滿益明，韓金鵬，江凌彤，陳 稗，羅明強(qiáng)

(1.中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076； 2.海鷹航空通用裝備有限責(zé)任公司，北京 100074；3.北京航空航天大學(xué) 航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

0 引言

空天飛行器是指一種集航空、航天技術(shù)于一體，兼有航空和航天功能，既能在軌執(zhí)行任務(wù)又能在機(jī)場(chǎng)水平著陸的飛行器[1-2]，其研制屬于典型的系統(tǒng)工程?？仗祜w行器總體布局設(shè)計(jì)(包括外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置等)是飛行器總體設(shè)計(jì)的重要工作，與總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、載荷、控制等專業(yè)高度耦合，與飛行器總體性能和技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān)，直接影響飛行器的綜合性能及全壽命周期費(fèi)用[3-6]。方案設(shè)計(jì)階段，總體布局設(shè)計(jì)約束高度耦合、更改來(lái)源多，涉及面廣，常需要詳細(xì)設(shè)計(jì)、反復(fù)迭代、逐步逼近、多輪優(yōu)化，才能形成滿足用戶需求，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和工程實(shí)施均可行的總體布局方案[7-9]。傳統(tǒng)航天器總體布局所采用的工程估算方法、線性疊加方法，既無(wú)法滿足空天飛行器復(fù)雜空間曲面的精確表征、氣動(dòng)特性的精確分析、質(zhì)量特性的精確控制、儀器設(shè)備電纜布置空間的精確估算等設(shè)計(jì)需求，也無(wú)法滿足方案設(shè)計(jì)階段，飛行器總體方案快速迭代評(píng)估與集成優(yōu)化的需求。

本文基于空天飛行器總體布局“五約束”，明確了總體布局設(shè)計(jì)的“六要求”和“十流程”，基于CAD參數(shù)化建模技術(shù)，提出了空天飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體技術(shù)方案，基于CAA C++和CATIA VPM數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境，開(kāi)發(fā)了飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，解決了飛行器復(fù)雜外形、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置難以參數(shù)化、實(shí)體化、可視化，質(zhì)量特性難以動(dòng)態(tài)分析與評(píng)估，專業(yè)間多參數(shù)快速共享等方案設(shè)計(jì)階段總體布局設(shè)計(jì)過(guò)程中所面臨的難題，提高了總體布局設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

1 總體布局設(shè)計(jì)要求與流程

1.1 總體布局設(shè)計(jì)約束

空天飛行器任務(wù)剖面涵蓋地面、發(fā)射上升、長(zhǎng)期在軌、離軌再入和進(jìn)場(chǎng)著陸等多個(gè)階段，飛行器總體布局應(yīng)能適應(yīng)全任務(wù)剖面氣動(dòng)特性精確分析、質(zhì)量特性變化范圍小、軌道再入全速域壓心變化范圍小、長(zhǎng)期在軌與軌道再入異類執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)合控制策略復(fù)雜、緊湊空間儀器設(shè)備布局難及調(diào)節(jié)能力有限等特點(diǎn)?？仗祜w行器總體布局設(shè)計(jì)約束主要包括五方面：起降方式、質(zhì)量特性、性能指標(biāo)、內(nèi)部空間、制造裝配約束等。

1)起降方式約束：飛行器采用的起降方式對(duì)總體布局影響至關(guān)重要，如：飛行器起飛規(guī)模、發(fā)射方式、著陸方式、機(jī)場(chǎng)跑道條件等。起飛規(guī)模決定了飛行器的質(zhì)量規(guī)模，主要由飛行器有效載荷能力確定；起飛方式包括自主水平起飛、自主垂直起飛、運(yùn)載火箭垂直發(fā)射等，其決定著飛行器的外形規(guī)模，著陸方式主要有著陸滑跑裝置、氣囊、傘降、滑撬等；機(jī)場(chǎng)跑道條件主要包括跑道長(zhǎng)度、寬度及海拔高度等，決定著飛行器外形規(guī)模，著陸系統(tǒng)方案和著陸質(zhì)量規(guī)模。

2)性能指標(biāo)約束：在飛行器初步方案的快速迭代過(guò)程中，總體設(shè)計(jì)人員主要關(guān)注的性能指標(biāo)包括攜帶有效載荷入軌和再入返回的能力，速度增量，控制精度和穩(wěn)定度，最大著陸速度，機(jī)翼翼載，軌道再入過(guò)程中的最大熱流、最大過(guò)載、最大動(dòng)壓等。

