發(fā)布時(shí)間:2023-10-08 10:03:48
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇航天航空標(biāo)準(zhǔn),期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:XML;數(shù)據(jù)體制;統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化;航天測(cè)控網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng);綜合服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)
中圖分類(lèi)號(hào):TN915.4—34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004—373X(2012)18—0099—03
數(shù)據(jù)是航天測(cè)控系統(tǒng)處理和應(yīng)用的核心[1]。隨著我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的不斷發(fā)展,整個(gè)航天測(cè)控系統(tǒng)將發(fā)展成為以中繼衛(wèi)星為中心的天基測(cè)控網(wǎng),以陸地測(cè)站為中心的陸基測(cè)控網(wǎng)和以測(cè)量船站為中心的海基測(cè)控網(wǎng)三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)控系統(tǒng)[2—3],而且各方用戶(hù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供綜合應(yīng)用服務(wù)的需求也不斷提高。現(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制,采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用模式,使得的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用都較受限制。為此,構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)體制,實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化處理和應(yīng)用,將對(duì)我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。隨著XML(eXtensibleMarkupLanguage)相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟,使XML逐漸成為一種處理應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)[4—5]。
1現(xiàn)有傳統(tǒng)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制分析
現(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控系統(tǒng)采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)體制,這種體制在數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用方面,都有其自身的局限性。
1.1數(shù)據(jù)處理方面
在以約定字段數(shù)據(jù)包為核心的數(shù)據(jù)處理中,數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者需要按照約定的格式填寫(xiě)各個(gè)字段,建立完整的數(shù)據(jù)包并發(fā)送給數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。數(shù)據(jù)的消費(fèi)者首先要按照約定的格式,從數(shù)據(jù)包中分解出各個(gè)數(shù)據(jù)字段,最終得到各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù),然后才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[6]。這種數(shù)據(jù)處理方式有幾個(gè)明顯的不足:一是數(shù)據(jù)處理的代碼耦合度高,為針對(duì)不同任務(wù)而進(jìn)行的軟件維護(hù)設(shè)計(jì)將要求對(duì)軟件代碼的重新修改與測(cè)試,從而影響了軟件的可重用性和模塊化;二是不同數(shù)據(jù)處理單元之間的接口復(fù)雜,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。假設(shè)有n個(gè)模塊要進(jìn)行信息交互,則會(huì)存在Cn2個(gè)接口,這使得數(shù)據(jù)的交互和集成變得十分困難。
此外,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制對(duì)數(shù)據(jù)的處理不能有效區(qū)分實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)際可用數(shù)據(jù)處理資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)合理分配,傳輸帶寬的彈性較小。
1.2數(shù)據(jù)應(yīng)用方面
