航空航天技术

2024-07-10

航空航天技术(精选12篇)

航空航天技术 篇1

航空技术是上世纪才出现的一门科学, 由于其高科技性和重要性, 各个国家对航天技术都非常的重视, 尤其是前苏联第一次把人送上了太空, 人们从古到今对宇宙的幻想成为了现实, 航空技术成为了20世纪最重要的一门技术, 也是衡量一个国家技术水平的重要的标志, 航天技术是一个综合性的技术, 而测控技术是航空技术的重要环节, 一般情况下来说, 航空是指地球大气层内的一些活动, 主要有火箭、卫星等方式, 测控技术在航空中的应用主要体现在对于这些飞行器的跟踪上, 随着我国的航空技术达到世界水平, 测控技术也得到了很好的发展。

1 航空测控技术简述

1.1 航空测控技术的概念

航空测控技术是随着航空技术而发展起来的一门学科, 国外的测控技术研究从上个世纪初就开始了, 受到我国经济水平和科技水平的限制, 虽然我国的航空技术在建国后不久就开始了, 但是对于航空测控技术的研究, 却是从上世纪80年代才开始的, 由于测控技术中需要进行大量的计算工作, 如果采用传统的人力计算方式, 很难完成越来越复杂的测控计算, 所以航空测控技术的发展, 无法离开计算机等高科技设备, 在我国航空技术发展的初期, 由于西方发达国家的经济和科技封锁, 我国的科学技术发展速度非常缓慢, 计算机的水平要落后世界很多, 当时甚至还没有超级计算机的概念从上面的分析可以看出, 航空测控技术的概念就是对数据的获取和处理, 而数据处理的过程主要就是通过计算机进行计算, 随着集成电路和超集成电路的发展, 电子行业为科技带来了新的动力, 这在很大程度上推动了航空测控技术的发展。

1.2 航空测控技术的特点

通常情况下, 航空测控技术主要可以分为两类, 一种就是对飞行仪器的轨道数据等进行测量, 另一种就是对飞行器的工作状态等参数进行测量, 随着我国航空技术的发展, 目前我国的航空测控技术也达到了世界先进水平, 在以往的航空测控系统中, 使用的很多设备和技术都需要从国外引进, 而西方国家对我国一直都存在技术封锁, 因此我国的航空测控技术发展, 很大程度上依赖前苏联和俄罗斯, 总所周知在航空领域中, 现在的俄罗斯和美国是当之无愧的老大, 而美国依靠的是先进的航空材料学, 俄罗斯依靠的是先进的空气动力学, 我国的航空技术中, 目前依然是技术优于材料的局面, 由此也可以看出我国航空测控技术的特点, 在航空测控设备上, 与发达国家还有一定的差距, 但是在相关技术的理论研究上, 已经处于了世界领先水平。

2 航空技术中航空测控技术的发展前景

2.1 大力发展基础技术

航空测控技术属于精密电子技术, 而精密电子技术离不开集成电路、数控技术、数字信号处理等, 因此要想发展我国自己的航空测控技术, 首先应该发展这些基础技术, 例如集成电路的发展, 目前我国的集成电路开发工作相对落后, 尤其是CPU领域的研发, 目前的计算能力和生产能力相对较差, 与国际先进水平有一定的差距, 在精密电子设备的使用中, 很多集成电路都需要从国外引进, 而数控技术作为一种自动化的控制技术, 在现如今的电子时代, 更是应该受到足够的重视, 在很多电子设备应用的领域, 都离不开对设备的位置、速度等进行精密的控制, 这种控制依靠人员操作显然无法保证精度, 尤其是一些精度达到了微米、甚至是纳米级别的控制, 只能依靠自动控制技术来实现, 在航空测控技术的应用中, 数控技术就是一个基本的技术, 由于在测控的过程中, 需要对飞行设备进行实时的调整, 而无论是外部飞行轨迹、还是内部温度等的调整, 都需要依靠数控技术来实现, 由此可以看出数控技术对于航空测控技术的重要性。

2.2 发展通用的航空测控设备

在实际的航空测控过程中, 根据测控的目标不同, 通常会建立一个针对性的测控系统, 目前市面上已经有一些公司开发的测控系统, 但是这些系统在使用时存在很大的局限性, 如果为了一次航空测控任务, 而设计一个系统或者采购一个系统, 那么在测控任务完成以后, 这套系统就只能进行闲置, 除非再有相类似的任务, 但是短时间内很难会有相类似的航空测控任务, 这就使得这种针对性的测控系统使用非常不方便, 在测控系统的设计和采购上, 经常会浪费大量的人力和财力, 严重的影响了我国航空测控技术和设备的发展, 要想从本质上改变这种现象, 就应该加强测控技术和相关设备的通用性, 根据航空测控的实际需要, 结合以往的航空测控经验, 制定一个测控标准化通用系统, 这个通用系统应该根据一定的标准进行, 例如可以按照速度分为高速、中速和低速三种测控标准, 然后测控系统设置大量的可调参数, 这样系统在实际的使用过程中, 就会有很大的适应性, 只需要进行一些参数设置后, 就可以进行相应的测控工作。

3 结语

通过全文的分析可以知道, 航空技术作为一门尖端的技术, 是目前各个国家研究的重点内容, 而航空测控技术作为一个基础性的技术, 其精密性和尖端性都较差, 但是其具有非常重要的作用, 因此要想发展好我国的航空技术, 必须深入的研究航空测控技术, 而在航空测控技术中, 集成电路和数控技术等都非常重要, 尤其是数控技术, 在整个电子领域中, 都能够得到很好的应用。

摘要:航空技术虽然经过了短短几十年的发展, 却已经成为了目前每个国家最重视的一门技术, 甚至是衡量一个国家技术水平的标志, 而作为航空技术中最基本的测控技术, 有关设备和理论的研究, 一直都是国家重视的内容, 本文根据航空测控技术的概念和特点, 对航空测控技术中的数控技术和标准化通用系统进行一定的研究。

关键词:航空技术,航空测控技术,浅析

参考文献

[1]微凉, 七丁.航空测控技术与设备应用调查报告[J].航空制造技术, 2008 (02) :62-63.

[2]孙先逵, 秦岚.远程测控技术的发展现状和趋势[J].仪器仪表学报, 2004 (S2) :562-564.

[3]曲卫, 贾鑫.我国航天测控系统体制与技术现状以及发展[J].科技信息, 2010 (14) :481-482.

航空航天技术 篇2

——激光切割加工工艺在航空航天领域的应用

激光制造技术在国防和航空航天领域的产业化应用前景远大,具有效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化的特点,本文主要介绍了激光切割加工的组成、工作原理及各激光切割加工工艺技术在航空领域中的应用。针对现状,我国将继续发挥激光制造技术的优势,改变我国航空航天领域的关键器件和技术主要依赖进口的现状,最终形成我国新一代激光制造产业链。

激光切割加工的组成及工作原理

激光加工有四部分组成,分别是激光器、电源、光学系统、机械系统。工作原理 :

激光加工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。早期的激光加工由于功率较小,大多用于打小孔和微型焊接。到20世纪70年代,随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现,以及对激光切割加工机理和工艺的深入研究,激光加工技术有了很大进展,使用范围随之扩大。数千瓦的激光切割加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。各种专用的激光切割加工设备竞相出现,并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合,大大提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。

随着激光制造技术的发展,桥梁、船舶等结构都由传统的铆接工艺发展到采用激光焊接技术,但先进的激光焊接技术难以在飞机制造中开展广泛的应用。长久以来,飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺,主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理强化铝合金(即高强铝合金),一经熔焊后,热处理强化效果就会丧失,而且晶间裂纹难以避免。因此,普通氩弧焊等熔焊方法在飞机制造中的应用成为禁区。另一方面,在80年代初,铝及其合金的激光加工十分困难,被认为是不可能的。主要是由于铝合金存在对10.6mm波长激光的高反射和自身的高导热性。在当时,激光加工主要使用波长为10.6mm的CO2激光器,而铝对CO2激光的反射率高达97%,通常作为反射镜使用。但是,激光加工的优越性又极大地吸引着从事激光材料加工的科研工作者。他们为此付出了大量的时间和精力来研究铝合金激光加工的可能性。

目前,高强铝合金激光焊接成果已经成功应用于欧洲空中客车公司飞机制造中,其铝合金内隔板均采用激光加工,实现了激光焊接取代传统铆接工艺。激光焊接技术的采用,大大地简化了飞机机身的制造工艺,使机身重量减轻18%,成本下降21.4%~24.3%,被认为是飞机制造业的一次技术大革命。空客A380的制造就采用了激光焊接技术,极大地减轻了飞机自重,增加了载客量。德国政府2006年公布的科技发展计划中将激光焊接技术列为航空工业两大尖端发展技术之一。

航空航天技术 篇3

前言

激光技术作为科学技术发展的重要产物,对带动相关行业领域的发展具有不可替代的作用。但较多领域如航空航天、机械加工在应用激光技术中,并未取得良好的效果,究其原因在于未使激光技术中较多技术手段的优势发挥出来,这就要求实际运用正确认识激光技术的本质并结合具体行业要求进行技术手段选择。因此,本文对航空航天领域、机械加工行业中现代激光技术的运用研究,具有十分重要的意义。

