技术措施及地面物理仿真验证平台。     

显模型跟踪控制技术在舰载无人直升机姿态控制中的应用

采用基于模型逆的显模型跟踪控制方法,借鉴ADS-33要求设计了舰载无人直升机俯仰姿态控制律,并进行了仿真验证,较好地解决了舰载无人直升机姿态控制的难题。     

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。     

面向生产现场的PDM系统中飞机AO文档管理

针对飞机制造行业特殊需求,提出了一种在产品数据管理(Product Data Management)系统中基于XML的AO(Assembly Order)工艺文档的管理方案.该方案利用XML技术和Windchill两次开发,构建了基于XML的AO文档管理方式模型,减少了飞机行业信息管理平台的工艺文档管理复杂性和易错性,并解决了异构平台之间的信息传输.     

国产复合材料在直升机旋翼桨叶研制中的应用

本文介绍了在受力复杂、结构和动力学要求苛刻、寿命及可靠性要求高的直升机旋翼桨叶上采用国产复合材料自行设计研制,从桨叶结构铺层设计、布置到产品试制与试验验证的主要过程;描述了国产复合材料在直升机旋翼桨叶的工程化应用中所遇到的问题及解决的办法等。     

直升机产品信息全生命周期管理与集成技术研究

直升机产品研制随着信息技术的发展得到了进一步规范和固化,数字化手段对产品研制数据进行自顶向下有效地管控,同时自底向上高效地反馈。在系统工程及并行工程思想的影响下,结合元模型建模理论,对直升机产品全生命周期研制流程及管理体系进行梳理,阐述了直升机产品全生命周期管理业务逻辑结构和集成技术架构,并分析了全生命周期管理系统集成技术,为直升机产品全生命周期管理与集成提出了一种有效的解决方法。     

航空产品研制条目化需求管理应用发展探讨

条目化需求管理是航空产品开展基于模型正向创新设计的关键技术之一。介绍了需求管理应用的发展历程,分析了需要—需求—要求的演变过程,并对需求演变过程中的"五个一致性"控制进行了分析,同时对需求管理应用发展等级进行了总结分析,比对了文档化需求管理与条目化需求管理的差异,最后对当前可行的条目化需求管理系统及其优缺点进行了介绍。这将有助于需求驱动产品研制体系的构建。     

模型直升机自主返回系统的设计与实现

设计了一架具有自主返回模块和增稳模块的模型直升机。该直升机硬件电路以C8051F020单片机作为机载部分控制器,使用MEMS陀螺仪和MEMS~JI速度计测量姿态信息,运用无线收发模块实现和地面站的通信。文章介绍了模型直升机系统的软件流程和实现,用系统辨识法分通道建立了直升机模型,设计了直升机的增稳控制模块。设计的模型直升机可完成悬停、返回、着陆等简单的自主飞行任务,为后续舰载小型模型直升机自主起降开发与验证平台的研制奠定了基础。     

基于1773光纤数据总线的光传飞控系统

为完成直升机显模型跟踪光传飞控系统局域网的设计,对基于 MIL-STD-1533B多路传输数据总线协议的 MIL-STD-1773光总线协议进行了研究;提出了基于1773光总线的光传系统的开发思想和途径,并对光总线的硬件结构配置及软件实现进行了设计;构建了直升机显模型跟踪光传操纵系统的地面物理仿真验证平台,由给出的光传与电传对比仿真,表明所设计系统是正确并可行的,对开发光传操纵技术具有工程意义。     

载人航天器数字化研制方法与应用

随着载人航天器系统规模和技术难度的不断增大,传统的以文档为基础的载人航天器研制模式已不能满足发展需求,在工业化与信息化融合发展的背景下,需要利用数字化方法对载人航天器研制模式进行技术革新。结合中国载人航天器研制现状,分析了载人航天器设计生产多学科耦合、迭代优化和全寿命周期管理的特点与难点,提出了一种基于现有研制模式的载人航天器设计、生产和管理数字化研制方法,并以某大型载人航天器为例进行应用。结果表明：采用多学科仿真和三维模型设计生产制造,可实现复杂耦合系统的联合仿真与迭代优化,电缆和管路等产品的设计生产、验收效率可提高40%以上。     

