CN112836292B - 一种飞机通用质量特性论证方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于飞机通用特性论证技术领域，具体涉及一种飞机通用质量特性论证方法，包括：设定飞机执行任务过程；设定飞机执行任务过程的保障流程；设定飞机性能及其通用质量特性参数；基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，论证飞机通用质量特性。
Description
技术领域
本申请属于飞机通用特性论证技术领域，具体涉及一种飞机通用质量特性论证方法。
背景技术
随着对飞机可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性等方面关注度的提高，飞机研制过程中，通用质量特性成为与飞机性能同等重要的指标。
当前，飞机研制过程中，通用质量特性论证大多是利用目前飞机状态进行预计，以各性指标均可能达到的最大值作为设计目标，这就导致通用质量特性设计与性能设计存在两张皮问题。在飞机实际研制过程中，经常会出现通用质量特性向性能让步的现象，难以起到指标牵引作用。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种飞机通用质量特性论证方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种飞机通用质量特性论证方法，包括：
设定飞机执行任务过程；
设定飞机执行任务过程的保障流程；
设定飞机性能及其通用质量特性参数；
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，论证飞机通用质量特性。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机执行任务过程，具体为：
设定首架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点；
设定中间架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、完成握手、离开任务点；
设定末架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、飞行后检查阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机执行任务过程的保障流程，具体为：
设定每架飞机执行任务过程的保障流程为：
接受任务后进行起飞前准备，检查是否有故障，若有故障，则进行维修、停放；
若没有故障，则滑行到起飞位、起飞，出航、执行任务，返航、停放，判断任务是否完成，若任务未完成，则判断是否需要转维修，需要转维修时，进行维修、停放，不需要转维修时，再次进行起飞前准备；
若任务完成，则进行飞行后检测，不存在故障时，进行停放，存在故障时，进行维修、停放。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机性能及其通用质量特性参数，包括：
设定平均故障间隔飞行时间，服从指数分布；
设定平均修复时间，服从对数正态分布；
设定出航时间，为常数；
设定返航时间，为常数；
设定任务区时间，为常数；
设定再次起飞前平均准备时间，服从正态分布；
设定平均严重故障间隔时间，服从指数分布；
设定平均换发间隔时间，服从指数分布。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量，具体为：
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数，利用MATLAB进行仿真，以蒙特卡诺方法对分布参数进行抽样，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机通用质量特性论证方法中，还包括：
更新部分飞机性能及其通用质量特性参数；
重复基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量。
附图说明
图1是本申请实施例提供的飞机通用质量特性论证方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的飞机执行任务过程的保障流程示意图；
图3是本申请实施例提供的飞机任务的仿真结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种情形下飞机执行任务需求数量统计示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种情形下飞机执行任务需求数量统计示意图。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图5对本申请做进一步详细说明。
一种飞机通用质量特性论证方法，包括：
设定飞机执行任务过程；
设定飞机执行任务过程的保障流程；
设定飞机性能及其通用质量特性参数；
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，论证飞机通用质量特性。
对于上述实施例公开的飞机通用质量特性论证方法，领域内技术人员可以理解的是，其基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，可快速有效的论证飞机通用质量特性。
在一些可选的实施例中，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机执行任务过程，具体为：
设定首架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点，如下表所示：
设定中间架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、完成握手、离开任务点，如下表所示：
设定末架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、飞行后检查阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点，如下表所示：
对于上述实施例公开的飞机通用质量特性论证方法，领域内技术人员可以理解的是，其设计中间架次飞机执行任务过程的任务区阶段包括完成握手，可有效保证中间架次飞机与在先架次飞机执行任务的连续性。
在一些可选的实施例中，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机执行任务过程的保障流程，具体为：
设定每架飞机执行任务过程的保障流程为：
接受任务后进行起飞前准备，检查是否有故障，若有故障，则进行维修、停放；