机械加工行业中激光技术的运用分析

a打标与切割技术的运用

机械加工行业中,一般对设备产品进行特殊符号、标记的设计都要求利用到激光打标技术。该技术应用极为广泛,如机械加工行业中的仪表、仪器、量具、汽车工业以及电子工业等,都涉及到打标工作。一般打标技术涉及到的对象多集中在印刷电路板、合成材料、橡胶、陶瓷、塑料、铝合金以及不锈钢等方面。另外,机械加工过程中往往也涉及较多材料处理工作,此时便要求引入切割技术,其主要通过聚焦镜的应用融化材料,并在激光束作用下将熔化材料吹走,这样便有相应的切缝形成。现代机械加工领域中,都将激光切割技术作为高新加工方式,能够使传统切割过程中变形过大、缝隙过大以及操作时间较长等问题得到解决。

b焊接与淬火技术的运用

关于激光焊接技术,其实质为将设备构件至于激光下,使构件能够连接为一体。将该技术引入机械加工领域中,其优势主要表现在对多种类型金属都可进行焊接,的 且焊接后不会出现凹陷或其他变形现象,整个焊缝在外表上极为美观。目前机械加工领域中焊接技术的运用主要表现在两方面,即:①焊接金刚石锯片,可直接利用该技术实现;②对壳体类零件、汽车板以及钢板等,可利用激光焊接技术。该技术的运用对于解决传统机械加工中焊接质量不高、焊接表面美观性差等问题可起到明显的作用。另外,在淬火技术运用方面,其主要对工件表面利用高能激光进行扫描,这样整个工件面温度上升极快,且可瞬间自冷。所以其优势集中表现为:①相比一般淬火硬度,激光淬火方式下的制品将超出其15%左右;②加工时间较短,且可直接利用计算机对整个操作进行控制,具有一定的自动化加工特点,生产效率极高;③技术应用下不会产生较多的污染,且不必引入冷却介质便可快速完成低温淬火。

c熔覆技术与打孔技术的运用

对于机械加工领域中的再制造工程,常涉及到旧设备修复工作,而设备修复的主要技术便以激光熔覆为主。实际应用过程中,可直接对旧设备二次加工,提升设备的使用性能,能够满足现代企业发展中资源节约的要求。另外,机械加工领域中的激光技术,也表现在打孔技术方面。一般对于较软材料、金属材料或非金属材料等,往往需进行不同类型孔的加工,该过程中便可引入打孔技术。从打孔技术应用的优势看,主要表现在打孔精密度较高,能够准确定位中心孔,且能够自由控制打孔深度,不会产生较大的变形问题。

航空航天领域中激光技术的运用分析

a航空航天工业中激光焊接的应用

一般该工业较多零部件的焊接多引入铆接方式,其应用下尽管能够熔铝合金材料,但由于热处理效果较差,极易导致晶间裂纹的产生。而将激光焊接方式引入,这些问题可直接得到解决,且整个机身制造过程都得以简化。相关实践研究发现,利用激光焊接取代铆接工艺,其可使机身自重降低许多,这样相应的制造成本也会节约,可见激光焊接的作用极为明显。此外,该工业领域中,对于零件冷却孔打孔工作,要求引入激光打孔方式,其成本較低且打孔效果较高。

b航空航天工业中激光切割的应用

传统用于该工业中的切割手段很难保证外壳材料得到有效处理,原因在于外壳材料多具有硬度高、强度高等特点。而在激光切割技术运用下,许多如发动机机匣、主旋翼、尾翼壁板以及蒙皮等自带处理中都可起到良好的效果。

c航空航天工业中表面与成形技术的应用

由于航空发动机较多构件在价格上较为昂亏,若不断更换将会耗费极多的成本,因此可引入激光表面技术,对受损的构件进行修复,如发动机叶片受损后,便可采取表面技术中的三维修复措施,可保证修复后的构件整体性能不受到影响。由此可见,航空工业中的构件制造与修复很大程度需依托表面技术、成形技术来实现。

结论

现代激光技术的运用为航空工业以及机械加工工业提供坚实的技术保障。实际应用中,应结合具体的行业领域要求,合理选择相应的技术手段,如机械加工领域中的焊接、打标打孔以及切割等,以及航空工业中焊接、切割、成形与表面技术等,确保激光技术作用得到充分发挥,才能推动相关行业领域的快速发展。

参考:

[1]马付建.超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D].大连理工大学,2013.

[2]李伟.钛合金表面B_4C/G激光合金化层的组织与耐磨性研究[D].山东大学,2014.

论航空技术中的航空数字测控技术 篇4

我们把地球大气层内的一些活动统称为航空活动, 测控技术就是测量和控制, 航空中的测控技术主要是只对火箭、卫星等飞行器的跟踪和探测, 如果能够实现精确的测量, 再采取一定的控制手段, 就能够极大地提高工作效率。

2 航空数字测控技术概述

在航空技术发展的带动下, 航空测控技术随之发展起来。二十世纪初期国外航空技术研究者已经开始了对测控技术的研究, 而我国受经济和科技水平的限制, 在上世纪八十年代才开始对航空测控技术进行研究。航空测控技术是一项复杂的航空科学技术, 其研究过程涉及大量的数据计算, 因此航空技术的发展需要高科技设备的支撑, 传统的人力计算是无法满足研究需求的。我国在航空技术的发展初期, 缺乏与国外先进国家的技术交流, 发展速度十分缓慢, 计算机水平与发达国家存在较大差距, 当时还没有形成超级计算机的概念, 所以数据的获取和处理还是通过计算机计算完成的。近年来, 随着集成电路和超集成电路的发展, 电子行业的发展实现了极大的技术突破, 在电子行业的推动下, 航空测控技术也实现较大的飞跃。

通常我们将航空测控技术分为两类, 即飞行器轨道数据的测量以及工作状态等参数的测量。我国的航空技术在经过长期的技术和实践研究后, 取得了较快发展, 航空测控技术达到了世界先进水平。多年前, 我国采用的测控设备和技术大部分都是引进西方发达国家, 而西方国家实行技术封锁, 难以与其进行技术交流。前苏联和俄罗斯对我国航空技术的发展起到了极大的促进作用, 俄罗斯先进的空气动力学使其成为航空领域当之无愧的老大。目前我国的航空技术仍然存在技术优于材料的现象, 在航空测控设备水平上, 还与发达国之间存在一定的差距。

3 航空数字测控技术现状及发展趋势

3.1 航空数字技术现状

我国的工业和科学技术水平已经达到世界先进水平, 作为世界第二大经济体, 我国在航空领域取得了极大的技术突破。数字测控技术在科学发展的多个领域取得了广泛的应用, 在此形势下, 数字测控技术自身取得了较快发展。美国以先进的数字测控技术为支撑, 具备很高的航空水平, 如今的飞行器能够到达火星来实现科学技术的研究, 例如GPS导航系统具有极高的精确性, 是航空领域的一个重大技术发明。因此我们可以得出, 数字测控技术是航空技术中的重中之重, 我国充分认识到了数字航空测控技术的重要性, 对此投入了大量的人力物力, 从国外引进了先进的设备和技术, 经过大量的实践探索和研究, 取得了一定的成绩, 但是仍然有大量先进的数字测控技术没有应用到实际航空领域中去。目前航空中数字测控技术的应用主要有以下两方面:

3.1.1 航空控制程序

数字测控技术的应用离不开技术人员的实际操作, 人工智能和自动化技术的发展使得电子设备的自动运行成为了现实。在设定好轨道路线后, 飞行器能够沿着预定的轨道飞行, 智能控制芯片是电子设备自动运行的关键, 在智能芯片内写入控制程序后, 来执行相应的命令。随着信息技术水平的不断提高, 电子设备越来越复杂, 相应的控制程序也就越复杂, 因此对程序写入人员的要求越来越高, 不仅掌握设备操作流程, 还要熟悉程序的结构和模块设计情况。

3.1.2 数字测绘技术

数字测绘技术作为一项新的信息技术在航空领域取得了普遍的应用, 与普通的纸制地图相比, 电子地图具有方便快捷、使用效率高的特点, 对于周围地点的搜索更加精确。在飞机等航拍设备的协助下, 地图的精度得到了保障。数字测绘技术不仅能够用于绘制地图, 还可以用于地质的勘测。但是由于数字测绘技术应用成本较高, 而且技术尚不成熟, 其应用效果并不理想。我国在引入了国外先进的测绘设备和技术后, 结合我国实际情况进行一系列的实践研究, 完善了测绘方式, 一定程度上促进了我国数字测绘技术的发展。

3.2 航空数字技术发展趋势

3.2.1 大力发展基础技术

作为一项精密电子技术, 航空测控技术离不开集成电路、数控技术、数字信号处理技术等, 因此要加强对这些基础技术的研究和发展。数控技术是一项重要的自动化控制技术, 在电子时代的今天, 大部分电子设备应用领域离不开对设备位置、速度等参数的精密控制, 这种高精度的控制需要靠自动控制技术来实现。数控技术是航空测控技术的一项基础技术, 外部飞行轨迹以及内部温度调整等都离不开数控技术, 因此要提高对数控技术的重视程度。

3.2.2 发展通用的航空测控设备

在航空测控中, 会根据不同的测控目标来建立相应的测控系统, 虽然目前市场上已经出现了一些测控系统, 但是这些系统在实际应用中受限制的因素较多。针对性较强的测控系统使用起来非常不便, 我们不能因为一次航空探测任务而采购或者设计一个系统, 这样会造成人力和财力的浪费, 要想改变这种局面, 就要加强测控技术和相关设备的通用性, 设计出一个测控标准化通用系统, 来提高系统应用的适应性。

4 总结

航空技术是一项重要的尖端技术, 航空技术中的航空数字测控技术又是航空技术中的关键性技术, 因此, 我们要加强对其的研究和应用, 发展好集成电路技术、数控技术、数字信号处理技术等基础技术;加强对航空测井技术设备的研发创新, 设计出通用的航空测控设备, 促进我国航空事业的发展。

摘要:二十世纪, 航空数字测控技术的出现对航空事业的发展起到的极大促进作用, 全世界范围内也对该技术引起了高度重视。航空技术是上世纪最为重要的科学技术之一, 也成为了衡量一个国家科技水平的一个标志。本文在介绍了航空数字测控技术的基础上, 分析探讨了航空数字测控技术的现状以及未来的发展趋势。

关键词:航空技术,数字测控技术,现状,发展趋势

参考文献

[1]孙先逵.远程测控技术的发展现状和趋势[J].仪器仪表学报, 2004.

