飛機液壓能源系統裝配件質量特性數據提取的解決方案MASSPROPERTYDATAEXTRACTIONSOLUTIONOFAIRCRAFTHYDRAULICSUPPLYSYSTEMASSEMBLIES姜波/中國商飛上海飛機設計研究院摘要飛機液壓能源系統裝配件質量特性是飛機設計的重要輸入參數，是計算整機質量特性不可或缺的參數，其準確性直接影響飛機的設計質量。本文介紹一種新的飛機液壓能源系統裝配件質量特性數據提取方案及其在飛機設計工作中的應用。關鍵詞液壓能源系統；質量特性；裝配件；數據提取KEYWORDSHYDRAULICSUPPLYSYSTEM；MASSPROPERTY；ASSEMBLIES；DATAEXTRACTION理工作量大、效率低的主要原因是工作介質三維數模沒有包含在裝配件內；不能直接提取裝配件質量特性。0引言飛機液壓能源系統裝配件質量特性主要包括質量、重心、轉動慣量等參數，如何準確、高效地提取這些質量特性數據是飛機液壓能源系統設計中一項重要的工作。以往只對不含工作介質的單根液壓導管進行質量特性數據匯總，然后再通過手工計算獲得飛機液壓能源系統裝配件的質量特性數據。這種方法得到的數據誤差大、工作量大、效率低下。本文提出了一種新的飛機液壓能源系統裝配件質量特性數據提取解決方案，僅需簡單操作就能完成液壓能源系統裝配件質量特性數據提取工作，且數據準確，工作量小、效率高。和管線（文件類型為RUN），但不包含工作介質。由于工作介質是液壓能源系統的組成部分，具有固有的質量特性，這樣即使三維數模中所有零件均被添加了正確的材質，提取出來的裝配件質量特性數據依然是不準確的。圖1是一個含有6根液壓導管的裝配件在包含和不包含工作介質條件下的質量特性數據對照表截圖，從表中可以發現一些數據的差異比較大。飛機的液壓能源系統是一個包含幾百根液壓導管的大型裝配件，如果不把工作介質包含進去,得到的質量特性數據的誤差會更大。如果對每根液壓導管單獨進行質量特性數據提取，然后再進行數據匯總、處理，通過人工計算得出裝配件的質量特性數據，工作量非常大。概括起來，飛機液壓能源系統裝配件質量特性數據誤差大、數據提取及處2解決方案的制定21解決裝配件內無法包含工作介質三維數模的問題在CATIA軟件中打開一個液壓能源系統裝配件，不考慮液壓元件內部的工作介質（這部分工作介質的處理會在后面詳細說明），發現如果能夠給一條管線（RUN）添加兩次管皮（TUBEWITHBENDS），第一次添加的管皮生成的是液壓導管的三維數模，第二次添加的管皮生成的是工作介質的三維數模，并且工作介質三維數模所對應的管路庫內的管皮零件是預先被附加了正確的材質，液壓能源系統裝配件中便包含了工作介質的三維數模，再提取其質量特性1質量特性數據誤差大、數據處理工作量大、效率低的原因采用法國達索公司的三維設計軟件CATIA進行飛機液壓能源系統的設計，其裝配件三維數模（文件類型為PRODUCT）通常包含液壓元件（文件類型為PART）、液壓導管（PART）、管路連接件（PART）、自制零件（PART）、緊固件（PART）圖1某裝配件質量特性數據對照表截圖航空科學技術66AERONAUTICALSCIENCETECHNOLOGY2012/5研究RESEARCH數據，數據將是準確的。只要能夠保證在設計過程中裝配件下可以生成工作介質三維數模并且該數模的外徑始終等于對應的液壓導管內徑即可解決問題。如圖2所示，左側是使用現有的管路庫生成的管路裝配件，導管內部是空的，右側是使用重新定制的管路庫生成的管路裝配件，工作介質（黑色部分）已經添加到裝配件內。22解決不能直接提取裝配件質量特性的問題利用CATIA軟件自帶功能，可以提取裝配件質量特性數據，前提是裝配件內除液壓元件外的所有零件（PART）均被附上了正確的材質。由于液壓元件需要手工添加材質，自制件在設計時就已經添加了材質，緊固件在建庫時就添加好了材質，因此只要保證從管路庫調取的零件是添加了正確材質的零件，不再需要手工添加材質，那么該項問題便得到了徹底解決。擊STARTINFRASTRUCTUREMATERIALLIBRARY選項，進入材質庫工作臺，按材質匯總表內容創建不同材質族，在每個材質族下創建材質，編輯材質屬性，給每個材質輸入密度。某些外購件，如卡箍、塊卡等，是由兩種及以上材料組成的，輸入平均密度。外購元件材質族下的材質可以不做處理，默認密度為0，當收到供應商的三維數模（PART，如不是必須轉換成PART）后，用CATIA打開數模，將外購元件族下對應的材質添加到零件，編輯材質，將外購液壓元件的平均密度填入后保存零件備用，對于像液壓油箱、冷卻器、蓄能器等內部含有較多工作介質的零件，需要將工作介質納入后再計算出平均密度。圖3顯示的是一個創建好的專用材質庫。32定制專用管路庫重新定制管路庫內的管線庫，使管線（RUN）的外徑尺寸始終與液壓導管內徑尺寸相等。定制前需要詳盡了解液壓能源系統所用液壓導管的參數，包括外徑、壁厚、內徑、內徑代號、材質、彎管半徑等內容，制成一個液壓導管信息表備用。TUBING表示原始管路庫路徑，下同。