數(shù)據(jù)應(yīng)用以數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)。一方面基于約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制限制了系統(tǒng)對(duì)底層數(shù)據(jù)的處理方式和處理能力,從而影響了數(shù)據(jù)應(yīng)用的可實(shí)現(xiàn)行和豐富性;另一方面,在傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制下,不同測(cè)控網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互僅僅只解決了基本的數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題,對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的設(shè)計(jì)與處理較少。同時(shí),數(shù)據(jù)的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性單一,使得系統(tǒng)對(duì)通信資源的分配和利用力不從心,系統(tǒng)可統(tǒng)一應(yīng)用的數(shù)據(jù)范圍和綜合性較受限制,不利于系統(tǒng)的適應(yīng)性和拓展性發(fā)展。
2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制
2.1XML的特點(diǎn)
XML是由W3C(WorldWideWebConsortium)的一種標(biāo)準(zhǔn),是標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言(StandardGeneralizedMarkupLanguage,SGML)的一個(gè)簡(jiǎn)化子集。它具有以下幾個(gè)傳統(tǒng)約定數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不具有的顯著特點(diǎn)[7—8]:
(1)數(shù)據(jù)的自描述性,適用于特定領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。
(2)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型,為數(shù)據(jù)顯示和處理提供標(biāo)準(zhǔn)的處理方式。
(3)豐富的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性,可作為性能良好的通信協(xié)議。
(4)成熟的XML應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與處理技術(shù),如XSL,DOM,SAX,WML,XLink和XPointer等為XML的應(yīng)用拓展提供了技術(shù)支持。
此外,航天測(cè)控網(wǎng)的IP化改造,也為XML的技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。
2.2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制
航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理按時(shí)間的要求不同可分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理要求處理速度快,時(shí)間短,方法簡(jiǎn)單,所使用的數(shù)據(jù)為流數(shù)據(jù),大多不會(huì)重復(fù)使用。非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理流程多,方法精細(xì)、復(fù)雜,所使用的數(shù)據(jù)為積累數(shù)據(jù),大多需要重復(fù)使用。
傳統(tǒng)約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方式具有實(shí)時(shí)性強(qiáng),效率高的特點(diǎn),而基于XML的數(shù)據(jù)處理模型,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,具有良好的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性。基于此,對(duì)于測(cè)控網(wǎng)中要求實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)(大部分為單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部的設(shè)備數(shù)據(jù)),采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理機(jī)制;而對(duì)于非實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)(一般包括單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部與測(cè)控網(wǎng)之間的交互數(shù)據(jù)),使用XML數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的封裝、處理和交互。為此,基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制的測(cè)控網(wǎng)信息交互框架如圖1所示。
關(guān)鍵詞:焊接技術(shù);航空航天工業(yè);應(yīng)用