[2]曲卫.我国航天测控系统体制与技术现状以及发展[J].科技信息, 2010.

[3]微凉, 七丁.航空测控技术与设备应用调查报告[J].航空制造技术, 2008 (02) .

航空航天技术 篇5

汽车与航空航天制造技术的相互推进

一个世纪来,世界制造技术最重要的发明,如自动流水线、数控技术、多轴联动技术、高速加工、柔性制造、敏捷制造、各种高效制造技术、精益生产等,大都发源于汽车和航空制造业,并且相互推进、相辅相成.

作 者:陈长年  作者单位:中国汽车工程学会 刊 名:航空制造技术  ISTIC英文刊名:AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(13) 分类号: 关键词: 

航天技术减缓气候变化 篇6

50多年来,航天技术已经催生了许多有助于改善环境和节能减排的新产品和新服务,例如,天基卫星导航系统有助于减少海陆空运输工具,尤其是汽车的二氧化碳排放;遥感技术使风力涡轮机的发电效率更高;气象卫星的信息有助于太阳电池阵产生更多的电能。在过去几年中,欧洲航天局(ESA)的航天技术及商业转化中心又推出了一些有助于节能减排的创新产品和创新服务。

第一,航天技术为开发可再生能源服务。为了最大限度地提高新风力涡轮机的发电量,法国一家公司利用欧洲航天技术转移计划开发出一种专用激光雷达测量仪器,它能测量出距离地面高度上风力发电机所处位置的风速和风向。这种激光雷达技术就是采用了ESA即将在“风神”遥感卫星上所用遥感器的同类技术,而且这家法国公司在起步阶段曾利用ESA商业孵化中心改进激光雷达的性能。目前基于这种航天技术而研发的更多仪器已在100多个国家得到广泛应用。意大利一家公司利用气象卫星数据而开发的名叫太阳卫星的监测系统可以精确预测光伏(太阳能)发电厂的电力输出。这些来自气象卫星的信息用于改进光伏电厂各系统运行状态,并能快速检测出其故障。据估计,这些故障会导致发电量每年减少10%以上。目前这一检测系统已安装在意大利的若干光伏发电系统中。

第二,航天遥感器用于减少工业和采暖锅炉碳排放。这种原先用于航天器方面的监测技术,现在已被转用于精确控制工业和民用采暖锅炉燃烧状况的监测系统。由于这些锅炉是排放二氧化碳的主要污染源之一,因此这种监测系统能够有效减少对环境有害气体的排放量,确保锅炉燃烧系统保持最佳燃烧状态,从而达到既减少碳排放,又降低燃料消耗10%~15%的目的。这项由ESA航天技术转移计划支持而开发的技术,目前已被德国某公司应用于监测工业锅炉和其他各种民用采暖装置。

第三,卫星导航系统用于减少汽车尾气排放。卫星导航系统通常用于为海陆空交通工具和行人指引道路。而现在又有人发明利用这些卫星导航信息减少汽车燃料消耗和尾气排放。众所周知,汽车行驶中如果反复突然加速和突然刹车减速,会使最环保的汽车也增加汽油消耗。一种名为智能“绿色驾驶系统”的产品,能够综合利用卫星导航信息和路况信息,及时告诉司机何时该加速,何时该减速,何时该保持恒定速度,使车辆始终运行在最节油状态。采用这一系统,预计可节省油耗15%~25%。另一种名叫“伽利略经济驾驶”的节能减排装置,可充分利用卫星导航系统提供的道路地形高度剖面信息来优化车内某些辅助装置(如发电机、空调和功率操控系统)的操作,从而节省多达20%的燃料。据估算,如果全欧洲采用上述节能减排装置,每年可节省燃料20亿升,减少500万吨二氧化碳的排放量。

航空航天技术 篇7

1. 钛合金的电子束焊

电子束焊目前越来越多地应用到钛合金的焊接中。电子束焊接是利用汇聚的高速电子轰击工件接缝处所产生的热能, 使其加热、熔化、冷却结晶, 形成焊缝的一种新型焊接技术。真空电子束焊, 由于焊接过程是在真空环境中进行, 杜绝了空气对焊缝的影响, 所以焊缝的保护效果很好。可完全防止大气污染, 易获得质量高于非真空环境下的焊缝。真空电子束焊焊接钛及钛合金具有独特的优势, 表现为焊接冶金质量好, 焊缝窄, 深宽比大, 焊接角变形小, 焊缝及热影响区晶粒细小, 接头性能好、焊接快。电子束焊焊后产生的晶粒大多是较均匀的等轴晶, 焊接接头有较高的强度。

由于真空电子束焊接需要真空室, 所以一般不适合于室外焊接以及大尺寸工件焊接, 而且焊缝中易出现气孔, 但塑性相对降低, 结构尺寸易受真空室限制, 不适合于大批量生产。

2. 钛合金的激光焊

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。自“小孔效应”的激光深熔焊得以实现, 激光焊接技术迅猛发展, 钛合金激光焊应用研究也得到了广泛重视。激光焊接具有高能量密度、热变形小、可聚焦、无接触加工、深穿透、高效率、高精度、热影响区狭窄、适应性强等优点, 激光焊能焊接高熔点、难熔、难焊的金属, 自动化和柔性化程度高, 一般情况下不需要真空工作室。激光焊接具有熔池净化效应, 能纯净焊缝金属, 焊缝的机械性能相当于或优于母材。基于激光焊接具有的诸多优势, 它是二十一世纪先进的制造技术之一, 受到世界各国的重视, 广泛的应用于航空航天、汽车制造、电子轻工业等领域。中国的激光焊接处于世界先进水平, 具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力, 并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中, 具有更广泛的应用前景。

激光焊也有其不足之处, 它的穿透力不如电子束强, 因此能够焊接的板材的厚度十分有限。激光焊接系统的成本通常高于传统的焊接设备, 但由于激光焊的高生产率和高性能质量足以弥补此项缺憾, 使得激光焊接系统在技术及经济上具有很强的综合竞争力。

3. 钛合金的等离子弧焊

等离子弧焊广泛用于工业生产, 特别是航空航天等军工和尖端工业技术中, 等离子弧焊也常用于钛及钛合金的焊接。等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法, 它有两种基本方法:小孔型等离子弧焊及熔透型等离子弧焊。等离子弧焊具有能量集中、射流速度大、熔深大、电弧力强、焊缝窄、热影响区小、焊件不开坡口等特点, 等离子弧的能量密度介于电弧与电子束之间, 等离子射流可以直接穿透被焊工件, 由于钛的比重较轻, 重力作用较小, 而且液态钛的表面张力较大, 所以有利于形成“穿孔效应”进行等离子焊接, 而且用等离子弧焊接钛及钛合金, 能获得优质的焊接接头。目前, 许多高精度、高质量的军用装备都已采用了等离子弧焊接方法。等离子弧焊既不需填充材料, 又能一次性焊好, 减轻了基体金属的过热程度。有利于焊接区减少气体污染, 从而进一步提高了接头的机械性能。

4. 钛合金的钎焊

在钛合金构件的制造中, 钎焊也是一种有效的连接方法, 主要应用在钛合金复杂结构的制造中, 如蜂窝结构, 小型航空精密部件等。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料, 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点, 低于母材熔化温度, 利用液态钎料润湿母材, 填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的一种工艺方法。由于钛的高温活性强, 钎焊一般在真空或隋性气体保护下进行。

钎焊在钛合金焊接中得到了广泛的应用, 但是钎焊通常只用于焊接小型薄壁构件, 不适合大厚度钛合金的焊接, 另外, 钎焊接头的强度也比较低。

结语

由于钛合金优异的特性, 它在航空航天领域必将有着更广阔的应用前景, 也为焊接技术的发展提出了新的挑战, 开发研制先进的钛合金焊接工艺也必将大大推进钛合金在航空航天领域的应用。

摘要:钛合金具有密度小、强度高、耐热性好、导热性及抗疲劳性好、有着较宽的工作温度范围等优点, 被广泛地应用于航空航天领域。而钛合金在飞机及其发动机等部方面的应用, 不可避免的需要使用焊接手段进行连接, 因此, 钛合金的焊接方法在扩大钛合金的应用范围上具有重要推动作用。

关键词:钛合金,航空航天,焊接技术

参考文献

[1]康彦, 何晓梅.钛及钛合金焊接接头表面纳米化研究现状[J].金属材料与冶金工程, 2013, 41 (06) :55-58.

[2]杨苹.TC4钛合金焊接工艺分析[J].机械制造, 2008, 46 (531) :51-52.

[3]韦生, 费东, 田雷, 等.钛及钛合金焊接工艺探讨[J].焊工之友, 2013, 42 (4) :73-75.

[4]刘鹏飞.钛及钛合金结构焊接技术研究进展.金属加工.2012, (20) :11-13.

