《運載火箭數(shù)字化工程》是在學(xué)習(xí)研究國內(nèi)外同行數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上,以我們承擔(dān)新一代運載火箭的數(shù)字化研制為主要工作實踐,分別從數(shù)字化設(shè)計、仿真分析、工藝制造、試驗管理,以及數(shù)字化支撐平臺技術(shù)這幾方面進(jìn)行了總結(jié)論述,同時對知識工程的應(yīng)用也進(jìn)行了概述。
《運載火箭數(shù)字化工程》可供從事運載火箭及飛行器數(shù)字化研制的工程技術(shù)人員。以及高校相關(guān)專業(yè)的師生參考。
2015年9月20日長征六號運載火箭一箭二十星的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國新一代運載火箭開始投入應(yīng)用,同時原有成熟的火箭型號也承擔(dān)著高密度發(fā)射的任務(wù)。航天任務(wù)的快速增加,以及眾多不同的飛行目的的需求,對運載火箭的設(shè)計、制造、試驗等所采用的技術(shù)方法和組織模式提出了新的挑戰(zhàn)。通過學(xué)習(xí)研究歐美航空航天企業(yè)先進(jìn)的研制模式,借助于快速發(fā)展的計算機、軟件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)所形成的信息化、數(shù)字化技術(shù)手段與能力,在新一代運載火箭的研制中嘗試開展數(shù)字化協(xié)同研制,初步形成了一定的數(shù)字化研制能力和研制模式,進(jìn)一步提升了型號的研制效率,控制了研制質(zhì)量。
對于運載火箭等復(fù)雜航空航天裝備的數(shù)字化研制技術(shù),所涉及的專業(yè)學(xué)科非常多,形成了各種各樣的應(yīng)用方法和模式。我們認(rèn)為有兩種數(shù)字化研制模式是具有里程碑意義的,一是美國波音公司從20世紀(jì)90年代開始,為了研制波音777等新型飛機,應(yīng)用PDM實現(xiàn)三維CAD設(shè)計和受控,組建了IPT設(shè)計制造協(xié)同工作組,牽頭研究推動了MBD技術(shù)發(fā)展,為實現(xiàn)基于三維模型的設(shè)計制造一體化打下了重要基礎(chǔ);二是1994年NASA的噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)組建了多學(xué)科并行協(xié)同論證中心,不同專業(yè)學(xué)科的專家集中在同一環(huán)境內(nèi)開展多學(xué)科并行協(xié)同的研究論證,借助于網(wǎng)絡(luò)、軟件、語音、視頻、數(shù)據(jù)存儲共享等技術(shù),實現(xiàn)了航天任務(wù)的評估與方案優(yōu)化論證的“快、好、省”。眾多裝備制造業(yè)通過學(xué)習(xí)研究此類數(shù)字化技術(shù)模式,逐步形成了研制規(guī)范、積累了專業(yè)知識、拓展了應(yīng)用領(lǐng)域、促進(jìn)了型號產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展。
隨著新一代運載火箭的研制及發(fā)射成功,有必要對研制過程中基于數(shù)字化技術(shù)的工作模式,積累的知識、經(jīng)驗甚至教訓(xùn)等進(jìn)行分析總結(jié),以期在未來新的航天型號研制中,信息化、數(shù)字化技術(shù)能發(fā)揮更大的作用,產(chǎn)生更大的效益。本書是在學(xué)習(xí)研究國內(nèi)外同行數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上,以我們承擔(dān)新一代運載火箭的數(shù)字化研制為主要工作實踐,分別從數(shù)字化設(shè)計、仿真分析、工藝制造、試驗管理,以及數(shù)字化支撐平臺技術(shù)這幾方面進(jìn)行了總結(jié)論述,同時對知識工程的應(yīng)用也進(jìn)行了概述。本書可供從事運載火箭及飛行器數(shù)字化研制的工程技術(shù)人員,以及高校相關(guān)專業(yè)的師生參考。
全書共10章,第1章概論,對航天型號數(shù)字化技術(shù)的研制歷程進(jìn)行了概述,介紹了國內(nèi)外航天型號數(shù)字化技術(shù)的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀,由李少陽編寫;第2章運載火箭的系統(tǒng)組成與研制流程,介紹了運載火箭的發(fā)展歷程,概述了火箭數(shù)字化研制流程,由張衛(wèi)東、劉靖華編寫;第3章數(shù)字化設(shè)計技術(shù),介紹了自頂向下設(shè)計方法,以及結(jié)構(gòu)件、管路、電纜的數(shù)字化設(shè)計方法,由吳輝、鄭宇、秦英明、陳鳴亮、王金童編寫;第4章基于模型的運載火箭設(shè)計技術(shù),對MBD技術(shù)方法在火箭結(jié)構(gòu)件設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)介紹,由張衛(wèi)東、鄭宇、吳輝、陳若飛編寫;第5章數(shù)字化仿真技術(shù),對仿真體系建設(shè)、力學(xué)仿真、人機工程仿真等方面進(jìn)行了介紹,由劉靖華、毛玉明、唐玉花編寫;第6章數(shù)字化工藝與制造技術(shù),對三維數(shù)字化工藝、數(shù)字化加工制造、制造資源計劃管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)等方面進(jìn)行了介紹,由程輝、鄭宇、王煒編寫;第7章數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺技術(shù),對數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺技術(shù)、基于CMII的型號產(chǎn)品工程變更控制技術(shù)、圖文檔生命周期管理技術(shù)、跨廠所的數(shù)據(jù)會簽發(fā)放技術(shù)、協(xié)同設(shè)計平臺應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由鄭宇、陳若飛編寫;第8章多學(xué)科協(xié)同仿真平臺技術(shù),從仿真平臺的概念及主要內(nèi)容、仿真平臺應(yīng)用案例、運載火箭總體多學(xué)科協(xié)同仿真分析平臺應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由張衛(wèi)東、李少陽、劉靖華、楊浩強編寫;第9章試驗數(shù)字化管理技術(shù),從數(shù)字化試驗的概念及主要內(nèi)容、國內(nèi)外航空航天的試驗數(shù)字化案例、運載火箭試驗數(shù)字化平臺應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由李少陽、李峰編寫;第10章知識工程系統(tǒng)的應(yīng)用探索,從知識工程基礎(chǔ)理論、主流知識管理軟件系統(tǒng)、運載火箭知識工程體系應(yīng)用探索等方面進(jìn)行介紹,由鄭宇、李少陽編寫。
由于編者水平、經(jīng)驗有限,書中疏漏和不妥之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
第1章 概論
1.1 產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)概念
1.2 航天型號數(shù)字化研制發(fā)展歷程
1.3 航天產(chǎn)品數(shù)字化研制專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域
1.3.1 面向型號研制的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展框架
1.3.2 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
1.4 國外軍工產(chǎn)品數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.4.1 多學(xué)科并行協(xié)同設(shè)計仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
1.4.2 虛擬設(shè)計與仿真驗證技術(shù)發(fā)展應(yīng)用
1.4.3 基于知識工程的設(shè)計技術(shù)發(fā)展情況
1.4.4 數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況
1.4.5 數(shù)字化試驗技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況
1.5 國內(nèi)航天產(chǎn)品數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.6 數(shù)字化技術(shù)發(fā)展趨勢和特點
第2章 運載火箭的系統(tǒng)組成與研制流程
2.1 運載火箭發(fā)展歷程及系統(tǒng)組成
2.1.1 運載火箭發(fā)展歷程
2.1.2 運載火箭系統(tǒng)組成
2.2 運載火箭數(shù)字化研制流程
2.2.1 運載火箭全數(shù)字化產(chǎn)品型號研制階段
2.2.2 全數(shù)字化產(chǎn)品型號研制的特點
2.2.3 運載火箭數(shù)字化研制流程
2.3 運載火箭研制特點分析
2.3.1 運載火箭產(chǎn)品數(shù)據(jù)對象的復(fù)雜性特點
2.3.2 運載火箭設(shè)計過程特點
第3章 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)
3.1 概述
3.2 自頂向下設(shè)計方法
3.2.1 自頂向下設(shè)計方法原理
3.2.2 運載火箭總體三維數(shù)字樣機Top-Down設(shè)計應(yīng)用
3.3 運載火箭結(jié)構(gòu)數(shù)字化快速設(shè)計
3.3.1 結(jié)構(gòu)快速設(shè)計流程
3.3.2 結(jié)構(gòu)總體快速布局和設(shè)計
3.3.3 結(jié)構(gòu)初步參數(shù)設(shè)計優(yōu)化
3.3.4 結(jié)構(gòu)快速建模
3.3.5 結(jié)構(gòu)快速分析
3.3.6 結(jié)構(gòu)數(shù)字化快速設(shè)計系統(tǒng)
3.4 運載火箭管路數(shù)字化設(shè)計
3.4.1 管路系統(tǒng)設(shè)計流程
3.4.2 結(jié)構(gòu)布局
3.4.3 管路設(shè)計
3.5 電纜數(shù)字化設(shè)計
3.5.1 原理圖設(shè)計
3.5.2 框圖設(shè)計
3.5.3 線束圖設(shè)計
3.5.4 三維交互
3.5.5 仿真分析
……
第4章 基于模型的運載火箭設(shè)計技術(shù)
第5章 數(shù)字化仿真技術(shù)
第6章 數(shù)字化工藝與制造技術(shù)
第7章 數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺技術(shù)
第8章 多學(xué)科協(xié)同仿真平臺技術(shù)
第9章 試驗數(shù)字化管理技術(shù)
第10章 知識工程系統(tǒng)的應(yīng)用探索
參考文獻(xiàn)