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科技日报谈航空设计软件困窘:5毫米误差致歼-10首飞推迟

2019-10-22 09:21:52      参与评论()人

自上世纪80年代后,世界航空业就迈入数字化设计的新阶段,现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖。设计一架飞机至少需要十几种专业软件,全是欧美国家产品。国内设计单位不仅要投入巨资购买软件,而且头戴钢圈,一旦被念“紧箍咒”,整个航空产业将陷入瘫痪。

数字化“造”飞机更靠谱

飞机设计涉及到30多个学科专业,每个专业都有自己的设计软件,它们是飞机设计及性能评估不可缺少的工具。

姚卫星告诉记者,设计飞机全过程在CATIA为基础的平台上开展。首先要从气动外形开始,主要用到的软件有Fluent、AAA等;然后是结构设计,主要用到的软件有MSC NASTRAN、Abques、Fatigue、Analsis等;同时开展系统设计,包括操作系统、动力系统、控制系统和人机环境等,主要用到的软件有ADMS、Simulink等;最后,还要把设计好的部件在计算机中“组装”成飞机,并输入各种参数模拟现实环境进行测试。

飞机设计不仅流程繁琐,而且零部件数量庞大,加工制造容不得丝毫误差。在手工设计时期,返工修改是飞机制造业最常见的通病。以我国飞豹飞机为例,如用传统手工设计,按常规考量估计有近6000张工程更改单。采用数字化设计的飞豹,工程更改单仅有1041张,工程量减少80%左右。

据媒体报道,设计歼-10飞机时,主起落架主承力结构的整个金属部件是委托国外制造。但造完之后,起落架的收放出现问题,有5毫米的误差,只好重新订货制造。仅仅是这一点点的误差,影响了歼-10首飞推迟了八九个月。没有全数字化的软件支撑,任何一点细微的误差,都可能成为制造业的梦魇。

记者查询公开报道得知,飞豹有54000多个结构件,43万个标准件;最新列装的运-20有近千万个零部件。如此复杂的产品,没有全数字化设计,几乎是不可想象的。

发令枪响了30年还在原地走

上世纪80年代,得益于计算机技术的兴起,我国的航空设计软件与国外同时起步。

“现在这些名气很大的软件,起初都是航空公司或大学科研人员开发的,比如CATIA软件,功能很强大,现在全球的飞机公司基本都用这个软件在设计,就是法国达索公司一个设计室研发的;还有AAA软件,是美国一个大学教授开发的。”姚卫星说,我国的航空设计软件起步阶段与国外差不多,也是科研人员根据工作需要琢磨着编写出来的。

关键词:国产飞机

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