[5]郭必新, 祝长春.TC4钛合金等离子弧焊接工艺研究.热加工工艺.2006, 35 (15) :44-45.

航空航天技术 篇8

高压水射流是一项70年代兴起, 80年代末期应用的新技术、新工艺, 是以射流为核心, 集泵、阀、密封、液压、自动化控制为一体的综合学科, 主要以清洗、除锈、切割为目的, 目前已应用到国民经济的各工业部门。近年来, 人们通过大量的试验和实际应用, 使射流性能得到很大的提高[1,2]。水射流技术先后出现了高频冲击射流、共振射流、磨料射流、空化射流、脉冲射流和自振射流等形式, 这些射流水压并不高, 但威力却大大高于同样压力下的普通连续水射流。

1 目前工业上应用的水射流方式

目前, 空化射流、脉冲射流、自振射流等技术大都在试验阶段。工业上应用的主要是磨料水射流, 特别是混合磨料水射流。根据加入磨料颗粒方式的不同, 磨料水射流可分为后混合磨料水射流和前混合磨料水射流两种[1]。

1.1 后混合磨料水射流。

高压水经水喷嘴形成水射流后与磨料颗粒进行混合, 其系统示意图如图1所示。

1-水箱;2-过滤器;3-柱塞泵;4-压力表;5-安全阀;6-磨料箱;7-截止阀;8-磨料喷嘴;9-混合腔;10-水喷嘴

1.2 前混合磨料水射流。

前混合磨料水射流与后混合磨料水射流不同之处是磨料颗粒与水流是在形成射流之前预先进行混合的, 其系统示意图如图2所示。

1-水箱;2-过滤器;3-柱塞泵;4-压力表;5-安全阀;6-节流阀;7-单向阀;8-混合腔;9-截止阀;10-磨料罐;11-喷嘴

前混合磨料水射流与后混合磨料水射流混合方式相比, 由于改变了磨料颗粒与水的混合机理, 改善了磨料颗粒与水的混合效果, 使磨料颗粒能进入水射流的核心部位, 在喷嘴出口处具有更大的速度, 获得较高的能量, 因而提高了射流的切割性能。

2 高压水射流系统的构造

高压水射流切割系统主要由高压水发生装置、磨料供给装置、喷枪及工作台装置等组成[1]。

2.1 高压水发生装置。

由高压水泵、安全阀、调压阀、自动卸荷阀和电动机 (或汽油机) 等组成, 所有部件集成在一起。当系统的压力超出调定压力时, 卸荷阀自动打开可实现自动卸荷。

2.2 磨料供给系统。

后混合磨料水射流供给系统比较简单, 主要由磨料筒和磨料进管组成。前混合水射流磨料供给系统由高压磨料罐体、流化器、磨料截止阀、混合腔、节流阀等部件组成。

2.3 喷枪。

后混合磨料水射流喷嘴结构比较复杂, 由磨料喷嘴和水喷嘴组成, 磨料与水在喷嘴混合腔内混合。前混合磨料水射流喷嘴为组合式结构, 由喷嘴体和喷嘴套组成。

2.4 工作台装置。

采用交流伺服电动机驱动的二维数控运动系统带动喷嘴组件 (喷枪) , 实现自动切割。

3 高压水射流技术在航空航天上的应用研究

高压水射流技术在航空航天上主要用于切割加工, 具有以下特点[3,4]:切割材料不受限制;切割时不产生热量, 不变形, 无热效应;可进行任意曲线切割加工和打孔, 不需要模具, 灵活方便;切缝小, 切割表面平整、不需或易于二次加工;不会产生有毒气体, 不会带来新的工业污染。

在航空航天制造业上, 人造卫星、火箭及航天飞机等飞行器材料的基本要求是:材质轻、强度高、刚度好, 同时要有极高的可靠性和质量保证。不仅材料的选择重要, 它们的切割加工同样重要。

水射流技术在航空航天上主要应用在有以下几个方面:

3.1 金属与合金材料的切割。

目前, 航空航天用金属与合金材料包括结构钢、不锈钢、变形高温合金、铸造高温合金、铝合金、镁合金、钛合金、铜合金等[5,6,7]。这些材料, 如果用机械切割或激光切割等方法加工就会产生热量, 引起材料受损或变形, 进而影响飞机、火箭等飞行器的强度。高压水射流作为唯一的一种“冷切割”手段, 不会产生热量, 非常适合这种材料的切割。据有关研究, 后混合磨料水射流系统压力达到300MPa时, 就可以快速切割60mm厚的钛合金或者80mm厚的不锈钢。

3.2 复合材料的切割加工。

复合材料由于密度低也被大量地用于航空航天器[8,9,10,11]。复合材料除具有比刚度大、比强度大、抗疲劳性能好等特点外, 还具有另外一个显著的特征, 就是它具有可设计性和具有与结构的一致性。但复合材料层间剪切强度较低, 用普通刀具切割加工, 经常发生层间分层, 边缘部位粗糙等问题。试验表明, 高压水射流用于切割碳纤维基等复合材料时, 切割表面都比较光滑, 不会出现上述问题。

3.3 有机非金属材料的切割加工。

塑料, 橡胶, 纤维等有机非金属材料在航空制造业中应用较多, 在航天领域的火箭、航天器和地面设备上也广泛应用。磨料水射流在较低的压力下就能达到良好的切割效果。

3.4 无机非金属材料的切割加工。

机窗玻璃、夹胶玻璃、金属陶瓷等特种无机非金属材料在航空航天制造业中也具有广泛应用。这些材料比较脆, 普通切割不能达到很好的切割效果, 而高压水射流技术能很好地达到切割目的。

此外, 用高压水射流清洗的功能来除污除锈也开始应用到航空航天行业中。

4 结语

高压水射流技术近年来得到突飞猛进的发展, 因为它和其它加工技术相比, 具有操作简便、作业质量高、材料利用率高、工作环境好, 易实现自动控制等优点。随着水射流技术的发展, 将会有越来越多的水射流作业形式应用到航空航天行业, 为我国航空航天事业的发展做出重大贡献。

摘要:简要介绍了高压水射流技术发展情况、目前工业上使用的高压水射流方式和磨料高压水射流系统的构造, 对高压水射流技术在航空航天上的应用进行了研究, 为航空航天材料例如合金材料、复合材料等的加工切割等提供了高效稳定的作业方式。

航空航天技术 篇9

现代激光技术在机械生产加工行业中, 主要是在切割、打标、激光焊接、激光淬火、激光焊覆、激光打孔等几个方面进行应用。

1.1 激光切割技术

激光切割是用聚焦镜把二氧化碳气体、激光束聚焦, 使材料熔化, 用激光束的压缩气体吹走被熔化的材料, 使激光束和材料沿着固定轨道进行运动, 从而形成固定形状的切缝。目前激光切割新技术已成为工业切割板材的一种现代化先进高新加工方法, 激光切割技术的采用克服了操作时间长、切割缝隙大、变形大、切割制品粗糙、有污染、不安全、不卫生的弱势。

1.2 激光打标技术

激光打标是在机械设备或产品上用激光器打上特殊标记和符号。此种新技术在激光技术应用中占最重要位置之一, 应用及其广泛, 主要应用于电子工业、汽车工业、工具、量具、航空、航天、仪器、仪表、包装等行业机械加工中, 标记对象是金属非金属材料等, 如不锈钢、铝合金、有机玻璃、塑料、陶瓷、合成材料、木材、橡胶、皮革制品纸制品、印刷电路板、生活装饰品等。

1.3 激光焊接技术

激光焊接是用激光器中的激光把机械设备配件焊接成为一体。激光焊接主要优点是能焊接多种金属, 焊接部位狭小, 深腔焊接不变形, 焊池周边无凹陷现象, 能补焊极硬钢板材料, 焊接不击穿薄板材, 料焊接工艺高超焊缝整齐美观。激光焊接新技术在机械生产加工中广泛应用, 主要有以下两大类:一是金刚石锯片激光焊接, 二是激光焊接应用于钢铁工业, 焊接钢板、拼焊汽车板和各种壳体类零件, 从而进一步推动了我国机械生产加工企业的快速发展。

1.4 激光淬火技术

激光淬火是用高能激光在工件表面快速扫描, 在工件表面极薄的光斑大小的小区域内快速吸收能量瞬间使其急剧达到高温, 又瞬间完成低温淬火的高新技术。具有:高速加热和高速自冷;激光淬火制品比常规淬火硬度高出5%~20%, 可获得极细硬币七组织;加热速度快、热影响区小、淬火应力小;可使被加工制品局部硬化;工艺周期短, 生产效率高、自动化程度高、易被计算机控制;无需冷却介质、无污染等优点。

1.5 激光熔覆技术

激光熔覆是用激光新技术修复旧设备, 是再制造、再利用工程。此项新技术是以陈旧老化设备为对象, 进行二次加工, 恢复和提高设备利用率, 从而达到再次创造价值、节约资源、保护环境、实现可持续发展的一门新技术工程, 主要应用于电力、冶金、钢铁、机械工业等领域,

1.6 激光打孔技术

激光打孔是把多种机械配件用激光加工出各种不同类型的孔, 主要应用于金属材料和非金属材料, 主要用于硬度高材料, 特别还适用于布匹和纸张等较软材料打孔, 已装配好成型机械不用拆卸就可直接打孔, 尤其适用于汽车、航空等行业的动平衡。激光打孔技术在机械工业各行业中广泛应用, 优点多, 打孔变形小, 精密度高, 打孔深度可控, 中心孔定位准确。

