飞机设计

互联网背景下飞机数据库搭建的研究现状与展望 

来源:飞机设计 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-02

1 引言

早在20世纪60年代初,就诞生了数据库技术的雏形,它是为了接管数据管理工作而产生的一门数据自动化管理的综合性新技术,能够有效地管理数据。另一方面,设计师在进行飞机设计时,经常需要用到大量现有飞机的参数作为参考,这涉及到海量的数据,为使数据的管理变得高效,在飞机数据管理上应用数据库技术显得尤为重要。

2 飞机数据库搭建的研究现状

20世纪60年代,美国空军飞行力学实验室开发了气动数据库DATCOM,其包罗了从1903年第一架飞机开始直到1978年中止数据库更新的几乎全部美国飞机的飞行试验数据[1,2]。虽然DATCOM在面对一些特殊布局如飞翼式布局时,分析起来比较困难,在面对超级复杂的超常规布局时更是无法使用,但这是人类第一次将数据库技术应用到飞机数据管理中。

上飞院在上世纪末设计并完成了“大攻角多媒体气动数据库”,初步验证了气动数据库在军机和民机的研究设计过程中可以起到的重要作用。该数据库是中国航空工业总公司第一个包含大量各类媒体动态变化的气动研究试验信息,并且便于查询管理、实用性很强的多媒体数据库[3]。

波音公司在20世纪80年代建立了一个有效的飞机信息管理数据库,其各个平台都可以调用数据库中的数据,如今除数据之外,实验过程、程序和媒体文件等都被纳入数据库中,供其各单位进行设计与实验使用。

白金鹏等人在2009年共同建立了一个翼型、剖面及简化模型数据库,实现了模型的参数化和存储。此数据库在一个开放式飞机总体设计环境中集成,能够在几何模型构建、总体布置时调用。数据库中还存有发动机、座椅、飞行员、雷达、座舱显控设备、武器、起落架及其他机电、航电设备的内容[4]。

2011年,杨华中针对客机总体方案设计阶段中可能涉及的几何、气动、性能、重量、发动机参数,建立了一个基于ASP.NET和SQL Server的数据库访问系统。数据库中包含了用不同的气动软件对若干算例进行的气动计算结果,还针对飞机的总体参数和发动机参数,用统计分析软件对某些存在较强关联性的参数进行了统计分析[5]。

至2013年,飞机数据库已经较广泛地应用于飞机设计中,计算机辅助设计也已基本实现,但是飞机产品的公差设计仍不能实现数字化,还需人工查找有关国家标准设计手册以及某些飞机公差设计手册。贾小勐和郭长虹发现了这一领域的空白,使用VC++和 Access软件,开发了国家标准公差、配合和飞机公差数据库。该数据库能够自动查找公差与配合,可以通过计算机简便、迅速、精确地设计和验证飞机公差,为计算机辅助公差的设计打下了技术基础[6]。

张如意等人在面向复合材料典型构件工程设计、制造、检测、试验及维修等研制过程的复合材料构件工程数据库的构建技术和方法上作了研究,开发了一套基于B/S架构的复合材料构件工程数据库系统和服务平台。该数据库以设计技术、制造技术及检测与试验技术为子库,以产品数据、相关知识管理为主线,极大地提高了数据维护、转换与集成的效率[7]。

在电气特性数据库搭建方面,为优化飞机导线的数据管理,方便维修人员查找导线数据,提高机务维修的效率,黄勇针对目前使用最普遍的某种现役飞机的电源系统,搭建了其导线电气特性数据库,建成了功能完备、操作简便的维修信息管理系统。该系统通过文本形式实时查询和输出导线的技术数据,为系统维护提供信息基础[8]。

如今,美国军队研究局、德国、俄罗斯都对飞机的设计过程、研制数据、飞行数据建立了功能比较强大的数据库,且应用的比较普遍,虽然我国也已经进行了上述的一些研究,但是总体而言,我国的飞机数据库与国外相比还有一定的差距。

从上述的研究现状来看,当前现有的飞机数据库虽然在飞机总体设计中覆盖范围广,专业性与技术性较强,在某些方面也达到了很好的效果。但其大多都是本地数据库,只能在开发者附近的小范围内得到应用,虽然此举对于涉密数据的保护有一定的作用,但是使得数据库开发成果的受益范围大大缩小,调取和使用数据的难度大大增加,不利于信息的传递和共享,不利于初学者以及普通大众的使用和学习。

3 飞机数据库搭建的研究展望

国务院总理李克强在第十二届全国人民代表大会三次会议的政府工作报告中,第一次提出了“互联网+”行动计划,该举措旨在通过互联网提高传统产业转型升级的速度并提质增效,现如今已广泛应用到社会生活的各个方面。本文即从“互联网+”的角度分析飞机数据库的发展方向。

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