摘 要：文章介紹了飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)概念，氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)是對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一管理和發(fā)布的數(shù)據(jù)源，通過(guò)將多種方式獲得的飛機(jī)型號(hào)氣動(dòng)數(shù)據(jù)以合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的輸入輸出和管理接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)數(shù)據(jù)管理；氣動(dòng)數(shù)據(jù)源；氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)

引言

氣動(dòng)設(shè)計(jì)是飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵工作，通過(guò)氣動(dòng)設(shè)計(jì)，飛機(jī)由幾何模型變成物理模型，這個(gè)物理模型通過(guò)大量的氣動(dòng)數(shù)據(jù)得以表達(dá)，對(duì)這些氣動(dòng)數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用，是整個(gè)氣動(dòng)工作的核心工作。傳統(tǒng)的氣動(dòng)數(shù)據(jù)管理存在以下問(wèn)題：

（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)零散

氣動(dòng)設(shè)計(jì)工作中，對(duì)各飛機(jī)型號(hào)或同一型號(hào)的不同設(shè)計(jì)階段會(huì)通過(guò)估算、CFD計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)以及試飛等手段，得到大量的氣動(dòng)數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)的氣動(dòng)數(shù)據(jù)管理中，各型號(hào)、階段及各種手段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都獨(dú)立存儲(chǔ)，甚至采用不同的形式或格式，造成數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)類型多樣，數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)不清，氣動(dòng)數(shù)據(jù)查閱使用困難。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混亂

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，氣動(dòng)數(shù)據(jù)大多以電子文檔或紙質(zhì)文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，與基于數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)形式相比，這些數(shù)據(jù)無(wú)法形成有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，造成數(shù)據(jù)管理困難，數(shù)據(jù)利用率低，使得氣動(dòng)設(shè)計(jì)工作的效率較低。

（3）數(shù)據(jù)同步、更改困難

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中，數(shù)據(jù)的同步和更改一般通過(guò)發(fā)放文件和協(xié)調(diào)單的方式進(jìn)行。而氣動(dòng)數(shù)據(jù)狀態(tài)較多、更改也比較頻繁，以文件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)流的傳輸很難滿足及時(shí)性和同步性的要求。一旦飛機(jī)設(shè)計(jì)的各個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)不同步，將可能造成飛機(jī)設(shè)計(jì)事故，輕則造成設(shè)計(jì)反復(fù)，增加設(shè)計(jì)工作量、影響設(shè)計(jì)進(jìn)度；重則造成設(shè)計(jì)失敗，產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到預(yù)想性能。

針對(duì)以上問(wèn)題，文章提出了氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)的概念。氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)就是飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，由氣動(dòng)力專業(yè)通過(guò)CFD、工程估算、風(fēng)洞試驗(yàn)和試飛等手段獲得氣動(dòng)數(shù)據(jù)并以合適的結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)源中，其他專業(yè)需要?dú)鈩?dòng)數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)用戶接口訪問(wèn)數(shù)據(jù)源按需查詢獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一科學(xué)管理。

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

數(shù)字樣機(jī)可基于成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)部署，比如SQL-SERVER平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，對(duì)于結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，可以很方便地進(jìn)行添加、修改、刪除、處理及分析。因此，若基于成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)部署的核心工作是分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系建立數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)。

飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)的核心部分是六自由度的氣動(dòng)力和力矩?cái)?shù)據(jù)，但根據(jù)型號(hào)、設(shè)計(jì)階段、同一階獲取手段及計(jì)算、試驗(yàn)條件的不同會(huì)獲得不同的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，按照這些條件的層次結(jié)構(gòu)，可以按以下方式建立數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系：（1）每個(gè)不同的型號(hào)有數(shù)據(jù)集A；（2）按型號(hào)設(shè)計(jì)階段不同，每個(gè)數(shù)據(jù)集A包含若干數(shù)據(jù)集B；（3）按數(shù)據(jù)的獲取手段不同，每個(gè)數(shù)據(jù)集B包含若干數(shù)據(jù)集C；（4）按部件不同，每個(gè)數(shù)據(jù)集C包含若干數(shù)據(jù)集D；（5）按計(jì)算、試驗(yàn)條件（包括迎角、側(cè)滑角、舵面狀態(tài)、起落架狀態(tài)、雷諾數(shù)等）不同，每個(gè)數(shù)據(jù)集D包含若干數(shù)據(jù)集E。具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用研究

數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用是指通過(guò)應(yīng)用層與數(shù)據(jù)庫(kù)的程序接口實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除、數(shù)據(jù)處理、查詢、分析、報(bào)表和打印等功能。

為保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全和按照氣動(dòng)設(shè)計(jì)工作流程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，必須對(duì)不同的數(shù)據(jù)用戶提供不同的權(quán)限和界面。因此，在數(shù)字樣機(jī)的應(yīng)用層和底層數(shù)據(jù)庫(kù)之間需要加入邏輯層，以便對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行分配和管理。

數(shù)字樣機(jī)各層功能如下：（1）底層數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)對(duì)氣動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；（2）應(yīng)用層。應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)庫(kù)接口和相應(yīng)操作界面。對(duì)氣動(dòng)設(shè)計(jì)專業(yè)用戶，提供全權(quán)限的數(shù)據(jù)管理功能；對(duì)其他專業(yè)用戶，則只開(kāi)放對(duì)應(yīng)專業(yè)所需的數(shù)據(jù)包，并提供對(duì)該數(shù)據(jù)包的查詢、分析、報(bào)表、數(shù)據(jù)處理和打印功能；（3）邏輯層。針對(duì)不同的登錄用戶，分配各自的數(shù)據(jù)權(quán)限和應(yīng)用界面。

數(shù)字樣機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)和邏輯層可部署在服務(wù)器上，應(yīng)用層融入信息化辦公平臺(tái)，用戶通過(guò)信息化平臺(tái)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器完成對(duì)數(shù)據(jù)的使用及操作。氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)分層和數(shù)據(jù)流示意圖如圖2。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章簡(jiǎn)要探討了飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)概念，在分析飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)路徑，并對(duì)氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)的具體應(yīng)用方向做了預(yù)先研究，為飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)的真正實(shí)現(xiàn)和部署提供了一個(gè)可行的思路。顯而易見(jiàn)，氣動(dòng)數(shù)字樣機(jī)可以使氣動(dòng)數(shù)據(jù)管理變得科學(xué)、規(guī)范和高效，能顯著地提高氣動(dòng)設(shè)計(jì)的效率，具有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：田平（1983-），男，廣東省珠海市人，工作單位：中航通飛研究院有限公司，職務(wù)：主管設(shè)計(jì)師，研究方向：飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)。