2 激光加工技术航空航天工业中的应用

2.1 激光切割

在航空航天工业中用激光切割的材料有:钦合金、镍合金、铬合金、铝合金、不锈钢、钦酸钼、塑料和复合材料等。在航天航空设备的制造中, 外壳采用特殊金属材料制成, 强度高、硬度高、耐高温, 普通的切割手段很难完成材料的加工, 激光切割是一种高效的加工手段, 可用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构、框架、翼彬、尾翼壁板、直升机主旋翼、发动机机匣和火焰筒等。激光切割一般用连续输出的激光器, 也有用高重频二氧化碳脉冲激光器。激光切割的深宽比高, 对于非金属, 深宽比可达100以上, 金属可达20左右。激光切割速度高, 切割钦合金薄板为机械方法的30倍, 切割钢板为机械方法的20倍。激光切割的质量好。与氧乙炔及等离子的切割方法相比, 切割碳钢质量最好。激光切割的热影响区仅为氧一乙炔。

2.2 激光焊接

在航空航天工业中, 有很多零件是用电子束焊接, 由于激光焊接不需要在真空中进行, 目前正在用激光焊接代替电子束焊接。长久以来, 飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺, 主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理强化铝合金 (即高强铝合金) , 一经熔焊后, 热处理强化效果就会丧失, 而且晶间裂纹难以避免。而激光焊接技术的采用, 克服了这样的难题, 还大大地简化了飞机机身的制造工艺, 使机身重量减轻18%, 成本下降21.4%~24.3%, 激光焊接技术是飞机制造业的一次技术大革命。

2.3 激光打孔

激光打孔技术在航空航天工业中适用于仪表宝石轴承、气冷式涡轮叶片、喷嘴和燃烧室上打孔等。目前, 在加工航空发动机零件方面, 激光打孔仅限于加工发动机静止零件的冷却孔, 因为孔表面存在微观裂纹。对激光束、电子束、电化学、电火花打孔、机械钻孔和冲孔进行试验研究, 经综合分析认为, 激光打孔具有效果好、通用性强、效率高和成本低等优点。

2.4 激光表面技术

激光熔覆是一种重要的材料表面改性技术。在航空领域, 航空发动机的备件价格很高, 因而在很多情况下维修零件是比较划算的。但是修复后零件的质量必须满足安全要求。例如, 飞机螺旋桨叶片表面上出现损伤时, 必须通过一些表面处理技术进行修复。除了考虑螺旋桨叶片所要求的高强度、高耐疲劳性, 还必须考虑表面修复后的耐腐蚀性。激光熔覆技术就可以很好的用于发动机叶片激光三维表面熔覆修复。

2.5 激光成形技术

激光近形制造技术在航空领域的应用直接体现在航空用钛合金结构件的直接制造以及航空发动机零件的快速修复方面。激光成形制造技术成为航空航天国防武器装备大型钛合金结构件的核心制造新技术之一。改变了传统制造方法具有成本高、锻造模具准备时间长、机械加工量大、材料利用率低等弱势。

参考文献

[1]激光科学与技术.1983, No.3.

[2]徐庆仁, 刘淑敏.国外激光加工技术的发展及其在航空航天工业中的应用.

[3]韩世杰.激光加工技术的新发展[J].中国航空信息中心.

农业航空植保技术现状 篇10

我国的农用航空事业开创于20世纪50年代初, 近30年来在新疆、东北等省大面积使用了有人驾驶固定翼飞机进行喷洒农药等作业。但长期以来, 由于经济和低空飞行管制等原因, 我国农用航空的应用水平发展缓慢, 作为农业航空主要应用于农药施药的技术研究也相对落后。由于无人机可超低空的起降与飞行, 规避了低空飞行管制的问题, 近几年人们已开始关注无人直升机在农业上的应用研究。

一、农业航空应用现状

农业航空在发达国家发展比较快, 以美国和日本为代表, 由于土地经营规模不同, 美国农业航空作业机型以固定翼的有人飞机为主, 日本则以轻型直升飞机航空喷雾设备为主。

美国是目前农业航空装备技术最先进, 应用最广泛的国家, 农用航空的发展已有90多年的历史, 从1906年, 美国在俄亥俄州使用飞机喷洒化学药剂消除牧草害虫成功开始, 航空技术在美国农业生产中不断得到推广应用。1923年Huff-Daland飞机制造公司在其原有机型的基础上进行改进, 制造出了第一台应用于农业领域的飞机, 并在乔治亚开始了农业航空作业商业化服务。1928年, Huff-Daland公司把旗下的农业航空部门出售给南方商业集团, 从此成立了第一家农业航空服务公司———达美航空服务公司, 这就是美国现在第三大航空公司达美航空公司 (Delta Air lines) 的前身。达美航空服务公司成功的运营了农业航空作业的相关业务, 包括:飞行员培养、飞机维修与维护、作业技巧并提供昆虫学知识等方面服务。至50年代中期, 航空技术在美国农业领域中的应用得到了蓬勃发展。美国农用航空作业项目主要包括:播种、施肥、除草、灭虫等。农用飞机空中作业效率高, 一般麦田灭草, 比地面机械效率高5~7倍, 相当于人工喷雾的200~250倍;突击能力强, 利于消灭暴发性病虫害;不受作物长势的限制, 利于作物后期作业。与地面机械田间作业相比, 使用农用飞机作业还有降低作业成本、不会损坏农作物的特点, 因此很受美国农场主的欢迎。美国现有农业航空公司2 000多家, 其中包括飞机和航空材料生产厂500多家, 大型农业飞机制造企业有4家, 其中空中拖拉机公司 (Air Tractor, Inc.) 的产品占了农业飞机市场的大部分份额。美国农业飞机大约有20多个品种, 分别为单翼、双翼和直升飞机。带固定翼飞机大多数使用星型活塞式发动机, 而且多为后三点式飞机, 飞机的安全性能较高, 抗坠毁性好。根据载荷的不同, 农用飞机还分为大型和中小型两类, 大型旋风式农用飞机载荷为1.5 t, 中小型为0.5~1 t, 一般飞机价格为100万~140万美元。目前美国在用农业飞机4 000架左右, 注册农业飞机驾驶员3 000多名, 年处理耕地面积近3 400万hm2, 占美国年处理耕地面积的25%, 森林植保作业100%采用航空作业方式。随着精准农业技术的发展, 一些不同类型的精准农业技术包括全球定位系统 (GPS) 、地理信息系统 (GIS) 、遥感系统 (RS) 、作物生产专家管理系统和新类型的装备及部件, 这些精准农业技术能够造福农业航空业经营者和为农民节省时间和金钱。

日本是一个人口多、耕地少的国家, 农家每户平均耕地面积较小, 农业以兼业农户比例大 (占农户总数的84%) 为特点, 粮食作物以水稻为主。据日本农林水产省统计报告, 2012年, 农林航空作业面积达349.5万hm2, 其中农用轻型无人直升飞机, 由于具有作业效率高、单位面积施药液量小、农药飘移少等优点, 其作业面积, 已从1997年的20万hm2增加到100.7万hm2, 年均增长近30%, 无人机2 458架, 无人飞机操控手有14 967人。采用农用无人驾驶轻型直升飞机进行农业生产已成为发展趋势之一。

我国从1951年开始用飞机参加防治东亚飞蝗、护林防火和播种造林等工作。1956年中国民用航空局设立专业航空机构, 开展多种农业航空业务。目前, 已有6个机种400多架飞机在我国东北及新疆等地, 以及大面积的垦区和农场从事农业航空工作。另外, 我国林业作业面积也逐年上升。我国农林作业主要机型包括“农业5”、“Y5B”、“Y1l”、“海燕650B”等固定翼飞机。至2012农林业航化飞行作业1.937万h, 主要在黑龙江、新疆、湖南、辽宁4个省区。农林业播种飞行0.2万h, 作业面积21.4万hm2。作为农业用途的无人驾驶轻型直升飞机在国内发展迅速, 飞机生产企业有中航工业、总参的一些单位如“解放军总参60所”、“沈阳自动化所”、“中航工业自控所”;有在引进国外微小型无人机型基础上, 开发的农用系列无人机型的私营企业, 如“珠海羽人”、“无锡汉和”等;有农药生产厂家与农机服务组织在原航模基础上开发的农业用途无人机, 如“河南田秀才”、“江苏克胜”等。

二、航空施药技术现状

施药技术是农作物病虫草害防控的重要组成部分。据统计, 全国范围内农作物病虫草害发生种类高达1 700多种, 可造成严重危害的有100多种, 全国农作物重大有害生物年发生面积70亿~80亿亩次 (1亩=0.067 hm2) 。根据联合国粮农组织 (FAO) 自然损失率30%以上测算, 在不采取防控措施的情况下, 每年农作物病虫害会给我国粮食产量造成损失1 500亿kg, 油料0.68亿kg, 棉花190多万t, 果品、蔬菜上亿吨, 潜在经济损失将达到5 000亿元以上。农作物病虫草害的防控贯穿于作物生长全过程, 防控的好坏直接影响粮食的产量与质量, 防控技术水平直接反映农业现代化物质装备水平。航空施药技术是指在飞机上挂接喷洒设备施药, 以实现空中病虫害防控, 具有作业效率高、单位面积施农药使用量少、应付突发性病虫害能力强等优点, 与地面机械田间作业相比, 飞机作业还有降低作业成本、不会留下辙印和损坏农作物的特点。因此, 国外一些先进国家发展较快。

