【网络优先出版】副主编王海峰院士团队：军用飞机敏捷研发数字化技术展望

文摘科技 2024-10-12 10:44 陕西

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军用飞机敏捷研发数字化技术展望

文章亮点：军用飞机具有综合性能强、技术难度大、精度要求细、质量要求高的特点。随着军用飞机研制要求的不断提高，数字化研发技术因具有开放、敏捷、协同等优势，已经成为军用飞机提升综合性能、提高制造质量、压缩试验周期、压减研发成本的重要手段。本文回顾了国内外军用飞机数字化研发历程，对以歼-20飞机为代表的我国军用飞机研制过程中的数字化协同研制体系的特征进行总结，结合军用飞机发展趋势对现有数字化研发技术体系的挑战和创新发展需求，提出从“数字化”到“敏捷化”的发展转型，并进一步从面向性能、面向制造、面向试验三方面针对性地给出未来军用飞机数字化敏捷研发的技术建议与展望。

研究背景：军用飞机需要具备高度适应性和灵活性以满足各种作战需求，并能在各种复杂环境条件下执行作战任务，具有综合性能强、技术难度大、精度要求细、质量要求高的特点，是典型的技术密集型高科技产品、多学科综合集成优化产物。因此，军用飞机研制是航空工程项目中的大型、复杂系统工程，在我国航空事业发展中占有重要地位，其研制高度依赖国家的工业能力和技术水平。随着国际环境和地缘局势的变化，军用飞机的高质量高品质要求与极短研制周期同时并举，对于高效研发手段的需求更为迫切。为了实现军用飞机快速、卓越研发并在未来战争中取得一席之地，必须主动应对、积极作为，实施全产业链数字化建设是提高军用飞机研制质量和效率的一种主要方法。

数字化研发是一种基于数字化技术的产品研发方法，通过数字化技术和工具，将产品的设计、分析、仿真、制造等过程数字化，以提高研发效率、提升产品质量、降低研发成本。通过利用数字化研发手段，实施数字化建设，可有效满足军用飞机快速生成迭代、研制成本精准控制、作战效能高效聚合等迫切发展需求，从而推动军用航空装备体系化、高质量、低成本发展。

本文观点：纵观国内外军用飞机数字化研制历程，特别是从歼-10、枭龙、歼-20的研制实践来看，数字化技术推动军用飞机研发已取得丰硕成果。面向未来军用飞机“极限性能、极短周期、极优成本”的研发需求，军用飞机研发必须从“数字化”向“敏捷化”发展转型。

在性能综合优化方面，针对作战场景准确捕获平台性能指标，基于多学科联合设计手段对多方案进行快速评估和迭代优化，加速飞机平台方案收敛。

在精准设计制造方面，开展基于军用飞机复杂结构设计变量与制造变量数字耦合方法研究，拓展军用飞机结构设计空间，促进复杂结构短周期、低成本制造。

在虚实结合试验方面，构建高置信度数字仿真模型和不确定性评价模型，在设计端形成仿真/试验/试飞等多阶段系统功能验证闭环的合理分配，确定适当的实物试验验证方式。

基于快速发展的新一代信息技术与智能技术，对新一代军用飞机研发数字技术开展机理研究，快速形成数字化敏捷研发核心能力，是推进模型驱动、数据驱动、快速迭代研发模式转型的根本途径，将为未来军用飞机敏捷研发创新提供强劲助力。

作者：王海峰，李嘉骏，于凯，程曦

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