焊接技術(shù)是鏈接技術(shù)中的一部分,是航空航天工業(yè)緊密器件制造中補(bǔ)課或缺的技術(shù)。在現(xiàn)代生產(chǎn)中,各種新型焊接技術(shù)的廣泛引用,極大地簡(jiǎn)化了航空航天中各類(lèi)構(gòu)件的加工,節(jié)省了生產(chǎn)材料,提升了生產(chǎn)效率。隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步,航天飛機(jī)的重量得到了堅(jiān)強(qiáng),同時(shí)也為航天飛機(jī)及其器件的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持,帶動(dòng)了航天飛機(jī)整體性能的提升。文章將對(duì)焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用研究
1 航空航天工業(yè)常見(jiàn)焊接技術(shù)
1.1 電子束焊技術(shù)
在真空環(huán)境下,將高速電子流聚焦后對(duì)準(zhǔn)工件進(jìn)行縫接,而這時(shí)電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,將金屬工件熔合,這種焊接方法就稱(chēng)為電子束焊( EBW)。它也是一種高能束流加工技術(shù),與其它焊接技術(shù)相比具有很多優(yōu)點(diǎn),例如:能量密度高、焊接深寬比大、變形小、精度高,還可以自動(dòng)控制等。電子焊接技術(shù)這些優(yōu)勢(shì),使得它在航空、航天、電子、核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)方面應(yīng)用廣泛。將電子束焊接技術(shù)運(yùn)用于航空制造業(yè)中,使得制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)更加精密,質(zhì)量更加先進(jìn),也使得很多零件的減重設(shè)計(jì)、異種材料或者難以整體加工的零件材料的焊接得以實(shí)現(xiàn)。在航空航天產(chǎn)業(yè)方面,最重要的技術(shù)就是焊接零件具備高強(qiáng)度、低重量和穩(wěn)定性的特點(diǎn),而電子束焊接恰好解決了這一問(wèn)題。由此可見(jiàn),在航天航空領(lǐng)域,電子束焊接已經(jīng)成為一項(xiàng)必不可少的技術(shù)。
1.2 激光焊技術(shù)
激光技術(shù)首先依靠偏光鏡反射裝置,將激光束聚焦在工件上,利用光束產(chǎn)生的巨大能量,瞬間就可以將工件熔化和蒸發(fā),這種技術(shù)就是激光焊接。激光焊所需的裝置較為簡(jiǎn)單,焊接時(shí)能量密度高、精確度高,工件變形小,而且可以焊接難熔零件等,這種技術(shù)在室溫或特殊條件下都可以進(jìn)行。在對(duì)飛機(jī)大蒙皮和附件進(jìn)行拼接時(shí),經(jīng)常用到激光焊技術(shù)。早在1970年左右,美國(guó)就將激光焊技術(shù)運(yùn)用于航空航天工業(yè)中。他們制造了一臺(tái)15kW的CO2仿激光焊機(jī)弧光器,在生產(chǎn)飛機(jī)的各種零件和材料時(shí)運(yùn)用了激光焊技術(shù),對(duì)其進(jìn)行焊接試驗(yàn)及提高工藝標(biāo)準(zhǔn)。空中客車(chē)公司生產(chǎn)的A340飛機(jī),其零件中的全部鋁合金內(nèi)隔板都是利用激光焊接技術(shù)完成,使得機(jī)身重量有所,生產(chǎn)成本也得到降低。
1.3 攪拌摩擦焊技術(shù)
1991年,英國(guó)焊接研究所(英文簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)WI),研發(fā)了一種新的固相連接技術(shù),并將其命名為攪拌摩擦焊技術(shù)(英文簡(jiǎn)稱(chēng)為FSW)。該項(xiàng)技術(shù)是世界焊接技術(shù)發(fā)展史上研究歷史最短但傳播速度最快的焊接技術(shù)。它的工作原理是,通過(guò)一種非耗損的攪拌頭,使其高速旋轉(zhuǎn),然后壓入待焊界面,經(jīng)過(guò)高速摩擦加熱被焊金屬界面從而產(chǎn)生熱塑性。最后,零件在壓力、推力和擠壓力的共同作用下形成致密的金屬間擴(kuò)散連接。該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是,焊接時(shí)無(wú)需材料、無(wú)飛濺、無(wú)需氣體保護(hù)、零件損傷小等,由此也被稱(chēng)作當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)。例如,波音公司在生產(chǎn)C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)時(shí),也利用該技術(shù)焊接地板來(lái)代替緊固件連接,使得地板結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化,生產(chǎn)成本得到降低。總而言之,攪拌摩擦焊技術(shù)將在未來(lái)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮巨大的潛力。
1.4 擴(kuò)散焊技術(shù)