3)質(zhì)量特性約束：飛行器全任務(wù)剖面內(nèi)面臨“五化”難點(diǎn)，需要滿足五方面設(shè)計(jì)要求[1]，總體設(shè)計(jì)人員需要將質(zhì)量特性設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為對(duì)總體布局的要求，如貯箱體積、飛行器結(jié)構(gòu)外形尺寸、典型結(jié)構(gòu)形式的選擇、全任務(wù)剖面質(zhì)量特性變化范圍等。

4)內(nèi)部空間約束：空天飛行器長(zhǎng)期在軌的任務(wù)需求及攜帶有效載荷再入返回的能力要求對(duì)飛行器內(nèi)部空間提出了較為嚴(yán)苛的要求。考慮到平臺(tái)的通用化需求，結(jié)合飛行器任務(wù)剖面，按照功能獨(dú)立的設(shè)計(jì)原則，飛行器總體布局按照儀器艙、有效載荷艙和推進(jìn)艙分開(kāi)設(shè)計(jì)各艙內(nèi)部空間。儀器艙主要用來(lái)布置電氣設(shè)備，有效載荷艙主要為有效載荷提供足夠的空間包絡(luò)和通用化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)電熱接口。推進(jìn)艙主要用于布置貯箱、氣瓶、發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備。除此以外，內(nèi)部空間設(shè)計(jì)還需考慮機(jī)構(gòu)類產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)、高精度設(shè)備的標(biāo)定等其他特殊要求。

5)制造裝配約束：總體布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮冷、熱結(jié)構(gòu)的材料體系及工藝水平，零部件及組件產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝性、可加工性和裝配性，盡可能降低對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、工裝桁架、裝配流程的要求，確?？傮w方案的可實(shí)現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性。

1.2 總體布局設(shè)計(jì)要求

飛行器總體布局設(shè)計(jì)是飛行器總體方案設(shè)計(jì)的重要工作之一，設(shè)計(jì)要求主要來(lái)源六方面。

1)氣動(dòng)特性要求：總體布局中的一項(xiàng)重要工作是確定飛行器外形，供氣動(dòng)專業(yè)開(kāi)展氣動(dòng)特性分析與評(píng)估?？仗祜w行器常采用升力體外形，氣動(dòng)特性要求主要來(lái)自于再入返回段，主要包括最大熱流、最大熱載、升力特性、阻力特性、升阻比特性及對(duì)特征部位特征尺寸的特殊要求等?？臻g運(yùn)行段氣動(dòng)阻力矩很小，總體布局設(shè)計(jì)可忽略其影響。發(fā)射上升段是否考慮氣動(dòng)特性要求取決于飛行器發(fā)射方式。

2)質(zhì)量特性精確控制要求：質(zhì)量特性精確控制需求主要來(lái)源于控制系統(tǒng)，質(zhì)量特性的變化范圍主要通過(guò)飛行器結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置和儀器設(shè)備布置等總體布局設(shè)計(jì)過(guò)程保證。此外，總體布局設(shè)計(jì)還應(yīng)預(yù)留一定空間，以應(yīng)對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的不確定性變化。

3)內(nèi)部空間最大化要求：空天飛行器內(nèi)部空間的需求主要來(lái)自于三方面：按照目前有效載荷設(shè)計(jì)水平，飛行器有效載荷能力的首要約束來(lái)自于空間包絡(luò)；其次，飛行器上安裝了大量機(jī)構(gòu)組件，總體布局設(shè)計(jì)還應(yīng)重點(diǎn)考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)路徑及動(dòng)態(tài)包絡(luò)對(duì)空間的需求；最后，考慮到儀器設(shè)備安裝及特殊設(shè)備標(biāo)定等操作需求，尤其是需要借助外部工裝和光學(xué)設(shè)備對(duì)安裝精度進(jìn)行標(biāo)定的設(shè)備，在總體布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。

4)可維修性要求[10]：空天飛行器具有重復(fù)使用特點(diǎn)，可維修性設(shè)計(jì)是總體布局設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，主要包括儀器設(shè)備、儀器安裝板及儀器設(shè)備安裝、更換及后期維護(hù)過(guò)程中的人員可操作性，裝配可達(dá)性，設(shè)備檢修的可檢測(cè)性等。

5)可加工性要求：飛行器總體布局設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造過(guò)程環(huán)節(jié)密切相關(guān)，如空間異型曲面、特種材料的可加工性及成品率，生產(chǎn)制造的工藝穩(wěn)定性等?？杉庸ば詫?duì)產(chǎn)品生產(chǎn)制造周期、方案的工程可實(shí)現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性都有較大影響，嚴(yán)重時(shí)可對(duì)方案造成顛覆性影響。