1. 美国航空施药技术现状

美国土地经营规模大, 是世界上农业航空研究与应用最发达的国家。注重稻田水、肥、药的综合管理, 水稻病虫害防治全部采用航空施药, 作业效率高, 与农业信息技术结合紧密, 精细农业已进入实用阶段, 作业精准、高效, 对环境的污染低。其航空施药技术研究主要体现在:

(1) GPS自动导航技术 美国的农业飞机都配备精密仪器和设备, 如GPS (全球定位系统) 是很普通的装备。有的还配备流程控制、实时气象测试系统和精确喷洒设备。飞机上典型GPS系统, 由驾驶舱仪表板上的移动地图显示装置、键盘以及安装在仪表板最上面或者是驾驶舱外面机头位置的指示灯条组成。在施药作业之前, 施药计划者必须确定施药的一系列的边界, 一系列的边界点可以用手持GPS来测量。当这一系列的边界点加载到施药飞机的GPS接收器上, 形成一个施药区域地图, 在地图规划中会避免水道、池塘。在起飞之前, 飞行员会记录飞机的位置, 并启动排除已经施药区域, 然后GPS会规划出施药作业的航路图。GPS可以准确地使飞机沿着规定路线施药, 有效避免重喷和漏喷。系统还会记录施药路线、航路偏移情况、实际的喷洒量等, 大多数GPS系统都配有自动开/关喷洒装置, 操控者也可以选择手动操作。当药箱中的药液不够时, GPS会记录结束喷药的关闭点, 待药重新加载完成后, 飞机会从关闭点开始继续施药。大多数GPS系统在驾驶舱内都有一个显示屏, 可以实时显示喷药的地块、路线和飞机在已规划航路中的位置。这些实时显示, 方便了飞行员实时监控及修正。GPS获取的作业信息, 如飞机飞行轨迹、喷雾系统的开和关、飞行的速度等, 也可以输入到GIS系统中, 用来分析施药作业情况。这些信息也被作为一种合法的记录, 用于由于施药可能产生的纠纷处理中。

(2) 航空喷嘴的研究与应用 美国航空施药喷头根据雾化方式分, 主要有2种, 一种是液力雾化喷嘴, 一种是旋转离心雾化喷头。在美国, 典型的航空施药液力喷嘴是CP喷嘴系列, CP喷嘴可以提供多种孔径, 飞行员通过快速转换喷嘴来改变喷量, 通过快速调节喷嘴座实现喷头角度改变。另一种航空施药喷头是旋转式离心雾化喷嘴 (Micron公司制造) , 驱动方式有电动驱动和风力驱动两种型式。

(3) 喷嘴模型 位于美国德克萨斯州大学城的美国农业部南方研究中心, 害虫管理研究所的航空应用技术研究组发明的航空喷头模型, 可以通过喷嘴型式、喷雾压力、气流速度和喷雾药液来预测会产生的雾滴谱。目前, 航空喷嘴模型不仅给使用者提供作业依据, 还作为EPA、州监管部门及相关人员等评估喷雾作业雾滴谱范围是否符合农药使用标签规定的依据。

(4) 航空飘移模型 美国十分重视农药喷洒作业中雾滴飘移引起的环境污染问题, 对于航空施药已有明确的法律条文规定安全区域。目前, 飘移模型已成为决策是否允许航空施药和处理相关纠纷的重要手段。

2. 日本航空施药技术现状

日本从土地经营规模上讲, 与我国相似, 农业航空作业主要以病虫害防治、播种、施肥为主, 其中95%以上的工作量用于病虫害防治, 无人机作业量呈上升趋势, 作业机型以YAMAHA, RMAX为主, 喷洒效率7~10 hm2/h, 稻田农药用量7~30 L/hm2, 一架RMAX无人机1 d可喷洒农药80 hm2。从日本农林航空协会报告可以看出, 日本农林施药作业主要以水稻为主。施药技术研究主要集中在: (1) 作业条件, 如作业时间、气象条件等对喷雾沉积特性影响; (2) 飞行参数, 包括飞行高度和飞行速度等喷雾沉积特性影响; (3) 作业对象, 如田块、作物种类、作物生长期、防治目标等喷洒航路的设计优化等; (4) 低量喷洒药剂的研究, 并制定了完善的作业规范; (5) 病虫害航空遥感监测方面, 已有成果用于商业用途。

3. 我国航空施药技术现状

我国自1951年用飞机防治东亚飞蝗、护林防火和播种造林等工作后, 科技工作者开展了一些固定翼飞机喷洒作业研究, 国家民航总局制定了《农业航空作业质量技术指标》, 标准规定了:固定翼飞机从事农林牧业的喷洒作业 (常量、低容量和超低容量喷洒农药和化学肥料等作业) 的质量技术指标;固定翼飞机从事农林业的播洒作业 (飞机播树种、草种、稻种等项作业) 的质量技术指标。《飞机喷施设备性能技术指标》规定了飞机机载喷雾装备液压式喷头和旋转式雾化器喷洒性能的技术指标和要求, 以及机载喷雾设备喷洒性能保持性的检测, 同时还规定了农业航空飞机播种设备性能技术指标, 性能检测的技术指标等。黑龙江农垦郭庆才编著的《航空作业装备技术》, 对于固定翼飞机喷洒作业方式, 喷液量、喷雾雾滴粒径、防治时间、喷洒药剂选择等做了阐述。近年来, 一些国际上比较先进的施药技术如低量施药技术、静电喷雾技术、GPS自动导航技术、低飘移喷雾技术等技术研究已在一些研究所与大学开始进行。农业部南京农业机械化研究所等单位承担“十一五”国家863项目“水田施药作业的无人架驶低空低量航空喷施技术与装备创制”项目, 开展了低空低量低飘移施药技术研究, 在高精度GPS的无人驾驶自动导航低空施药技术研究方面取得突破性进展, 精确的航路规划解决了航空喷雾作业喷幅的精确对接, 提高作业质量;南京林业大学开展了航空静电喷雾技术研究等。国家农业信息化工程技术研究中心已开展了航空高光谱小麦条锈病遥感监测研究, 华南农业大学和浙江大学也开展了无人机水稻农田病虫害信息遥感监测研究工作。

等离子体技术助燃航空事业 篇11

等离子体在航空动力上,可以有效地提高燃烧稳定性和燃烧效率,且能极大改善航空发动机压气机增压比升高后的工作稳定性;而在飞机气动力上,等离子体可以减少飞机阻力,增加升力,提高战机的失速攻角和机动性。

2011年5月12日,我国首个等离子体动力学国家级实验室在空军工程大学挂牌成立。说到等离子体与航空的关系,流传最广的就是所谓的“俄罗斯战机使用等离子体隐身”这一说法,除此之外,即使是热爱军事的朋友,对这方面的了解也比较有限,等离子体距离我们的生活实在是太遥远了。究竟什么是等离子体,除了“战机隐身”,它在航空航天领域又有哪些应用呢?

据空军工程大学何立明教授介绍,等离子体是一种非固态、非液态、非气态物质,而是属于电离状态的物质第四态,在宏观上呈电中性,其运动主要受电磁力的支配,并表现出显著的集体行为。目前,在航空领域的等离子体研究主要集中在隐身和空气动力两个方面。

记者了解到,曾有报道称,等离子体在航空动力上,可以有效地提高燃烧稳定性和燃烧效率,且能极大改善航空发动机压气机增压比升高后的工作稳定性;而在飞机气动力上,等离子体可以减少飞机阻力,增加升力,提高战机的失速攻角和机动性。例如在航空发动机上,风扇、压气机是航空涡扇发动机的核心部件,提高发动机的推重比,增加压气机的增压比是有效方法之一,随之带来的问题则是压气机出口面积急剧缩小、效率严重降低,而通过在压气机的特定位置上布置等离子体激励装置,则会有效改善压气机内气体的流动效果,降低分离损失。

美国、前苏联等军事强国上世纪60年代便开始了等离子体研究,近年来,俄罗斯在等离子体技术研究上屡获突破性进展,遥遥领先于其他国家。但在同时期,我国此方面的研究几乎为零。随着现代和未来新技术战机对飞机总体性能的要求不断提高,等离子体技术的不断发展和它在航空领域中所表现出的不可比拟的诸多优势,使其成为各国技术攻关的核心焦点,吸引了大批科研人员的目光,何立明也在其中。

2002年以来,何立明带领团队,在国内开始了发动机尾喷口等离子体红外隐身技术以及备受关注的等离子体强化燃烧技术研究,为推动我国航空航天事业的发展作出了重要贡献。

过去:起步晚 待突破

据了解,等离子体强化燃烧技术包括等离子体点火和助燃技术两方面。早在20世纪70年代,等离子点火技术就引起了各国专家的广泛关注,但由于当时的技术条件限制,其研究仅限于工业燃烧方面。“近年来,随着燃烧动力学和其他高科技的发展,等离子体点火与助燃技术逐渐受到航空航天动力界的重视。”何立明说,“等离子体点火的高温、射流和化学效应以及等离子体助燃所产生的化学、温升和气动效应能显著提高火焰的传播速度、强化在燃烧室内的燃烧过程,对提高航空发动机在恶劣条件下(空中再次起动)的起动可靠性,提高燃烧性能,增强燃烧的稳定性和减少对大气环境的污染具有重要作用和意义。”

记者了解到,2005年,美国将等离子体动力学列为美国空军未来几十年内保持技术领先地位的六大基础领域之一,同时美国空军推进系统研究实验室还将等离子体助燃列为未来先进发动机技术之一,而俄罗斯也开展了大量实验室原理实验。有报道称,俄罗斯和美国等航空发达国家已经研制出等离子体点火器,并在航空发动机上进行了高空点火试验。