擴(kuò)散焊又稱(chēng)擴(kuò)散連接,它是指在真空環(huán)境或者氣體保護(hù)下,對(duì)母材加熱至熔點(diǎn)以下,將兩個(gè)或多個(gè)零件表面施加壓力,使界面產(chǎn)生微觀塑性變形形成緊密接觸,保持某一溫度使原子在界面擴(kuò)散而,最終將零件連接到一起。使用該焊接方法,一次可焊接多個(gè)接頭,零件的接頭質(zhì)量好、形變小,而且焊后無(wú)需機(jī)加工。由于這些優(yōu)點(diǎn),在直升飛機(jī)的鈦合金旋翼槳轂、夾層風(fēng)扇葉片、飛機(jī)大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、渦輪葉片等零件的生產(chǎn)制造過(guò)程中,擴(kuò)散焊技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。在航空航天領(lǐng)域,焊接技術(shù)已經(jīng)成為了必不可少的重要連接技術(shù),該技術(shù)的運(yùn)用使得飛行器重量有所減輕,發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量有所提高,所以大大推動(dòng)了航天航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的提高。很顯然,我國(guó)航天航空工業(yè)在將來(lái)的發(fā)展中,離不開(kāi)焊接技術(shù)。與此同時(shí),該技術(shù)的運(yùn)用也會(huì)推動(dòng)航天航空工業(yè)的飛速發(fā)展。
2 焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用―以電子束焊接技術(shù)為例
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,越來(lái)越多的先進(jìn)焊接技術(shù)被研發(fā)出來(lái),不僅可以有效地減輕航天航天結(jié)構(gòu)的重量,更可以通過(guò)提供先進(jìn)的技術(shù)支持,為航天航空飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能和整體性能的提升提供幫助。電子束焊接技術(shù)則是航空航天工業(yè)中普遍運(yùn)用的一種焊接技術(shù)。
2.1 電子束焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的應(yīng)用
發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室身部主要使用的是不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)和銅胎上電鑄金屬。但是,在進(jìn)行焊接時(shí),由于受各自物理化學(xué)性能存在巨大差別,極大地增加了焊接難度,特別是在接頭處記憶產(chǎn)生雜質(zhì)。當(dāng)存在較大的焊接應(yīng)力時(shí),接頭處容易出現(xiàn)開(kāi)裂。同時(shí),在高溫情況下,電鑄層容易出現(xiàn)削弱,甚至剝離。此外,在采用電子束焊接時(shí),也會(huì)受到來(lái)自電鑄金屬層的磁性的影響。因此,在采用電子束焊接技術(shù)進(jìn)行焊接時(shí),首先應(yīng)對(duì)電鑄金屬層進(jìn)行整體退磁,對(duì)電子束的路徑進(jìn)行磁場(chǎng)屏蔽處理。焊接時(shí),主要采用高壓型電子束焊機(jī)對(duì)燃燒室進(jìn)行焊接。要盡量避免焊接時(shí)產(chǎn)生過(guò)多熱量,避免變形,并盡可能的降低接頭的應(yīng)力,防止易熔夾層的形成,避免應(yīng)高溫而出現(xiàn)的結(jié)合力降低的情況,可以有效地避免開(kāi)裂情況的出現(xiàn)。
2.2 電子束焊接在波紋管組合件中的應(yīng)用
航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品中波紋管組合件是其重要組件之一。同時(shí),也是需要利用電子束焊接技術(shù)進(jìn)行焊接的重要部分。一般而言,多層金屬波紋管是航天發(fā)動(dòng)機(jī)的主要的動(dòng)密封原件。多層金屬波紋管作為動(dòng)密封原件的主要優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象,相對(duì)比較靈活。為此,保證運(yùn)動(dòng)靈活與良好氣密性是波紋管組合件生產(chǎn)的關(guān)鍵所在,而這個(gè)環(huán)節(jié)需要通過(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用電子束焊接技術(shù),可以有效地增強(qiáng)波紋管的接頭強(qiáng)度,從而在盡可能避免變形的同時(shí),保證焊接的美觀和密封性。
2.3 電子束焊接在壓力容器中的應(yīng)用
在航空航天工業(yè)應(yīng)用中,壓力容器的主要用途在于對(duì)各種流體介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)。壓力容器質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到空間系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電子束焊接在制造高質(zhì)量壓力容器中具有主導(dǎo)作用。在推進(jìn)系統(tǒng)中,燃料儲(chǔ)箱與氣瓶是關(guān)鍵部件。根據(jù)有關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,壓力容器的多發(fā)故障主要集中在氣瓶焊縫處。因此,在進(jìn)行焊接時(shí),氣瓶處焊接要求極高。采用電子束焊接時(shí),可以通過(guò)單面焊雙面成形,從設(shè)備和工藝的角度控制焊縫內(nèi)外表面的咬邊缺陷的出現(xiàn)。此外,隨著近年來(lái)復(fù)核材料氣瓶逐漸增多,其由內(nèi)外兩層構(gòu)成。其中,內(nèi)層為金屬襯層,而外層的復(fù)合材料層。前者的作用在于氣密作用,而后者的復(fù)核材料則主要承擔(dān)大部分內(nèi)壓載荷。通過(guò)電子束焊接技術(shù)主要針對(duì)氣瓶中的內(nèi)層,即金屬內(nèi)襯進(jìn)行焊接,這部分的金屬一般采用鈦合金或鋁合金制作,因而相對(duì)比較薄。通過(guò)真空電子束可以更加精確的進(jìn)行焊接,避免氣孔缺陷。
