基于集成研发平台的直升机概念设计系统研究

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1、嘴I砒D酬GNANDMANu队cT恻NG数字化设计与制造基于集成研发平台的直升机概念设计系统研究ResearchonHelicopterConceptualDesignSystemBasedonIntegratedDevelopmentPlatform金航数码科技有限责任公司王海鹏王方鹏北京索为高科系统技术有限公司陈科甲【摘要】直升机概念设计模式的转变使传统直升机概念设计工具无法满足现代直升机概念设计的业务要求。通过对现有直升机概念设计模式的研究和概念设计工具发展规律的分析，提炼出当今直升机概念设计对设计工具的具体需求。同时，在此基础上，以集成研发平台(SYSWARE．TDE／IDE

2、和EDM)为框架，设计了支持直升机概念阶段的多学科优化设计系统。分析了该系统的应用场景，提出了该系统关键技术的解决途径，给出了后续研究工作的建议。关键词：直升机集成研发概念设计多学科优化设计IABSTRACT】Thechangingofhelicopterconcep-tualdesignmakestraditionalconceptualdesigntoolscannotmeettherequirementsofmodemhelicopter．Basedontheanalysisofdevelopingprincipleinhelicopterconcep-tualdesignan

3、ditstools，therequirementsofconceptualdesigntoolsareextracted．Onthisfoundation，amulti·disciplinaryoptimizationdesignsystemwhichsupportsthehelicopterconceptualdesignisdesignedbasedontheintegrateddevelopmentplatform(SYSWARE-TDE／IDEandEDM)．Theapplicationscenariosofthissystemareanalyzed，whosetechnic

4、alsolutionsarepresentedaswell．Finally,thesubsequentresearchesareproposed．Keywords：HelicopterIntegrateddevelop—mentConceptualdesignMultidiscipHnaryoptimi-zafiondesignDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2015．S1．033随着直升机技术的发展，直升机设计已由传统的单纯追求飞行性能发展至追求系统的综合使用效能n】。同时，为了降低直升机研制风险，提升直升机设计方案质量，在直升机的概念设计阶段由传统的外形

5、、气动、重量和性能等少数学科参与发展到飞行力学、结构静力学、隐身性、以及经济性等多学科参与，形成多学科“综合设计”的局面吲。传统直升机概念设计模式的转变对直升机设计工具提出了新的要求，使其由分散化的工具向集成化、自动化的系统发展【l】。通过近20年的努力，国外在开展直升机的概念设计时，基本实现了空气动力学、飞行力学、旋翼动力学和静力学4学科的优化设计囝，同时发展出相应的多学科优化设计工具【3】。国内在该方面的研究始于20世纪80年代，目前也取得一定成果川。国内现有的直升机多学科优化设计系统往往通过商业优化设计软件集成直升机设计分析工具实现(如ISIGHT)【4】。由于商业的多学科优化

6、设计软件并不关注产品本身的研发，在工程应用时会存在一些不足。鉴于上述原因，本文以集成研发平台为基础，通过分析设计模式转变对设计工具的影响，设计一款面向工程的支撑直升机概念设计阶段的多学科优化设计系统，同时对该系统的应用场景进行设计，对其中的关键技术提出初步的解决途径。1直升机概念设计模式的转变对设计工具的影响分析1．1直升机概念设计模式的转变伴随着直升机技术的发展和计算机技术的进步，直升机概念设计的模式也在逐渐转变，主要体现在以下2个方面‘”。1．1．1综合评价体系的使用综合评价体系实际上是通过各种定量／定性的指标全面描述直升机方案的特性。传统直升机概念设计往往只追求单一的飞行性能、

7、飞行品质等指标，而忽略其他因素，这通常会带来后期的方案修改和研发超支。同时在直升机的实际使用中也发现，飞行性能和操纵品质并不是衡量直升机优劣的唯一标准。美国在RAH一66的研制中首次提出了作战效能综合评价体系，其大致包括“可用性”、“作战能力”和“风险”3部分，而作为常规评判重点的飞行性能却只占整体评估权重的ll％【5】。国内在开展新机研制时也逐步尝试建立全面的综合评价体系同，在概念阶段考虑直升机的经济性、作战效能以及研制风险。总之，概念阶段使用综合评价体