专家解读我国航空设计软件困窘:用的全是欧美产品 代价相当大

2018-05-30 12:42 科技日报

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CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。

资料图:图为CATIA软件官网截图,CATIA是法国达索公司开发的工业设计软件,是目前风靡世界飞机设计软件领域的绝对老大。CATIA已经成为世界飞机设计领域的通用技术标准,此外在汽车制造、造船及其他机械设计领域也得到了更加广泛的应用。(拖拽图片可查看大图)

■是什么卡了我们的脖子——航空软件困窘,国产飞机设计戴上“紧箍咒”

(科技日报5月30日报道)“30多年前,我读研究生时就在编写飞机设计和分析软件,当时我国的航空设计软件跟国外同时起步,但是现在市场已经完全被国外掌控。”说起飞机设计软件发展历程,南京航空航天大学教授、NH40飞机总设计师姚卫星觉得不可思议。

自上世纪80年代后,世界航空业就迈入数字化设计的新阶段,现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖。设计一架飞机至少需要十几种专业软件,全是欧美国家产品。国内设计单位不仅要投入巨资购买软件,而且头戴钢圈,一旦被念“紧箍咒”,整个航空产业将陷入瘫痪。

■数字化“造”飞机更靠谱

飞机设计涉及到30多个学科专业,每个专业都有自己的设计软件,它们是飞机设计及性能评估不可缺少的工具。姚卫星告诉记者,设计飞机全过程在CATIA为基础的平台上开展。首先要从气动外形开始,主要用到的软件有Fluent、AAA等;然后是结构设计,主要用到的软件有MSC NASTRAN、Abques、Fatigue、Analsis等;同时开展系统设计,包括操作系统、动力系统、控制系统和人机环境等,主要用到的软件有ADMS、Simulink等;最后,还要把设计好的部件在计算机中“组装”成飞机,并输入各种参数模拟现实环境进行测试。

飞机设计不仅流程繁琐,而且零部件数量庞大,加工制造容不得丝毫误差。在手工设计时期,返工修改是飞机制造业最常见的通病。以我国飞豹飞机为例,如用传统手工设计,按常规考量估计有近6000张工程更改单。采用数字化设计的飞豹,工程更改单仅有1041张,工程量减少80%左右。

据媒体报道,设计歼-10飞机时,主起落架主承力结构的整个金属部件是委托国外制造。但造完之后,起落架的收放出现问题,有5毫米的误差,只好重新订货制造。仅仅是这一点点的误差,影响了歼-10首飞推迟了八九个月。没有全数字化的软件支撑,任何一点细微的误差,都可能成为制造业的梦魇。记者查询公开报道得知,飞豹有54000多个结构件,43万个标准件;最新列装的运-20有近千万个零部件。如此复杂的产品,没有全数字化设计,几乎是不可想象的。

责任编辑:鲁路(QM0002)  作者:张晔