3 結(jié)束語(yǔ)
焊接技術(shù)是航空航天領(lǐng)域的重要連接技術(shù),它在促進(jìn)航空航天制造技術(shù)的發(fā)展、實(shí)現(xiàn)飛行器的減重、高效中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。可以預(yù)見(jiàn),我國(guó)航空航天工業(yè)在突飛猛進(jìn)的焊接技術(shù)的推動(dòng)下定將取得快速發(fā)展。我們相信,隨著技術(shù)焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)航空航天工業(yè)水平也將得到明顯的提升。
參考文獻(xiàn)
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賈可:航天高科技成果轉(zhuǎn)化門(mén)類(lèi)達(dá)18個(gè)
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司2014年?duì)I業(yè)收入超過(guò)1680億元,其中民用產(chǎn)業(yè)986.4億元。展覽上,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司抓總研制的五號(hào)運(yùn)載火箭、嫦娥三號(hào)著陸器與巡視器、高分工程、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等航天重大工程,以及通信衛(wèi)星、風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星、50噸液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)、直徑2米分段式固體助推發(fā)動(dòng)機(jī)等展品集體展出,備受矚目。
“以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用為例,不僅滿(mǎn)足我國(guó)交通運(yùn)輸、漁業(yè)、林業(yè)、電信、水利等行業(yè)需求,而且支撐起我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)導(dǎo)航衛(wèi)星在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活各方面的應(yīng)用。”賈可說(shuō),“國(guó)民經(jīng)濟(jì)目前20個(gè)門(mén)類(lèi)中,我們集團(tuán)公司航天高技術(shù)涉及的科技成果轉(zhuǎn)化門(mén)類(lèi)達(dá)到18個(gè),為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)科技含量發(fā)揮了積極作用。”
呂曉戈:軍工企業(yè)研發(fā)民品也是大咖
中國(guó)航天科工集團(tuán)公司攜“航天云網(wǎng)”等用40余項(xiàng)展品重磅“亮相”,涉及信息安全、高端裝備、公共安全、大型活動(dòng)安保、智慧城市、應(yīng)急救援等多個(gè)領(lǐng)域。
航天科工打造的以云制造服務(wù)為核心,以資源共享、能力協(xié)同為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)――“航天云網(wǎng)”2015年6月正式上線運(yùn)行。截至目前,已吸引2萬(wàn)余家企業(yè)用戶(hù)、覆蓋全國(guó)30個(gè)省區(qū)市。此外,被譽(yù)為中國(guó)新稅制“生命線”的防偽稅控系統(tǒng)和3000馬力大功率液力變速器分獲國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展產(chǎn)業(yè)先鋒獎(jiǎng)和技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。
“在抗震搶險(xiǎn)的一線,在反恐維穩(wěn)的戰(zhàn)場(chǎng),在刑偵禁毒的山區(qū)……海鷹無(wú)人機(jī)猶如一個(gè)個(gè)空中智能機(jī)器人,以‘無(wú)人機(jī)+’捍衛(wèi)著國(guó)家安全。它可以24小時(shí)全天候?qū)嵤┍O(jiān)控,可抗擊大風(fēng)沙,目前已成功應(yīng)用于國(guó)土測(cè)繪、警用巡邏、應(yīng)急救援、農(nóng)林植保等眾多行業(yè)領(lǐng)域。”呂曉戈說(shuō)。
馬學(xué)文:民機(jī)機(jī)隊(duì)數(shù)量年均增長(zhǎng)27%
中航工業(yè)同樣以強(qiáng)大陣容亮相展會(huì),展品涉及民用飛機(jī)、車(chē)輛及零部件、電子信息、智能產(chǎn)品、高端裝備制造、新能源與新材料等六大“技術(shù)同源、產(chǎn)業(yè)同根”的民用產(chǎn)業(yè)。
11項(xiàng)展品組成強(qiáng)大飛機(jī)方陣,全方位展示中航工業(yè)在大型客機(jī)、直升機(jī)、通用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行模擬器等民機(jī)領(lǐng)域的研制實(shí)力。AC311和小鷹500兩型真機(jī)在室外展區(qū)展示。AC312、新舟700、新舟60、AG600、運(yùn)12F、鷂鷹無(wú)人機(jī)以模型形式出現(xiàn)在室內(nèi)展區(qū)。兩軸全向飛行模擬器可以全方位、無(wú)死角模擬飛機(jī)的各個(gè)姿態(tài),同時(shí)加入了空戰(zhàn)元素和聯(lián)網(wǎng)對(duì)抗機(jī)制,讓觀眾切身感受飛行的樂(lè)趣。