何立明表示,国内等离子体点火与助燃方面的研究工作始于20世纪80年代,主要集中在燃煤设备(电站锅炉)的启动和助燃应用。一些高校、科研院所和锅炉制造厂等相继投入大量人力和财力,研究开发燃煤锅炉等离子点火和稳燃技术,并进行了数值模拟以及一些原理性的实验研究。自2007年起,空军工程大学才在国家自然科学基金及其他相关项目的资助下,结合重点实验室建设,开始探索等离子体点火与助燃的机理,建立了实验系统并进行相关实验研究。

何立明说:“我国等离子体点火与助燃研究起步比其他国家晚,技术基础也比较薄弱,特别是等离子体点火与助燃技术在航空发动机燃烧室中应用的关键技术还有待进一步突破。可以预见的是,如果突破了这个关键技术,将会为解决制约航空装备发展的瓶颈问题提供重要的基础支持,并能从根本上提升我国航空等离子体研究的创新能力。”

现在:缩短差距

等离子体点火具有等离子体射流核心温度高等技术优势,点火能量大、火舌穿透力强,可显著提高点火可靠性,缩短点火延迟时间,特别是有可能取消加力燃烧室的火焰稳定器,进而显著缩短加力燃烧室的长度,提高发动机推重比。但目前我国在等离子体强化燃烧技术研究方面,仍然面临诸多困难和挑战。比如,如何使燃烧室的工作范围足够大,在高温、低温或者高空小表速情况下也能可靠点火、稳定燃烧;如何在缩短激励燃烧长度的同时,能保证可靠点火、稳定燃烧,还能保证等离子体点火驱动电源和助燃激励电源的小型、轻型化和工作的可靠性等等,这些都是当下需要着重考虑的问题。

据悉,我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》已经将磁流体和等离子体动力学列为“面向国家重大战略需求的基础研究”中的“航空航天重大力学问题。”“当务之急是要加强对等离子体技术的研究,努力缩短与发达国家之间的差距,并学习国外的先进技术,尽快实现等离子体技术在我国航空航天领域中的应用。”何立明说,“航空等离子体动力学国家级实验室的成立,很好地证明了国家对等离子体技术在航空领域应用研究的重视,科研人员应好好把握此次机会,推动我国等离子体技术在航空领域的快速发展。”

作为等离子体强化燃烧技术研究课题组组长,何立明带领团队在国家的资助下,开展了一系列研究:如进行了在燃烧室中产生等离子体的条件、机理、方法的理论分析、参数控制及实验测试方法的研究,等离子体助燃效果计算、等离子体点火与助燃过程的数值仿真和影响因素分析,建立并完善了等离子体点火与助燃实验系统,设计了原理性实验的等离子体点火器,进行了点火特性实验,为等离子体强化燃烧研究奠定了初步基础。

不仅如此,何立明课题组还设计了原理性实验的等离子体助燃激励器,并进行了激励特性,激励器几何参数、激励参数优化,助燃特性实验和助燃效果分析,获取了一批重要的一手资料。在理论分析的基础上,课题组建立了等离子体点火与助燃条件下的燃烧室三维流场数值计算模型,计算、分析了等离子体点火与助燃的机理和参数变化对等离子体点火与助燃的影响规律。为开展基础性实验研究,研制出了用于航空发动机燃烧室的验证性等离子体点火驱动电源、点火器和助燃激励器,为进行航空发动机燃烧室实验件的地面和高空模拟验证实验奠定了技术基础。

近年来,何立明课题组以等离子体动力学、燃烧学和飞机推进系统原理为理论基础,围绕提高航空发动机动力装置燃烧室的点火可靠性,扩大稳定燃烧范围,开展等离子体强化燃烧技术研究,极大地推动了国家重点学科“航空宇航推进理论与工程”的建设和发展。2005年,以课题组成果为重要支撑的“建设特色鲜明学科专业培养新型军事航空工程人才”教学成果荣获国家教学成果二等奖;2006年,《航空燃气涡轮发动机原理》网络课程获全军优秀网络课程一等奖;2007年,《飞机推进系统原理》课程教材获得国防工业出版社“优秀图书”二等奖,2008年,此课程被评为国家精品课程。

“我们所取得的这些成果和奖励都有力地说明,经过一批科研人员的共同努力和近几年的大力建设和发展,我国等离子体技术的研究队伍和平台已初步建立。而国家级实验室的成立,更是推进我国在航空动力发展领域实现理论和技术创新的重要举措,也为国内相关领域发展学术研究和交流活动提供了共享平台。接下来我们要做的是开展更为深入的研究,突破目前仍然存在的瓶颈,拓宽我国等离子体技术在航空领域的发展局面。”何立明表示。

未来:争做后起之秀

一直以来,美国、俄罗斯等技术发达国家对航空等离子体动力学与技术研究十分重视,在这方面的投入也是大手笔,目前他们已经取得了一批具有重大影响和作用的成果。在国外,激光冲击强化、强流脉冲离子注等技术已经在工业上得以应用,且产生了巨大的军事、经济效益。不仅如此,这些国家的等离子体点火、低速等离子体流动控制技术已经完成试飞。而国内只有激光冲击强化实现实际应用,等离子体点火实现地面应用,其他技术只进行到原理研究或实验室验证阶段。

何立明说:“目前看来,我国与发达国家之间确实存在不小差距,但要想成为后起之秀也不是不可能,这需要有上至国家,下至科研院所、高校的支持和共同努力。去年等离子体动力学国家级重点实验室在空军工程大学挂牌成立,足以显示我国已经进入航空动力、飞行器气动力研究的前沿领域。未来,我国应大力发展航空等离子体动力学与技术研究,从而为航空装备研制和维修提供重要的技术支撑。”

我们相信,随着我国在等离子体动力学研究上的不断深入,中国在研制大推重比先进航空发动机的技术积累方面,将会更为深厚,从而也会为先进战机、航天飞行器等装备的发展奠定坚实基础。

航空专用数据总线技术研究 篇12

1 航电系统结构的演变

1.1 分布式模拟结构 (Distributed Analogue Architecture)

这类上世纪五六十年代出现的系统未采用数据总线, 各主要单元通过配线相互连接, 如图1 (a) 所示, 这就使得飞行器需要非常庞杂的配线。而模拟系统的设备大都比较笨重, 且较容易出现偏离和漂移现象, 在高低温时就更为明显。所以随着数字技术的发展和应用, 这种结构逐渐退出了历史舞台。

1.2 分布式数字结构 (Distributed Digital Architecture)

上世纪七十年代, 随着数字处理设备的逐渐成熟, 速度快、精度高、无漂移和偏离问题的数字结构应运而生。在这个阶段, 如图1 (b) 所示, 数据总线得到了应用, 例如民用标准ARINC429 (110kbit/s) 、英军标准串行总线Tornado (64kbit/s) 。数据总线的应用明显改善了各单元间的数据传输, 推动了系统设备统一化, 但在该阶段的设备仍只注重其功能, 维修性、扩展性较差。

1.3 联合式数字结构 (Federated Digital Architecture)

各个功能单元相互独立, 各单元之间通过军标数据总线连接, 如图1 (c) 所示, 这就是联合式数字结构的主要特点。这种结构的出现是与上世纪八十年代军标1553B数据总线得到广泛应用密不可分的。1553B数据总线在传输速率较之以前的数据总线提高了一个数量级的同时, 也使得系统结构的可靠性得到明显提升, 从而成为真正意义上的航空专用数据总线。但随着数据处理与通信的需求日趋提升, 这种结构的设备兼容性不高、系统开放性偏低、数据带宽有限等弊端也日渐显现, 制约了航电系统整体性能的提升。

1.4 综合模块化结构 (Integrated Modular Architecture)

上世纪九十年代以来, 商业现货组件 (Commercial-off-theshelf, COTS) 的理念催生了综合模块化航电 (IMA) 结构的产生, 这是一种由商业成熟的标准化功能单元构成的系统结构, 这些功能单元同时运行在一个共享的计算平台上[1], 如图1 (d) 所示。这种开放式标准化的结构大大提升了航电系统的可重用性、可移植性, 一定程度上满足了系统高性能、功能复杂性的要求。

2 传统航空专用数据总线

2.1 MIL_STD_1553B/1773总线

MIL_STD_1553B总线由美国自动化工程师协会于1978年发布, 全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线, 我国与之对应的标准是GJB289A-97。该总线采用冗余的总线型拓扑结构, 传输数据率可达1Mb/s。其主要功能是为所有连接到总线上的航电系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机, 在过去的30多年中, 被成功地应用于多种战机以及导弹控制、舰船控制等领域[2]。

由于MIL_STD_1553B总线使用窄带宽的屏蔽双绞线, 难以在电磁干扰环境下提供高性能和高可靠性的高速数据传输, 1988年, 美国国防部发布了MIL_STD_1773, 利用光纤传输介质来取代屏蔽双绞线以及电缆, 其他的高层协议与MIL_STD_1553B相同。目前, MI L_S TD_177 3已发展到了双速率、高速度的阶段, 其中, 波音 (Boeing) 公司研制了基于MIL_STD_1773标准的双速率的收发器 (具有1 M b/s和2 0 M b/s两种速率) , 其中1 M b/s主要用于MIL_STD_1553B总线, 而20Mb/s主要用于高速数据传输。

