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剖析航空软件的发展,到国产飞机设计的紧箍咒

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CATIA正版软件 发表于 2019-9-2 14:07:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
CATIA正版软件
2019-9-2 14:07:48 1153 0 看全部
  30多年前,当我还是研究生时,我正在编写飞机设计和分析软件。那时,我的航空设计软件与国外同时开始,但现在市场完全由国外控制。谈到飞机设计软件的发展,南京航空航天大学教授,NH40飞机首席设计师姚卫星感到不可思议。

  自20世纪80年代以来,世界航空业进入了数字设计的新阶段,现在已经达到了对设计的高度依赖,这是对软件无法实现的。设计飞机需要至少十几种专业软件,所有这些软件都是来自欧洲和美国的产品。国内设计单位不仅要大量投资软件,还要戴钢圈。一旦被念"紧箍咒",整个航空产业将陷入瘫痪。
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  数字'制造'飞机更可靠

  飞机设计涉及30多个学科,每个学科都有自己的设计软件,这是飞机设计和性能评估不可或缺的工具。

  姚卫星告诉记者,飞机设计的整个过程是在基于CATIA软件的平台上进行的。首先,从空气动力学的形状来看,主要使用的软件是Fluent,AAA等;然后是结构设计,主要使用的软件是MSCNASTRAN,Abques,Fatigue,Analsis等;同时,系统设计包括操作系统,电源系统,控制系统和人机环境等,主要使用的软件是ADMS,Simulink等。最后,设计的组件被“组装”到飞机在计算机中,输入各种参数来模拟真实环境进行测试。

  飞机的设计不仅麻烦,而且零件数量大,制造不会有任何误差。在手动设计阶段,返工修改是飞机制造中最常见的常见问题。以中国的飞豹飞机为例。如果使用传统的手工设计,根据传统考虑,估计有近6,000个工程变更单。飞豹的数字化设计只有1,041个工程变更单,工程量减少了约80%。

  据媒体报道,在设计歼-10飞机时,主起落架主轴承结构的整个金属部分都在国外投入使用。然而,在起落架完成之后,起落架的收缩存在问题,该起落架具有5mm的误差并且必须重新排序。只是这一点点误差影响了歼-10的第一次飞行延迟了八九个月。如果没有全数字软件支持,任何轻微的错误都可能成为制造业的噩梦。

  据公开报道,飞豹拥有54,000多个结构件和43万个标准件。最新安装的-20有近1000万个零件。这种复杂的产品,并非完全数字化,几乎是不可想象的。
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  射击枪响了30年,仍然在原地走。

  20世纪80年代,由于计算机技术的兴起,中国的航空设计软件与国外同时开始。

  现在这些着名的软件最初是由航空公司或大学研究人员开发的,例如CATIA软件,它非常强大。现在全球飞机公司基本上都在使用这个软件进行设计,这是法国达索的设计工作室。发达;和AAA软件,由美国大学教授开发。姚卫星表示,中国的航空设计软件与国外处于同一阶段,也是研究人员根据工作需要编写的。

  例如,中航工业集团的623在20世纪80年代开发了“航空结构分析软件(HIJF)”。它的主要功能类似于着名的美国NASTRAN软件,但它现在很少使用。

  不同之处在于,在开发国外软件之后,将根据设计需求逐步升级。目的是使软件易于使用,让更多人使用它。国产软件开发完成后,只要计算结果正确,没有人会花费美化界面和添加功能。软件的用户仅限于本单位或部门或甚至少数人。此外,其他人既不能理解也不能使用它。

  随着时间的推移,每个人都会更愿意使用成熟,美观且易于使用的国外软件。

  但是,使用外国软件的成本相当可观。“例如,Dassault的CATIA,任何国内航空设计部门都在这个软件上花费了数千万美元。姚卫星称,航空设计软件低至数十万元,而且已超过千万元。每个额外的帐户都需要支付另外的费用。几年后,升级版必须付费。如果你想设计一个完整的飞机,你需要十几个甚至几十个软件,成本可想而知。

  航空设计软件的自给自足需要与营销课程相辅相成
剖析航空软件的发展,到国产飞机设计的紧箍咒9

  航空设计软件起步早,收集时间较晚,缺少或缺钱?都不是。

  中国的信息产业已经成为华为等知名企业,在某些应用领域甚至领先于发达国家。

  航空航天设计软件的程序代码与普通软件没有什么不同,但需要强有力的理论支持。例如,用于设计结构强度的有限元软件来自冯康院士提出的“有限元”理论。“

  姚卫星说,他根据自己的研究理论开发的结构疲劳分析软件也被认为是业内“单一秘密作弊”。大多数国产飞机在设计时被要求计算结构疲劳强度,外国公司希望获得“作弊”。“邀请他担任顾问并雇用他的学生高薪,但他们都没有开发类似的软件。我们的航空设计单位仍有许多类似的现象。可以说,中国并不缺乏相应的人才和理论基础。近年来,有关部门也组织科研单位集中开发相应的软件,但今天,国内生产的软件还没有流通。

  国有科研单位以模式为管理目标,导致软件不可持续发展,而民营企业则没有航空专业人才。姚卫星表示,航空设计软件希望与国外竞争,必须有市场导向思维。而且,这种软件开发周期长,基本理论要求高。国有科研单位有必要与民营软件企业合作,使上下游产业链合理化。

  没有软件是完美的。国家应该研究更多的政策,鼓励开发和使用国内软件。姚明卫星表示,高校也应该改进评估机制,以便研究人员愿意投入几年甚至更长时间来开发航空航天设计软件而不受评估机制的影响。
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