Comic Life是一個(gè)相當(dāng)有意思的應(yīng)用程序,用戶(hù)可以通過(guò)它以自己的照片為素材制作漫畫(huà)。它最讓人覺(jué)得舒心的莫過(guò)于使用簡(jiǎn)單了。使用時(shí),就像在漫畫(huà)中生活的感覺(jué)一樣。用戶(hù)可以快速把圖片拖進(jìn)程序窗口中,并按順序排開(kāi),還可以同時(shí)拖進(jìn)一些文本框,加進(jìn)一些注釋。Comic Life提供了許多獨(dú)具風(fēng)格的圖形,表格和文字字體讓人聯(lián)想到一些優(yōu)秀的動(dòng)畫(huà)片和漫畫(huà)。過(guò)濾器可以將同一圖片制作成不同的風(fēng)格,比如轉(zhuǎn)換成SimCity中的場(chǎng)景。
圖片去水印工具 Inpaint
Inpaint是一款可以從圖片上去除不必要的物體,讓用戶(hù)輕松擺脫照片上的水印、劃痕、污漬、標(biāo)志等瑕疵的實(shí)用型軟件;簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),Inpaint就是一款強(qiáng)大實(shí)用的圖片去水印軟件,圖片中不想要的部分,如額外的線、人物、文字等,Inpaint都會(huì)幫你全自動(dòng)進(jìn)行擦除,同時(shí)Inpaint會(huì)根據(jù)附近圖片區(qū)域重建擦除的區(qū)域,使看起來(lái)完美無(wú)瑕,沒(méi)有痕跡。
NASA開(kāi)源飛機(jī)設(shè)計(jì)軟件 OpenVSP
美國(guó)航空航天航空航天科學(xué)會(huì)議最近在納什維爾研究所舉行,美國(guó)航空航天局的工程師推出了新的開(kāi)源的OpenVSP。根據(jù)這項(xiàng)開(kāi)源協(xié)議,這款軟件能夠讓用戶(hù)自己簡(jiǎn)單的參數(shù)比如翼展和機(jī)身長(zhǎng)度等就能構(gòu)建完整的飛機(jī)模型。OpenVSP采用NASA開(kāi)源協(xié)議,提供了Windows和Mac OS X的預(yù)編譯版。OpenVSP的前任由NASA工程師在1990年代開(kāi)發(fā),目前的版本是OpenVSP 2.0。
Amaze - 迷宮生成器
Amaze 迷宮生成器,用它生成迷宮,打印給家里的小朋友玩。最大可以生成“800×800”個(gè)單元格的迷宮。相當(dāng)變態(tài)。有方格迷宮,六邊形迷宮和三角形迷宮可選。“Ctrl + 空格”變換迷宮類(lèi)型,“Ctrl + G”可以看到唯一穿過(guò)迷宮的路徑,最后一個(gè)“Stay”,是迷宮的復(fù)雜度,“1”表示復(fù)雜度最高。還可以設(shè)置背景顏色、線條顏色。設(shè)置完畢,即可打印或?qū)С鰹閳D片等格式。這里再告訴大家一個(gè)100%能走出迷宮的方法,當(dāng)進(jìn)入迷宮后,把左手放在左邊的墻上,一直沿著左邊的墻走,就一定能走出去哦!
鍵盤(pán)鼠標(biāo)共享 Synergy
Synergy允許用戶(hù)輕松地在辦公桌上的多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間共享鼠標(biāo)和鍵盤(pán),用戶(hù)要做的只是將鼠標(biāo)指針從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屏幕邊緣移出到另一個(gè)計(jì)算機(jī)的屏幕上。它還可以共享剪貼板。所有這一切需要的僅僅是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。Synergy是跨平臺(tái)的(可以運(yùn)行于Windows,Mac OS X和Linux)。
關(guān)鍵詞:臨近空間飛行器;虛擬試驗(yàn);高層體系結(jié)構(gòu);多物理場(chǎng)耦合;異構(gòu)仿真模型
引言i
臨近空間(Near space)通常是指20~100km的高空,由于技術(shù)和認(rèn)識(shí)上的原因,臨近空間的政治、經(jīng)濟(jì)和軍事價(jià)值直到最近才引起各國(guó)的重視,并成為美國(guó)、俄羅斯、歐洲等國(guó)家和地區(qū)近期飛行器技術(shù)研究的熱點(diǎn)。與其他飛行器不同,臨近空間飛行器高速在相當(dāng)高度的大氣層內(nèi)飛行,各物理場(chǎng)耦合作用特性較強(qiáng)。
臨近空間飛行器具有重要政治、經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是一類(lèi)典型的復(fù)雜產(chǎn)品,其研究雖然剛剛起步,但對(duì)于我國(guó)航天、航空領(lǐng)域建設(shè)具有重要意義和深遠(yuǎn)影響,也是未來(lái)幾十年內(nèi)最重要的航天、航空飛行器研究之一。受政治、經(jīng)濟(jì)等方面因素的影響,臨近空間飛行器的飛行試驗(yàn)不能進(jìn)行全程驗(yàn)證,難以全面評(píng)估飛行性能。虛擬飛行試驗(yàn)在一定的精度下,能夠替代真實(shí)試驗(yàn)對(duì)臨近空間飛行器進(jìn)行性能分析,對(duì)真實(shí)飛行試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)示,并指導(dǎo)方案設(shè)計(jì)。從而為提升系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)水平,提高飛行試驗(yàn)成功率,縮短研制周期,降低研制成本和風(fēng)險(xiǎn)等提供技術(shù)保障。