若没有故障，则滑行到起飞位、起飞，出航、执行任务，返航、停放，判断任务是否完成，若任务未完成，则判断是否需要转维修，需要转维修时，进行维修、停放，不需要转维修时，再次进行起飞前准备；
若任务完成，则进行飞行后检测，不存在故障时，进行停放，存在故障时，进行维修、停放，具体如图2所示。
在一些可选的实施例中，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述设定飞机性能及其通用质量特性参数，包括：
设定平均故障间隔飞行时间，服从指数分布；
设定平均修复时间，服从对数正态分布；
设定出航时间，为常数；
设定返航时间，为常数；
设定任务区时间，为常数；
设定再次起飞前平均准备时间，服从正态分布；
设定平均严重故障间隔时间，服从指数分布；
设定平均换发间隔时间，服从指数分布。
对于上述实施例公开的飞机通用质量特性论证方法，领域内技术人员可以理解的是，其设定飞机性能及其通用质量特性参数包括设定平均故障间隔飞行时间、平均修复时间、出航时间、返航时间、任务区时间、再次起飞前平均准备时间、平均严重故障间隔时间、平均换发间隔时间，具体数值可根据飞机的初步方案进行设定。
在一些可选的实施例中，上述的飞机通用质量特性论证方法中，所述基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量，具体为：
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数，利用MATLAB进行仿真，以蒙特卡诺方法对分布参数进行抽样，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量。
在一个更为具体实施例中，设定飞机性能及其通用质量特性参数如下：
| 小时 | 服从分布 | |
| 平均故障间隔飞行时间 | 8 | 指数分布 |
| 平均修复时间 | 3 | 对数正态分布 |
| 出航时间 | 2.6 | 常数 |
| 返航时间 | 2.4 | 常数 |
| 任务区时间 | 1.5 | 常数 |
| 再次起飞前平均准备时间 | 1.5 | 正态分布 |
| 平均严重故障间隔时间 | 60 | 指数分布 |
| 平均换发间隔时间 | 1500 | 指数分布 |
所需执行的任务为对某任务区连续侦察24小时，利用MATLAB进行仿真，以蒙特卡诺方法对分布参数进行抽样，开展10000次仿真，结果如图3所示，飞机需求数量统计如图4所示，所需飞机不少于8架的概率为90％。
在一些可选的实施例中，上述的飞机通用质量特性论证方法中，还包括：
更新部分飞机性能及其通用质量特性参数；
重复基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，论证飞机通用质量特性。
对于上述实施例公开的飞机通用质量特性论证方法，领域内技术人员可以理解的是，飞机性能及其通用质量特性参数间存在约束关系，不断更新飞机性能及其通用质量特性参数，重复进行仿真，论证飞机通用质量特性，可更好的平衡飞机性能、通用质量特性。
例如限定以6架飞机完成对某任务区连续侦察24小时，通过原型系统论证可知，增加飞机翼展，可提升飞机性能，同时由于空间的增加，可改善维修特性，在飞机翼展增加至最大情况下，飞机任务区时间可增加至2小时，平均修复时间可缩减至2小时，设定飞机性能及其通用质量特性参数如下：
| 小时 | 服从分布 | |
| 平均故障间隔飞行时间 | 8 | 指数分布 |
| 平均修复时间 | 3 | 对数正态分布 |
| 出航时间 | 2.6 | 常数 |
| 返航时间 | 2.4 | 常数 |
| 任务区时间 | 1.5 | 常数 |
| 再次起飞前平均准备时间 | 1.5 | 正态分布 |
| 平均严重故障间隔时间 | 60 | 指数分布 |
| 平均换发间隔时间 | 1500 | 指数分布 |
基于上述飞机性能及其通用质量特性参数进行仿真，飞机需求数量统计如图5所示，小于6架飞机的概率为90％，可认为上述参数满足飞机的性能要求。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种飞机通用质量特性论证方法，其特征在于，包括：
设定飞机执行任务过程；
设定飞机执行任务过程的保障流程；
设定飞机性能及其通用质量特性参数；
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，得到执行任务所需的飞机数量，论证飞机通用质量特性；
所述设定飞机执行任务过程，具体为：
设定首架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点；
设定中间架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、完成握手、离开任务点；
设定末架次飞机执行任务过程包括出动阶段、出航阶段、任务区阶段、返航阶段、飞行后检查阶段、停放阶段、维修阶段，其中的任务区阶段包括进入任务点、实际执行任务、离开任务点；
所述设定飞机执行任务过程的保障流程，具体为：
设定每架飞机执行任务过程的保障流程为：
接受任务后进行起飞前准备，检查是否有故障，若有故障，则进行维修、停放；
若没有故障，则滑行到起飞位、起飞，出航、执行任务，返航、停放，判断任务是否完成，若任务未完成，则判断是否需要转维修，需要转维修时，进行维修、停放，不需要转维修时，再次进行起飞前准备；
若任务完成，则进行飞行后检测，不存在故障时，进行停放，存在故障时，进行维修、停放；
所述设定飞机性能及其通用质量特性参数，包括：
设定平均故障间隔飞行时间，服从指数分布；
设定平均修复时间，服从对数正态分布；
设定出航时间，为常数；
设定返航时间，为常数；
设定任务区时间，为常数；
设定再次起飞前平均准备时间，服从正态分布；
设定平均严重故障间隔时间，服从指数分布；
设定平均换发间隔时间，服从指数分布；
所述基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量，具体为：
基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数，利用MATLAB进行仿真，以蒙特卡诺方法对分布参数进行抽样，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量；
所述飞机通用质量特性论证方法还包括：
更新部分飞机性能及其通用质量特性参数；
重复基于飞机执行任务过程、执行任务过程的保障流程、性能及其通用质量参数进行仿真，论证飞机通用质量特性，得到执行任务所需的飞机数量。
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