1553B总线作为第一代军用数据总线技术, 在上世纪七八十年代日渐成熟并得到广泛的应用。然而, 随着对数据传输 (视频、音频、分布式数据) 应用的需求日益增加, 其有限的带宽 (1Mb/s) 已逐渐无法完全满足现代系统对数据传输的需要, 且集中的总线控制器给系统带来潜在的单点故障这一致命威胁, 被新架构的数据总线取代已是大势所趋。

2.2 ARINC429/ARINC629

ARINC429总线协议由美国航空电子工程委员会于1977年发布, 全称是数字式信息传输系统 (Digital Information Transfer System, DITS) , 我国与之对应的标准是HB6096-SZ-01。协议标准规定了航电设备及有关系统间的数字信息传输要求, 发送设备与接收设备采用屏蔽双绞线传输信息, 传输方式为单向广播式, 调制方式采用双极性归零制三态码, 传输数据率可达100Kb/s。ARINC429广泛应用在民航客机中, 如B-737, A310等, 俄制军用飞机也选用了类似的技术[3]。

作为传统航空专用数据总线, ARINC429总线有明显的不足。未采用总线控制器, 而采取了1个信息源使用1条429总线的单向广播式, 这在航电设备激增的情形下是难以想象的。加之ARINC429总线带宽非常有限, 接口也不支持新型微处理机, 因而导致数据传输延迟较明显, 难以满足现代航电系统的需求。其后, 波音公司在此基础上形成的总线数字式自主终端存取通信 (Digital Autonomo us Ter min al Access Communi cat ion s, DATAC) 方式, 即ARINC629总线, 也因先天不足, 仅在波音-777得到了应用。

2.3 STANAG3910

在20世纪90年代初, 北大西洋公约组织 (NATO:North Atlantic Treaty Organization) 在研制欧洲新一代战机时, 由于需要将军标1553B的数据传输速率提高到1Mbit/s以上, 提出了一种新的数据总线欧洲标准STANAG3910。STANAG3910也是一种指令/响应协议, 采用双速率传输总线结构, 高速光纤数据终端的传输速率可达20 Mbit/s, 并通过星形耦合器 (star coupler) 相连;通过军标1553B采用电子链接对其实施控制[4]。STANAG3910的提出是对MIL_STD_1553B系统的平滑的、有效的升级改进, 以提供高传输速率来满足发展需要, 并成功应用于在欧洲战斗机 (EFA) 和RAFALE战斗机。

3 新一代航空专用数据总线

3.1 FC

光纤通道 (Fibre Channel, FC) 技术是美国国家标准学会 (American National Standards Institute, ANSI) 于1998年开始制定的数据通信标准, 是将计算机通道技术和网络技术有机结合起来, 具有全新概念的通信机制[5]。以COTS为基础, 支持I/O通道所要求的带宽、可靠性以及网络技术的灵活性、连接能力和距离, 使得在同一物理接口之上运行当今流行的通道标准和网络协议成为可能, 现已成为一种高速传输数据、音频和视频信号的ANSI串行通信标准。

FC具有以下三个基本特点:

(1) 远距离高带宽传输。串行传输速率为133Mb/s~1.0625Gb/s, 数据吞吐量大, 适用于不同模块间大规模应用数据交换;以光纤、铜缆或屏蔽双绞线为传输介质, 介质最大传输速率可达10Gb/s, 最大传输距离达10km。

(2) 高可靠性与实时性。多种错误处理策略、32位循环冗余校验码 (Cyclic Redundancy Check, CRC) 以及利用优先级管理保证高可靠性;端到端传输延迟量小于10s, 支持非应答方式与传感器数据传输, 满足实时性要求。

(3) 可扩展性良好。开放式国际标准, 灵活的拓扑结构, 既可确保不同生产厂商的产品能够互相协作使用, 又能方便地增加和减少节点以满足不同应用的需求, 可有效地减少物理器件与附加设备的种类并降低经济成本。

面向不同的应用, 出现了一系列的适用于航电系统的总线协议, 如FC-AE、FC-AV、FC-RDMA等。特别是对正在更新换代的M I L-S TD1 5 5 3总线进行兼容, 增加了F C总线的通用性, 即F C-AE-1553。在军用领域, 已将多种航电网络协议映射到FC通道上, 已在航天、航空和航海工程中得到开发与应用, 并逐渐替代已被广泛使用30年的MIL-STD-1553标准。

3.2 AFDX

AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) 是空客公司在商用交换以太网的基础上建立起来的。空客公司根据航空电子的需求, 基于ARINC429和MIL-STD-1553B, 在实时性、可靠性等方面进行了改进, 从而形成了旨在航空子系统之间数据交换而定义的一种电子特殊协议标准 (IEEE 802.3和ARINC664 Part7) [6]。在大中型运输机的航电网络的应用中, AFDX表现出很强的适应性。

AFDX网络为星型拓扑, 主要由端系统 (end-system) 、AFDX交换机 (switch) 以及传输链路 (link) 组成, 每台交换机大约能连接20个端系统, 形成接入交换网络;AFDX交换机之间通过背板总线连接, 形成骨干交换网络。

AFDX系统具有以下特点:

(1) 开放式系统结构。基于AFDX网络构建的航电系统符合国际标准化组织定义的开放式系统互连参考模型 (Open System Interconnect, OSI) , 对接口、服务和支持形式等均采用定义充分、使用广泛、公众支持的非专利规范。

(2) 分区技术和资源共享。AFDX采用与ARINC653相同的分区技术, 对运行在核心模块上的多个应用软件按功能划分为多个分区, 一个分区由一个或多个并发执行的进程组成, 分区内所有进程共享分区所占有的系统资源。AFDX采用交换机技术, 各个单元通过交换机进行数据交换。

(3) 高确定性和可靠性。AFDX网络提供的服务是有保障的服务 (Guaranteed Service) , 这主要体现在确定性和可靠性。AFDX的确定性主要表现在网络的最大传输延迟控制上, AFDX虚拟链路都有带宽分配间隔和最大的帧尺寸, 传输过程中引起的抖动有一定的范围限制, 是可控的[7]。在这种机制保障下, AFDX帧可按一定的顺序、无碰撞地进行传输, 交换机端口与主机的连接关系是确定的, 主机名与IP地址的对应关系是确定的, IP地址与MAC地址的对应关系是确定的, 端口的功能是确定的, 数据的含义是确定的, 报文的传递路径是确定的, 等等。AFDX网络引人了余度的概念, 帧可以同时在两条独立的路径上传输, 接收端系统只接收先到达的有效帧, 这就显著提升了系统的可靠性。

AFDX总线已经在欧洲空客A380和A400M中得到了应用, 多家国外公司如Rockwell-Collins和Condor等分别推出了AFDX的收发模块。而在国内, 基于AFDX的军机航电系统也正在进行研发测试当中。

3.3 TTE

时间触发以太网 (TTE, Time-Triggered-Ethernet) , 即以时间触发代替事件触发, 将通信任务通过合理的调度定时触发发送, 被称为时间触发流量。时间触发概念的提出, 其目的是在于通过全局的时钟精确同步, 可有效避免数据帧争用物理链路, 保证了通信延迟和时间偏移的确定性。时间触发与事件触发相比在系统确定性、资源损耗、可靠性、实时性上有很大优势。

TTE网络是在标准IEEE 802.3以太网上实现的时间触发网络协议, 作为完全分布的、严格确定性的安全关键性计算及联网平台, 走过了25年的开发历程, 目前支持100Mb/s和1000Mb/s速率, 10000Mb/s速率的TTE网络也在开发过程中[8]。

TTE总线技术兼容了时间触发协议和以太网技术的优势, 能够在同一个网络平台上兼容普通网络数据流、AFDX数据流和TTE网络数据流[9], 具备更高的安全性和强有力的容错机制, 拥有非常广阔的应用前景, 有望作为AFDX互连的子集, 在大中型飞机的综合化互联中扮演重要角色。

4 结语

一种航空专用数据总线的应用取决于该总线标准是否满足系统通信速率、可靠性、抗干扰、兼容性、可扩展等方面的要求。通过以上对多项航空专用数据总线技术的研究分析, 可以归纳出如图2所示的发展脉络。传统航空专用数据总线已越来越不能满足发展的要求, 而新一代航空专用数据总线优势明显, 极具成长性。基于新一代航空专用数据总线的系统在国外已得到一定程度的应用, 国内也应大力开展相关研究, 提升我国航电系统的综合一体化水平。

参考文献

[1]朱闻渊, 尹家伟, 蒋祺明.新型航空电子系统总线互连技术发展综述[J].计算机工程[增刊], 2011, 37 (12) :398-402.

[2]SAE.MIL-STD-1553B.Digital time division command/re-sponse multiplex data bus notice 2[S].USA:SAE, 1993.

[3]胡辛, 李红军, 曹闹昌, 向新.航空电子数据总线技术研究[J].现代电子技术, 2010, 33 (14) :96-98.

[4]马贵斌, 周国奇, 田珂.军用数据总线技术发展综述[J].电光与控制, 2010, 17 (6) :48-53.

[5]周强, 熊华钢.新一代民机航空电子互连技术发展[J].电光与控制, 2009, 16 (4) :1-6.

[6]赵永库, 李贞, 唐来胜.AFDX网络协议研究[J].计算机测量与控制, 2012, 20 (1) :8-10, 30.

[7]钟杰, 何民, 王怀胜, 郑力.AFDX构架及协议分析[J].电讯技术, 2010, 50 (1) :65-71.

[8]TTA-Group.TTEthernet Specification[Z].2008.

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