基于本体和SWRL的飞机线束协同研制知识集成框架及实现

以我国军用飞机线束研制为背景,应用本体技术针对设计与制造的协同方法展开研究。针对飞机线束工程更改频繁的特点,以及不同机型对相同工艺知识共享的需求,总结了研制过程中一致性校验知识、元器件适配知识和制造工艺知识,采用本体模型、SWRL规则工艺知识表达和描述,通过基于规则和约束的本体推理、本体映射等知识管理方法的研究,实现了设计和工艺之间的产品数据一致性验证以及知识集成方法,提高了产品并行研制效率。     

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

本文以某型直升机为对象，构建了基于显模型跟踪控制的直升机4通道电／光传飞控系统的地面验证系统。通过电／光传贴地实时飞行仿真对比验证表明，本文所开发的数字量之间的串行光传技术及模拟量脉冲编码数字化光传技术是可行的，从而为我国直升机由电传向光传系统发展作必要的技术储备。     

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。     

民用直升机费效综合分析方法研究

采用工程类比法和参数法相结合的方法建立了民用直升机研制费、生产成本和直接使用成本的估算模型,并对某型直升机的直接使用成本进行了估算,估算结果符合目前国内外民用直升机的普遍规律。结合座公里因素,开发了基于能力的直升机费效综合分析模型,并将某型国产直升机的经济性与国内外竞争机型进行了对比分析。结果表明,该分析模型适用于民用直升机使用经济性的快速评估。     

飞机研制需求管理技术研究

"文档式"需求管理模式已不能满足飞机研制发展的要求。本文结合飞机研制的特点,将飞机研制需求分为功能需求、质量需求和约束需求,并对三类需求间的关系进行了分析;将需求管理分为飞机顶层需求层、主部段/主系统需求层、部段/分系统需求层、部件/设备需求层,并对各层次间各类型需求的演变进行了分析,对需求管理的难点进行了剖析,为实现基于模型的飞机研制需求管理奠定基础。     

基于GJB 5000B的装备软件全生命周期管控方法实践研究

基于装备软件管理现状，分析装备软件研制与管理过程中存在的需求管理不准确、软件测试不充分、配置管理不清晰、文档编写不规范等问题，按照GJB 5000B标准要求，充分借鉴最佳实践，开展装备软件全生命周期管控方法研究并实践，促进装备软件工程化水平的提升。     

某型无人直升机前飞段仿真建模与试飞验证

针对某型无人直升机无铰式旋翼技术验证和飞行试验需求,建立了能够用于实时仿真的非线性飞行动力学模型,并基于经典PID控制算法完成了飞行控制律设计。为验证理论模型准确性和控制参数合理性,相继开展了盘旋飞行和大速度飞行的半物理仿真和飞行试验,并基于飞行试验控制效果评估完成了部分控制参数的优化设计。数据分析表明:半物理仿真和飞行试验的时域响应和配平特性均吻合较好,验证了非线性飞行动力学模型的准确性;飞行试验中无人直升机姿态和速度响应均能够较好地跟踪其设定值,所设计的飞行控制参数能够满足某型无人直升机稳态飞行控制要求。     

航空电子系统接口控制文档工具的设计与实现

针对基于信息管理方式实现的传统接口控制文档管理工具无法有效支持航空电子系统协同设计的问题,设计并实现了一套支持设计-分析-测试-验证流程的接口控制文档管理工具-ICDT,采用符合OSGi规范的插件开发技术,将元数据模型与对象关系数据库技术相结合,基于Hibernate/Teneo/EMF/GEF实现了对接口控制文档进行可视化的设计、分析、测试与验证。一方面解决了现有接口控制文档数据管理与航电系统设计过程脱节的问题,另一方面,通过基于系统工程的接口控制文档设计开发流程,能够有效地提高系统设计和集成验证的有效性。