《運(yùn)載火箭數(shù)字化工程》是在學(xué)習(xí)研究國(guó)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(yùn)載火箭的數(shù)字化研制為主要工作實(shí)踐,分別從數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真分析、工藝制造、試驗(yàn)管理,以及數(shù)字化支撐平臺(tái)技術(shù)這幾方面進(jìn)行了總結(jié)論述,同時(shí)對(duì)知識(shí)工程的應(yīng)用也進(jìn)行了概述。
《運(yùn)載火箭數(shù)字化工程》可供從事運(yùn)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(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭一箭二十星的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國(guó)新一代運(yùn)載火箭開(kāi)始投入應(yīng)用,同時(shí)原有成熟的火箭型號(hào)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(duì)運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)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(guò)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(jì)算機(jī)、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、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(yùn)載火箭的研制中嘗試開(kāi)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(hào)的研制效率,控制了研制質(zhì)量。
對(duì)于運(yùn)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(guó)波音公司從20世紀(jì)90年代開(kāi)始,為了研制波音777等新型飛機(jī),應(yīng)用PDM實(shí)現(xiàn)三維CAD設(shè)計(jì)和受控,組建了IPT設(shè)計(jì)制造協(xié)同工作組,牽頭研究推動(dòng)了MBD技術(shù)發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)基于三維模型的設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(kāi)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(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)共享等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了航天任務(wù)的評(píng)估與方案優(yōu)化論證的“快、好、省”。眾多裝備制造業(yè)通過(guò)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(shí)、拓展了應(yīng)用領(lǐng)域、促進(jìn)了型號(hào)產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展。
隨著新一代運(yùn)載火箭的研制及發(fā)射成功,有必要對(duì)研制過(guò)程中基于數(shù)字化技術(shù)的工作模式,積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)甚至教訓(xùn)等進(jìn)行分析總結(jié),以期在未來(lái)新的航天型號(hào)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(shū)是在學(xué)習(xí)研究國(guó)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(yùn)載火箭的數(shù)字化研制為主要工作實(shí)踐,分別從數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真分析、工藝制造、試驗(yàn)管理,以及數(shù)字化支撐平臺(tái)技術(shù)這幾方面進(jìn)行了總結(jié)論述,同時(shí)對(duì)知識(shí)工程的應(yīng)用也進(jìn)行了概述。本書(shū)可供從事運(yùn)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(shū)共10章,第1章概論,對(duì)航天型號(hào)數(shù)字化技術(shù)的研制歷程進(jìn)行了概述,介紹了國(guó)內(nèi)外航天型號(hào)數(shù)字化技術(shù)的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀,由李少陽(yáng)編寫(xiě);第2章運(yùn)載火箭的系統(tǒng)組成與研制流程,介紹了運(yùn)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(xiě);第3章數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù),介紹了自頂向下設(shè)計(jì)方法,以及結(jié)構(gòu)件、管路、電纜的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法,由吳輝、鄭宇、秦英明、陳鳴亮、王金童編寫(xiě);第4章基于模型的運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)MBD技術(shù)方法在火箭結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)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(xiě);第5章數(shù)字化仿真技術(shù),對(duì)仿真體系建設(shè)、力學(xué)仿真、人機(jī)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(xiě);第6章數(shù)字化工藝與制造技術(shù),對(duì)三維數(shù)字化工藝、數(shù)字化加工制造、制造資源計(jì)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(xiě);第7章數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)技術(shù),對(duì)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)技術(shù)、基于CMII的型號(hào)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(huì)簽發(fā)放技術(shù)、協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由鄭宇、陳若飛編寫(xiě);第8章多學(xué)科協(xié)同仿真平臺(tái)技術(shù),從仿真平臺(tái)的概念及主要內(nèi)容、仿真平臺(tái)應(yīng)用案例、運(yùn)載火箭總體多學(xué)科協(xié)同仿真分析平臺(tái)應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由張衛(wèi)東、李少陽(yáng)、劉靖華、楊浩強(qiáng)編寫(xiě);第9章試驗(yàn)數(shù)字化管理技術(shù),從數(shù)字化試驗(yàn)的概念及主要內(nèi)容、國(guó)內(nèi)外航空航天的試驗(yàn)數(shù)字化案例、運(yùn)載火箭試驗(yàn)數(shù)字化平臺(tái)應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹,由李少陽(yáng)、李峰編寫(xiě);第10章知識(shí)工程系統(tǒng)的應(yīng)用探索,從知識(shí)工程基礎(chǔ)理論、主流知識(shí)管理軟件系統(tǒng)、運(yùn)載火箭知識(shí)工程體系應(yīng)用探索等方面進(jìn)行介紹,由鄭宇、李少陽(yáng)編寫(xiě)。
由于編者水平、經(jīng)驗(yàn)有限,書(shū)中疏漏和不妥之處在所難免,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)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(hào)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(hào)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(guó)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(jì)仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
1.4.2 虛擬設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證技術(shù)發(fā)展應(yīng)用
1.4.3 基于知識(shí)工程的設(shè)計(jì)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(yàn)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況
1.5 國(guó)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(shì)和特點(diǎn)
第2章 運(yùn)載火箭的系統(tǒng)組成與研制流程
2.1 運(yùn)載火箭發(fā)展歷程及系統(tǒng)組成
2.1.1 運(yùn)載火箭發(fā)展歷程
2.1.2 運(yùn)載火箭系統(tǒng)組成
2.2 運(yùn)載火箭數(shù)字化研制流程
2.2.1 運(yùn)載火箭全數(shù)字化產(chǎn)品型號(hào)研制階段
2.2.2 全數(shù)字化產(chǎn)品型號(hào)研制的特點(diǎn)
2.2.3 運(yùn)載火箭數(shù)字化研制流程
2.3 運(yùn)載火箭研制特點(diǎn)分析
2.3.1 運(yùn)載火箭產(chǎn)品數(shù)據(jù)對(duì)象的復(fù)雜性特點(diǎn)
2.3.2 運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)過(guò)程特點(diǎn)
第3章 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)
3.1 概述
3.2 自頂向下設(shè)計(jì)方法
3.2.1 自頂向下設(shè)計(jì)方法原理
3.2.2 運(yùn)載火箭總體三維數(shù)字樣機(jī)Top-Down設(shè)計(jì)應(yīng)用
3.3 運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)
3.3.1 結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)流程
3.3.2 結(jié)構(gòu)總體快速布局和設(shè)計(jì)
3.3.3 結(jié)構(gòu)初步參數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)
3.4 運(yùn)載火箭管路數(shù)字化設(shè)計(jì)
3.4.1 管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
3.4.2 結(jié)構(gòu)布局
3.4.3 管路設(shè)計(jì)
3.5 電纜數(shù)字化設(shè)計(jì)
3.5.1 原理圖設(shè)計(jì)
3.5.2 框圖設(shè)計(jì)
3.5.3 線束圖設(shè)計(jì)
3.5.4 三維交互
3.5.5 仿真分析
……
第4章 基于模型的運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)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(jì)平臺(tái)技術(shù)
第8章 多學(xué)科協(xié)同仿真平臺(tái)技術(shù)
第9章 試驗(yàn)數(shù)字化管理技術(shù)
第10章 知識(shí)工程系統(tǒng)的應(yīng)用探索
參考文獻(xiàn)