6)低關(guān)聯(lián)度要求：總體布局設(shè)計(jì)一方面應(yīng)按照低關(guān)聯(lián)度和功能獨(dú)立的要求將飛行器分成不同艙段，如儀器艙、有效載荷艙和推進(jìn)艙等，以減少不同艙段間管路及電纜的耦合，降低對(duì)內(nèi)部空間的布置需求；另一方面，分系統(tǒng)間界面應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、少耦合，對(duì)于三個(gè)系統(tǒng)以上的耦合設(shè)計(jì)，要嚴(yán)格控制，降低系統(tǒng)集成難度及設(shè)計(jì)更改時(shí)對(duì)其他系統(tǒng)和總體的影響。

圖1 總體布局設(shè)計(jì)流程

1.3 總體布局設(shè)計(jì)流程

空天飛行器總體布局設(shè)計(jì)是飛行器總體設(shè)計(jì)的重要工作，設(shè)計(jì)流程共有10個(gè)步驟(如圖1所示)：(1)確定約束條件；(2)外形快速設(shè)計(jì)/重構(gòu)；(3)總體布置快速設(shè)計(jì)；(4)分析；(5)系統(tǒng)集成與優(yōu)化；(6)性能指標(biāo)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則滿足性復(fù)核；(7)確定飛行器初步總體方案；(8)各分系統(tǒng)方案初步設(shè)計(jì)；(9)確定總體布局基線；(10)確定飛行器總體方案。從圖中可以看出，飛行器總體布局設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè)多個(gè)分系統(tǒng)，需通過(guò)反復(fù)迭代、多輪逼近，并綜合和平衡各方面需求，才能得到初步總體方案。在確定初步總體方案后，各系統(tǒng)將按照總體提出設(shè)計(jì)要求/設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)開(kāi)展方案設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，總體再開(kāi)展系統(tǒng)集成與優(yōu)化，確定飛行器總體布局，只有其滿足設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)約束條件時(shí)，才能最終確定飛行器總體布局，進(jìn)而確定飛行器總體方案。本文研究?jī)?nèi)容主要涉及初步總體方案確定前需快速開(kāi)展的總體布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化工作，即設(shè)計(jì)流程中的(1)至(7)。

2 系統(tǒng)方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)總體布局設(shè)計(jì)的“四約束”、“六要求”和“十流程”特點(diǎn)，基于CATIA VPM數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境，按照系統(tǒng)集成化、功能模塊化、接口通用化、顯示多樣化、維護(hù)便捷化的總體設(shè)計(jì)思想，采用CAD參數(shù)化建模技術(shù)，構(gòu)建空天飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以滿足不同項(xiàng)目、不同研制階段、不同構(gòu)型、不同專業(yè)、多人并行開(kāi)發(fā)對(duì)飛行器總體布局快速迭代優(yōu)化和總體設(shè)計(jì)精細(xì)化的設(shè)計(jì)需求。

2.2 邏輯架構(gòu)

飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖2所示，包含應(yīng)用層、功能層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)層。

基礎(chǔ)層是飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，主要基于Microsoft Visual C++和CATIA CAA開(kāi)發(fā)，用于實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模算法和質(zhì)量特性分析算法，包括CATIA軟件、參數(shù)化外形生成算法模塊、空間布局算法模塊、質(zhì)量特性算法模塊。

數(shù)據(jù)層用于完成功能層和基礎(chǔ)層間的數(shù)據(jù)交互，獲取功能層輸入的外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置等參數(shù)，提取基礎(chǔ)層生成的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)層還自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)各模塊間的數(shù)據(jù)交換和格式轉(zhuǎn)換。

功能層用于完成飛行器外形的參數(shù)化創(chuàng)建，結(jié)構(gòu)布置、關(guān)鍵系統(tǒng)和儀器設(shè)備的系統(tǒng)布置和全飛行器質(zhì)量特性的快速分析，包括外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置、質(zhì)量特性分析等核心功能模塊，各模塊均可單獨(dú)運(yùn)行。

應(yīng)用層是面向用戶的使用產(chǎn)品，即飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)?；贑ATIA 軟件二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)定義面向用戶的個(gè)性化菜單，集成了該系統(tǒng)全部功能模塊。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.3 功能模塊

飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括六個(gè)功能模塊：基礎(chǔ)功能、外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置、質(zhì)量特性分析和基礎(chǔ)庫(kù)配置，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能架構(gòu)示意圖

基礎(chǔ)功能用于創(chuàng)建CATIA解決方案，導(dǎo)入已有CATIA方案、重新渲染并生成三維模型等，包括方案創(chuàng)建、導(dǎo)入方案、及模型重生成等子模塊。

外形設(shè)計(jì)模塊采用文獻(xiàn)[11]提出的參數(shù)化建模方法，快速生成飛行器外形三維數(shù)模，包括機(jī)身外形、通用機(jī)身外形、翼面外形、通用翼面外形設(shè)計(jì)等子模塊。機(jī)身類外形設(shè)計(jì)采用輪廓線和站位面剖面曲線相結(jié)合的方式，機(jī)翼類外形設(shè)計(jì)采用參數(shù)化定義機(jī)翼平面形狀和站位面翼型剖面相結(jié)合的方式。

結(jié)構(gòu)布置模塊采用基于參數(shù)化建模的結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)方法[12-13]，通過(guò)先批量布置結(jié)構(gòu)件，再局部?jī)?yōu)化實(shí)現(xiàn)飛行器框、梁、桁架等主要承力結(jié)構(gòu)的快速設(shè)計(jì)與調(diào)整，包括機(jī)身結(jié)構(gòu)、通用機(jī)身結(jié)構(gòu)、翼面結(jié)構(gòu)、通用翼面結(jié)構(gòu)、通用結(jié)構(gòu)布置、冷熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6個(gè)子模塊。

系統(tǒng)布置采用一種基于參數(shù)化模型庫(kù)的快速布置方法，以簡(jiǎn)化飛行器系統(tǒng)布置工作[13]，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力、著陸裝置等主要分系統(tǒng)及電氣設(shè)備的快速布局設(shè)計(jì)，包括機(jī)構(gòu)組件、動(dòng)力裝置、著陸裝置、關(guān)鍵設(shè)備及安裝板布局、有效載荷布局、天線布局和其他布局等子模塊。

質(zhì)量特性分析模塊基于模型法的基本原理，通過(guò)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析、統(tǒng)一坐標(biāo)系下自動(dòng)轉(zhuǎn)換及質(zhì)量特性相關(guān)算法[2,14]，可快速、批量、動(dòng)態(tài)計(jì)算并圖形化輸出各三維實(shí)體模型和集成方案的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，包括整器、艙段、分系統(tǒng)、特定工況質(zhì)量特性分析等子模塊。

為充分集成和借鑒已有翼型成果和材料屬性，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化模型的快速實(shí)體化，基礎(chǔ)庫(kù)模塊集成了翼型庫(kù)和常用材料庫(kù)。

2.4 模塊化間關(guān)聯(lián)關(guān)系

各功能模塊間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖4所示。從圖中可以看出，外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置與質(zhì)量特性分析模塊之間具有耦合的關(guān)聯(lián)關(guān)系。圖中以實(shí)線箭頭連接的各模塊之間為必要依賴關(guān)系，即僅當(dāng)上一模塊輸出有效數(shù)據(jù)時(shí)，后續(xù)模塊功能才處于可用狀態(tài)；以短虛線箭頭連接的各模塊之間為參考或引用關(guān)系，可單獨(dú)運(yùn)行。

圖4 模塊間關(guān)聯(lián)關(guān)系示意圖

2.5 關(guān)鍵技術(shù)

2.5.1 外形參數(shù)化建模技術(shù)

飛行器外形設(shè)計(jì)和三維建模是飛行器總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。方案設(shè)計(jì)前期，總體方案常需要反復(fù)迭代、多輪優(yōu)化，飛行器CAD模型將被反復(fù)修改和重建，因此，需要建立快速生成飛行器三維外形模型的方法。外形參數(shù)化建模技術(shù)是快速生成飛行器三維外形模型的有效途徑。考慮到飛行器外形曲面的連續(xù)性和可加工性要求，外形建模時(shí)需確保外形曲面光滑連續(xù)，且二次導(dǎo)數(shù)連續(xù)，不能有明顯的瑕疵。飛行器外形參數(shù)化建模技術(shù)主要包括機(jī)身類部件和翼面類部件參數(shù)化建模。