與傳統(tǒng)航天航空飛行器系統(tǒng)研究中主要進(jìn)行基于HLA的航天航空體系仿真及導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制閉路的協(xié)同仿真不同,臨近空間飛行器需要開(kāi)展多學(xué)科、全系統(tǒng)、多物理場(chǎng)耦合過(guò)程的協(xié)同仿真研究。學(xué)科領(lǐng)域的仿真,功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)含量高,領(lǐng)域間存在著大量的耦合與交互關(guān)系,其中一些涉及領(lǐng)域間交互的復(fù)雜仿真問(wèn)題需要多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的仿真模型、軟件相互協(xié)作共同完成。協(xié)同仿真不需要拆散一個(gè)系統(tǒng),應(yīng)保持其全貌,使得對(duì)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)過(guò)程盡可能地接近人們認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的方法和習(xí)慣;使得分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的方法學(xué)(原理)與人們認(rèn)識(shí)客觀世界的過(guò)程盡可能一致。
本文結(jié)合臨近空間飛行器的各領(lǐng)域模型研究成果,開(kāi)發(fā)了一套能夠綜合考慮各學(xué)科子系統(tǒng)多場(chǎng)耦合作用的跨學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)同建模與仿真的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)基于HLA的臨近空間高超聲速虛擬飛行仿真試驗(yàn),為系統(tǒng)總體性能分析與驗(yàn)證提供有效的技術(shù)途徑。
1臨近空間飛行器虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)
如圖1所示,本文開(kāi)發(fā)的臨近空間飛行器虛擬試驗(yàn)軟件系統(tǒng)針對(duì)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、控制系統(tǒng)、載荷、熱環(huán)境、氣動(dòng)力等幾個(gè)領(lǐng)域的模型,提供其與協(xié)同仿真支撐環(huán)境相鏈接的高層模型轉(zhuǎn)換方法來(lái)建立起聯(lián)邦對(duì)象模型,并結(jié)合上述模型仿真計(jì)算所基于的ABAQUS、MSC、ANSYS、MATLAB/SIMULINK、FORTRAN等計(jì)算工具研制的仿真軟件,并提供仿真適配器與領(lǐng)域模型仿真工具的聯(lián)結(jié),提供各組成邦員之間數(shù)據(jù)交換的約定,統(tǒng)一各邦員之間可見(jiàn)的仿真對(duì)象及屬性,定義交互類(lèi),按照對(duì)象模型模版格式創(chuàng)建,描述邦員間互操作的約定。
圖1 臨近空間飛行器虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)及異構(gòu)仿真模型集成方法
各領(lǐng)域仿真模型與應(yīng)用軟件通過(guò)異構(gòu)仿真模型的協(xié)同集成軟件系統(tǒng)與仿真運(yùn)行平臺(tái)相鏈接。協(xié)同集成軟件系統(tǒng)與仿真運(yùn)行平臺(tái)均按照高層體系結(jié)構(gòu)(High Level Architecture, HLA)接口規(guī)范建立的,是HLA協(xié)同仿真系統(tǒng)進(jìn)行分層管理控制的工具,也是進(jìn)行臨近空間仿真技術(shù)研究的立足點(diǎn)。HLA期望通過(guò)提供一個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)的方法解決聯(lián)邦模式仿真中存在的固有問(wèn)題,支持對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用;支持對(duì)未來(lái)新技術(shù)的充分兼容與應(yīng)用;支持對(duì)不同仿真應(yīng)用的重用,實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦的快速組合與重新配置;支持用戶(hù)協(xié)同地開(kāi)發(fā)復(fù)雜仿真應(yīng)用系統(tǒng),并最終降低開(kāi)發(fā)新應(yīng)用系統(tǒng)的成本和時(shí)間。基于HLA的軟總線式協(xié)同仿真模式克服了其它協(xié)同仿真模式的不足,在開(kāi)放性、靈活性和通用性上都具有很大的優(yōu)勢(shì)。
2 協(xié)同仿真運(yùn)行平臺(tái)
為便于描述飛行器系統(tǒng)仿真內(nèi)部邏輯,明確多學(xué)科協(xié)同仿真運(yùn)行平臺(tái)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行,并提供一個(gè)完整通用的參考結(jié)構(gòu),需要首先從系統(tǒng)的角度對(duì)其進(jìn)行分析和描述。如圖2所示的仿真運(yùn)行框架中,三層體系結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)、服務(wù)與應(yīng)用分離開(kāi)來(lái),便于各種應(yīng)用軟件,包括商用仿真軟件的集成,保證了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性和開(kāi)放性。
