当前,民用飞机均采用飞行模拟机替代真实飞机进行飞行训练。飞行模拟机数据包是研制飞行模拟机的基础,包含某一特定型号飞机飞行模拟机所需的设计和性能数据,对于飞行模拟机的仿真度有着直接影响。数据包的数据来源于飞机数据,飞机数据包括总体、结构、飞控等多个专业的工程和试验数据,这些数据构成了一个非常庞大的飞机产品数据结构。随着飞机的研制及运行过程,飞机需要不断地更改,为了保证飞行模拟机的数据与飞机保持一致,必须对数据包进行构型管理。在国际上,波音公司和空客公司均积累了丰富的数据包构型管理经验,随着飞机构型的不断变化,对其提供的数据包不断进行升级。国内对于飞行模拟机数据包构型管理刚刚开始探索研究,但与国外先进水平仍然存在着一定的差距。
1 民用飞机构型管理技术
1.1 构型管理的概念
构型管理是一种面向产品全生命周期的,以产品结构为组织方式,将各阶段产品数据管理起来对其进行关联和控制,从而保证产品数据一致性和有效性的产品数据管理技术。构型管理主要需要建立产品的整体结构,对产品结构进行模块化分解,形成构型项,建立产品的构型管理规则,用于协同产品的更改,进行版本的管理,确保各个阶段产品的技术描述均为有效和完整的。
1.2 民用飞机构型管理
民用飞机的构型管理是一种面向全生命周期的,以产品结构为组织方式,集成和协调与产品构造过程相关的一切产品数据,保证产品和生命周期阶段零件、文档和更改数据的一致性和可控性,提供产品构型的可视化定义和控制的产品数据管理技术。民用飞机构型管理技术当前多采用产品数据管理(DPM)体系,DPM基于飞机部段或飞机系统进行模块化划分,建立构型项,进行构型管理。
2 飞行模拟机数据包数据构型管理
数据包包含大量的数据,如何对这些数据进行分类管理、版本控制与更新追踪,是数据包构型管理需要解决的首要问题。首先要对数据包的数据进行分类,将其分解为相对独立的,便于管理的几个部分,通过对各个部分建立有效性标识,以实现对数据的有效管理追踪。数据类型分解可以参考工ATA发布的《Flight Simulation Training Device Design and Performance Data Requirements》第七版的相关内容,根据该份文件,飞行模拟机数据包包含以下6类数据:
构型/设计数据;
仿真建模数据;
校验数据;
验证数据;
匹配证明数据;
系统确认数据。
对于数据包中数据的构型管理,需要基于飞机构型的变化进行。飞行模拟机数据包的数据大多以二维图形、三维模型、手册、文档等形式存在。对于数据包中数据的构型管理,就是根据相关的配置规则,将飞机生命周期某个阶段所产生的各种形式各种版本的二维图像、三维模型等进行数据分类、跟踪飞机源数据变更,并进行数据管理的过程。二维图形、三维模型、手册、文档等就是数据包的构型项。对于数据包内数据的构型管理就是对构型项的更改、状态、审核等过程的控制,从而集成和协调某阶段的数据,保证该阶段数据内的数据与飞机构型的一致性和有效性。本文中建议的构型项管理采用按照工AAT规范数据类型进行分类管理,即将数据包构型的一级分类按照构型/设计数据、仿真建模数据等六大类分开,而后对每一类数据中的二维图形、三维模型、手册、文档等进行版本控制。
3 飞行模拟机数据包版本管理规则
飞行模拟机数据包版本的产生是飞机数据发生更改的结果。同时数据包版本的管理是针对整个数据包的标识和跟踪过程,而并不是仅仅针对数据包内某一个数据的版本控制,是数据包整体与飞机在其生命周期内某阶段相符合的结果。为了避免版本混乱,需要对数据包给出版本的标识信息,用来唯一地标识数据包的某一版本。最简单的方法是用拉丁字母A,B,C等及数字的组合作为版本号。可以采用线性编排,根据版本产生的时间顺序编排,第一版为A,后续依次为B,C……。也可以采用树状编排则,先划分数据包的大版本,在大版本内设置小版本,即版本为A1,A2,B1,B2,C1……,树状编排更具灵活性。
飞行模拟机数据包版本控制规则的关键在于如何根据飞机构型的更改进行数据包的版本变更。数据包的版本变更取决于对于飞机构型更改的评估,需要评估飞机构型的变更是否对飞行训练造成影响,是否对飞行模拟机提出新的要求,如果评估结果为是,则需要对数据包版本进行升级。如飞机的发动机等重要系统进行了修改、飞机的系统性能和操作品质发生了改变等,均需要对数据包内相关数据进行更新,并对数据包版本进行升级。数据包版本控制机制如图1所示。
图1 数据包版本控制机制
4 结论
本文对民用飞机飞行模拟机数据包构型管理进行了研究,对构型管理的概念、民用飞机构型管理的定义进行了分析,提出了飞行模拟机数据包数据分解方式、数据构型控制的方法,并制定了数据包版本控制的机制,为飞行模拟机数据包构型管理提供了一种通用的技术方法。
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本文标题：民用飞机飞行模拟机数据包构型管理技术浅析
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