用EXCEL打開TUBINGSTANDARDSXXXXXXNOMINALSIZETXT文件，這個文件控制管線的外徑尺寸，共兩列，第一列用液壓導管信息表中內徑列替換，第二列用內徑代號列替換，完成后保存。打開CATIA，切換到管路設計模塊，點擊創建管線（CREATELINEID），LINEID按液壓導管信息表中管線代號列內容填寫，點擊屬性，彈出的屬性窗口，從NOMINALSIZE、STANDARDS、TUBINGSPECIFICATION下拉菜單中選則相關選項，點擊確定，依次將所有管線創建好，也可使用輸入管線（IMPORTLINEID）功能批量創建管線。創建好的管線位于TUBINGSAMPLEDATATUBINGLINES管線庫內。重新定制管路庫內管路零件庫內零件,使之與管線相匹配。在TUBINGTUBINGDESIGNCOMPONENTCATALOGSPARAMETRIC管路零件庫內新增工作介質零件（一種管皮零件），新增零件是表驅動零件，可以在現有的管皮零件基礎上更改后生成，零件的截面是一個圓，圓的直徑與對應的管線的外徑相等；從專用材質庫中選擇相應的材質添加到零件上，包括新建的工作介質零件及原有的未添加材質的其他零件，保證零件被調用前已經是附好材質，不需再次手工添加或編輯材質；更新庫里面的管路連接件的設計表，使表內的NOMINALSIZE一列內容與管線的NOMINALSIZE相匹配，最后將零件庫內TUBINGTUBINGDESIGNCOMPONENTCATALOGSPARAMETRICXXXTUBINGPARTSCATALOG零件目錄更新。重新定義標準庫和規范庫等，限于篇幅在此不作詳細描述。33在裝配件內增加工作介質三維數模由于在一個裝配件下不能一次對同一個管線加兩次管皮，用CATIA打開一個裝配件，這個裝配件稱作原始裝配件，將其下所有管線選中后復制，新建一個裝配件（PRODUCT），將所有管線粘貼到新建裝配件下，切換到管路設計模塊，點擊TRANSFERLINEID給管線添加管線代號（LINEID），然后依次給各管線添加管皮，彈出的對話框3解決方案的具體實施過程簡述31保證添加材質正確CATIA系統自帶的材質庫無法滿足設計要求，為保證添加材質正確無誤，需要定制專用材質庫。定制材質庫前，需要詳盡地了解液壓能源系統中零件、工作介質都是什么材質的，對這些材質進行匯總制成一個包含材質分類、材質名稱、材質規范、材質密度等內容的材質匯總表備用。打開CATIA軟件，單圖2管路裝配件對比圖圖3專用材質庫截圖航空科學技術67AERONAUTICALSCIENCETECHNOLOGY2012/5適航與管理AIRWORTHINESSMANAGEMENT使用先前開發機載軟件的適航要求研究PREVIOUSLYDEVELOPEDAIRBORNESOFTWAREAIRWORTHINESSREQUIREMENTSRESEARCH陳雙/中國商飛上海飛機設計研究院摘要先前開發的機載軟件在民用航空領域獲得了越來越廣泛的使用，隨之而來的適航問題也越發突出。本文結合國際相關指導性文件以及型號工作經驗，對使用先前開發機載軟件的適航要求進行研究和闡述。關鍵詞先前開發機載軟件；適航；DO178BKEYWORDSPREVIOUSLYDEVELOPEDAIRBORNESOFTWARE；AIRWORTHINESS；DO178B1先前開發機載軟件的定義目前，使用先前開發的軟件是多數經驗豐富的機載軟件供應商的常規做法，特別是在對成熟產品進行改型時。先前開發機載軟件是指在先前已經開發完成且隨其他型號飛機取得過適航批準的機載軟件項目，簡稱PDS。只要重新使用的軟件在此之前是經過某型號審定的，則可將其定義為PDS。PDS的使用可以在一定程度上減少成本、縮短周期并降低風險，但從型號合格證審查的角度來說，所有的機載軟件都必須符合DO178B的要求。已更改的PDS、PDS安裝在新的航空器環境上、PDS應用和開發環境變更、提高PDS的開發基線、軟件構型管理和質量保證的考慮等。軟件供應商如果希望使用PDS，則應在軟件合格審定計劃中明確說明。21使用已更改的PDSPDS的更改原因大致可歸納為需2使用先前開發軟件的適航要求使用PDS需考慮的問題包括使用計，設計完成后，單擊測量工具條（MEASURE）測量慣量圖標，光標變為一個卡尺狀，左鍵單擊設計樹最上方零部件名稱，彈出窗口，單擊窗口下方三個按鈕中間輸出（EXPORT）按鈕，彈出對話框填寫輸出文件（TXT文件）的名稱及存儲路徑后點擊保存。用EXCEL打開文檔，可以看到所有零件、裝配件質量特性數據均已詳實、準確列出。決液壓能源系統質量特性數據準確性差、質量屬性數據提取工作效率低的問題，對從事飛機液壓能源系統設計的人員可以提供一定的借鑒和幫助。參考文獻1魯君尚，等無師自通CATIAV5之裝配設計與實時渲染M北京北京航空航天大學出版社,20072宋靜波飛機構造基礎M北京航空工業出版社,20043飛機設計手冊總編委飛機設計手冊M北京航空工業出版社,1999圖4添加了工作介質的管路裝配件中選擇工作介質，完成后在設計樹上選擇所有管皮（管線不選），復制后粘貼到原始裝配件中，刪除原始裝