仿真運(yùn)行服務(wù)主要需解決:互操作問(wèn)題,如何由最高層的應(yīng)用互操作映射到最底層的網(wǎng)絡(luò)互操作,以保證整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的可行性;時(shí)間同步問(wèn)題,如何保證多學(xué)科協(xié)同仿真系統(tǒng)能夠正確的順利的向前推進(jìn),并提供相應(yīng)的容錯(cuò)機(jī)制;運(yùn)行管理問(wèn)題,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)同仿真運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制,以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可操作性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試、自動(dòng)優(yōu)化、用戶(hù)交互等復(fù)雜操作。
圖2 虛擬飛行仿真運(yùn)行平臺(tái)
協(xié)同仿真運(yùn)行管理器符合HLA1516標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,從整體角度對(duì)協(xié)同仿真系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管理,包括仿真運(yùn)行支撐軟件的啟動(dòng)/停止,協(xié)同仿真聯(lián)邦的創(chuàng)建/撤銷(xiāo)、仿真進(jìn)程的啟動(dòng)/暫停/恢復(fù)/完成等等。協(xié)同仿真運(yùn)行管理器基于交互類(lèi)通信機(jī)制,對(duì)協(xié)同仿真系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行管理。主要用戶(hù)界面。仿真運(yùn)行監(jiān)控器提供對(duì)聯(lián)邦成員的行為的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能,實(shí)現(xiàn)仿真過(guò)程的可視化并反饋給網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn),使得仿真過(guò)程更加直觀,實(shí)時(shí)顯示仿真聯(lián)邦的狀態(tài),便于用戶(hù)進(jìn)行監(jiān)視,與仿真運(yùn)行管理器共同通過(guò)相應(yīng)的權(quán)限管理機(jī)制來(lái)保證系統(tǒng)的安全性。
仿真運(yùn)行服務(wù)集的核心是仿真引擎,動(dòng)態(tài)載入不同仿真任務(wù)相關(guān)的仿真模型后,形成相應(yīng)的仿真應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)行為調(diào)度的形式化和可視化。支持模型的直接連接與快速運(yùn)行,非編譯模式構(gòu)建系統(tǒng)。仿真引擎基于有限狀態(tài)機(jī)算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)模型行為的形式化調(diào)度。
3 虛擬飛行試驗(yàn)
基于本文虛擬試驗(yàn)軟件平臺(tái)進(jìn)行臨近空間飛行器虛擬飛行試驗(yàn)過(guò)程如圖3所示。
圖3 飛行段每幀的仿真時(shí)序和數(shù)據(jù)流
在全系統(tǒng)的協(xié)同仿真試驗(yàn)階段,所有的模型都參與了仿真試驗(yàn),能夠充分反映臨近空間飛行器飛行過(guò)程 中各學(xué)科的相互耦合關(guān)系,能夠完成全程虛擬飛行,具備實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證總體參數(shù)的合理性,驗(yàn)證各學(xué)科模型與虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的匹配性,對(duì)真實(shí)飛行試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)示,并指導(dǎo)飛行決策和飛行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。
4 結(jié)論
與傳統(tǒng)航天飛行器系統(tǒng)不同,臨近空間飛行器全程飛行的總體性能分析與驗(yàn)證問(wèn)題非常復(fù)雜,進(jìn)行各相關(guān)學(xué)科、領(lǐng)域的一體化協(xié)同仿真來(lái)完成虛擬飛行試驗(yàn)是必要的途徑。本文開(kāi)發(fā)了基于HLA的臨近空間飛行器虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)軟件并建立了虛擬飛行試驗(yàn)方法,基于協(xié)同仿真適配器和高層模型轉(zhuǎn)換算法提出實(shí)現(xiàn)異構(gòu)模型協(xié)同集成的技術(shù),介紹了所提出體系中仿真運(yùn)行平臺(tái)和支撐平臺(tái)的構(gòu)建方法,所提虛擬飛行試驗(yàn)方法既可體現(xiàn)該復(fù)雜系統(tǒng)的整體性,又有效地重用了現(xiàn)有的信息資源,完成臨近空間飛行器全程飛行的總體性能驗(yàn)證,符合目前尖端飛行器系統(tǒng)虛擬驗(yàn)證的發(fā)展趨勢(shì)。