機(jī)身類部件可根據(jù)需要分為若干子部件分段造型，每個(gè)子部件基于輪廓線和剖面線通過(guò)放樣的方式生成外形曲面模型。每個(gè)機(jī)身部件都包括一個(gè)或幾個(gè)子部件，每個(gè)子部件的描述參數(shù)主要包括部件名稱、部件定位點(diǎn)坐標(biāo)、部件長(zhǎng)度、部件輪廓線的信息列表和部件剖面線的信息列表[12，15-16]。空天飛行器翼面類部件包括機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼和鴨翼等部件，且都具有文獻(xiàn)[13]提到的三類特點(diǎn)，每個(gè)翼面類部件由一個(gè)或多個(gè)翼段[17]組成，每個(gè)翼段由平面形狀參數(shù)、空間定義參數(shù)、定位參數(shù)及翼型數(shù)據(jù)四部分參數(shù)描述。

2.5.2 參數(shù)化模型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

為提升飛行器系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)迭代效率，提高既有模型資源的重用程度，確保模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可追溯性，統(tǒng)一管理三維模型，在方案設(shè)計(jì)階段，采用參數(shù)化方法建立系統(tǒng)布置的幾何模型，構(gòu)建面向飛行器布局設(shè)計(jì)的模型庫(kù)至關(guān)重要。參數(shù)化模型庫(kù)構(gòu)建流程如圖5所示[13]。從圖5中可知，模型庫(kù)主要功能包括兩部分：與模型儲(chǔ)存、管理、瀏覽等相關(guān)的參數(shù)化模型庫(kù)管理功能；與模型布置設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)化模型選擇、模型參數(shù)設(shè)置、模型布局等功能。從圖中可以看出，參數(shù)化模型庫(kù)的構(gòu)建首先需要搜集資料和數(shù)據(jù)，提取共性幾何特征，利用參數(shù)化建模方法，建立參數(shù)化模型，并按照一定格式提交數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)；需使用模型庫(kù)中模型時(shí)，按需從參數(shù)化模型庫(kù)中提取可用模型，并布局中設(shè)置具體位置。文獻(xiàn)[13]詳細(xì)給出了參數(shù)化模型布置功能實(shí)現(xiàn)流程及應(yīng)用模型庫(kù)進(jìn)行快速布置的6個(gè)步驟：模型插入節(jié)點(diǎn)的選擇、參數(shù)化模型類別的選擇、模型參數(shù)定義、模型定位參數(shù)、參數(shù)化模型材料屬性或質(zhì)量特性定義、參數(shù)化模型預(yù)覽與生成等，詳見(jiàn)圖6。

圖5 參數(shù)化模型庫(kù)構(gòu)建流程示意圖

圖6 系統(tǒng)布置過(guò)程示意圖

3 典型案例應(yīng)用

目前，飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)已應(yīng)用于某項(xiàng)目研制工作。方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于CATIA數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境，總體設(shè)計(jì)人員利用飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、系統(tǒng)布置、質(zhì)量特性分析模塊等，快速完成了飛行器機(jī)身、機(jī)翼、舵面等外形，機(jī)身、機(jī)翼(見(jiàn)圖7)、舵面等結(jié)構(gòu)布置，機(jī)構(gòu)組件、動(dòng)力裝置、著陸裝置、儀器設(shè)備、安裝板、載荷等系統(tǒng)布置，建立了全飛行器數(shù)字化三維模型，獲得了多個(gè)狀態(tài)下的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)。經(jīng)多輪優(yōu)化，快速確定了飛行器總體布局。該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了總體布局設(shè)計(jì)的參數(shù)化、實(shí)體化和質(zhì)量特性的快速評(píng)估，而且還降低了設(shè)計(jì)人員方案迭代過(guò)程中的重復(fù)性工作量，提高了設(shè)計(jì)效率，保證了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

圖7 翼面結(jié)構(gòu)布置示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從空天飛行器研制出發(fā)，明確了總體布局五方面約束條件，梳理了飛行器總體布局“十步”設(shè)計(jì)流程，完成了飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)建設(shè)，并在航天項(xiàng)目中進(jìn)行了工程應(yīng)用。工程應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)滿足了飛行器總體布局的參數(shù)化、實(shí)體化、具體化、可視化設(shè)計(jì)和質(zhì)量特性的精細(xì)化設(shè)計(jì)需求及總體布局設(shè)計(jì)結(jié)果的動(dòng)態(tài)分析和快速評(píng)估，降低了設(shè)計(jì)人員方案迭代過(guò)程中的重復(fù)性工作量，大大提高了設(shè)計(jì)效率，保證了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。飛行器總體布局快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的相關(guān)成果，后續(xù)還可推廣應(yīng)用于其他航天器總體布局設(shè)計(jì)優(yōu)化。