第一篇:航空专用网络故障检测技术研究论文
摘要:文章深入研究了多种航空专用网络技术,根据航空网络特点和具体应用的需求,分析总结了航空专用网络中存在的多种故障模式,并针对各种故障模式提出了适用于航空网络的切实可行的故障检测方法。该方法目前已在多个型号飞机的机电、航电网络上论证并实现,经过了实验室和机上大量的功能测试和验证,可满足具体型号的技术要求,能够及时准确的检测出网络运行过程中的已定义故障,具有良好的可用性和可靠性。
关键词:航空网络;故障检测
随着网络技术的飞速发展,多种适用于航空电子的专用网络技术(如AFDX网络、FC总线、1394总线、1553总线技术)也得到了大力发展。航空网络技术具有连线少、资源能共享能力强、稳定性好、适应性强、易于维护和扩展等优点,能够显著提高了飞机的综合性能。为了提高航空网络技术的稳定性和可靠性,这就需要自主研发相应的网络故障检测技术,用以保证整个机载网络中各设备安全可靠的运行。航电系统的网络结构复杂,各类传感器、终端设备和接口数量众多,对网络故障检测技术的安全性、稳定性和正确性的要求非常高,一般的网络故障检测技术无法满足其需求。因此,应该大力研究和发展航空专用网络故障检测技术。本文根据机载网络的故障检测要求,重点研究了多种拓扑结构下的网络故障模式,并针对故障模式提出了对应的故障检测方法。
1航空网络故障检测的需求
航空网络故障检测技术,不仅应该在系统规定的条件下检测出已定义的故障,还必须满足其自身的特殊需求,即:1)实时性:故障检测技术必须能够高效监视航空网络中多个节点设备的状态,必须能够在规定的时间范围内检测出已定义故障;2)可靠性:故障检测技术本身必须是可靠的,能够技术检测出故障且不会误报不存在的故障;3)低流量:尽管被监视的网络中各种设备数量众多、位置分散,但故障检测技术作为一种基础服务引入网格环境中,要求其对整个网格通信性能影响到尽可能的小,所耗费的资源尽可能低;4)灵活性:航空网络中的故障检测技术会用于网络中各个不同的设备,要与不同类型的应用程序兼容,要求故障检测技术能够根据应用程序类型的不同和需求的不同,相应调整检测策略。
2航空网络特点分析
航空网络的故障模式与网络的协议特性和拓扑结构密切相关,分析故障模式时必须考虑网络协议特性的拓扑结构
2.1航空网络的协议特性
航空专用网络协议多种多样,他们具有如下共同的特点:1)可靠性:航空网络对数据通信的可靠性要求较高,希望各设备按照事先定义的方式稳定运行,不允许既定数据丢失,也不允许产生不希望的数据。2)实时性:航空专用网络对数据通信的时间有着严格的要求,即规定了多个设备间的数据通信应该在固定的时间内完成,不可拖延。3)确定性:航空专用网络应具有可定义性,且各个消息应该在规定的范围内到达目的节点,该时间范围可确定。
2.2航空网络拓扑结构
航空专用网络一般为星型或总线型的拓扑结构,其中比较有代表性的有星型结构的AFDX网络技术,和总线结构的ARINC825CAN网络技术。AFDX网络结构为可拓展的星型拓扑结构,由端系统(EndSystem)、交换机(Switch)和传输链路组成,每个交换机允许连接若干个端系统,多个交换机可以互联组成更大的网络。ARINC825网络结构可设计为总线型拓扑结构,多个节点机通过与公共总线连接,组成总线型互联网络。该网络中的各个节点之间可以是对等的关系,也可以根据实际需要设计为主从模式。
3故障模式分析和检测
航空网络由节点机和连接节点机的设备组成。可以按照故障所在的位置,将航空网络中的故障分为单节点故障和网络连接故障。
3.1单节点故障分析和检测
单节点故障是指网络中某一单个节点发生了故障,该故障只对本节点的相关功能有影响,不应影响网络整体功能。该故障有以下几种类型。1)硬件故障硬件故障是指构成节点设备的各部分硬件出现的故障。硬件故障一般与时间和环境相关,一般来说,硬件故障可能是FLASH故障、CPU故障、SDRAM故障、DPRAM故障、时钟故障、PCI总线故障等。该故障的检测方法分为以下几种:对于DPRAM或SDRAM等具有存储功能的部件,检测一般为方法读写操作或CRC校验和对比;对于CPU或DSP等具有计算功能的部件,检测方法一般为算术和逻辑运算。2)软件故障软件故障是指软件没有按照既定的方式运行,或无法应对突发的异常时产生的故障。该故障一般为逻辑级故障、数据结构故障、软件差错和系统级的故障。软件故障的检测方法有:看门狗、心跳检测、状态监控、异常中断。3)通道故障通道故障是指节点设备的通信通道出现了故障,无法接入网络。通道故障的检测方法较多,但最可靠的检测方法为收发环路法,即节点机向网络中的另一设备发送一个请求,并在固定的时间内收到该请求的正确响应。
3.2网络连接故障分析和检测
链路故障是指网络中连接各节点机的链路发生了故障,该故障可能导致整个网络无法正常通信。该故障有如下几种类型。1)核心设备故障航空网络中的核心设备为网络通信的关键部件,一般是指星型拓扑结构中的交换机,或者总线型拓扑结构中的总线连接设备。核心设备故障故障是指这些关键设备无法正常工作,从而导致整个网络上所有节点不能通信,成为一个个孤立的节点设备。2)网络断裂网络断裂是指网络中某处通道连接的故障,导致多个节点组成的整体网络断裂成若干个局部网络,虽然各个节点的通信功能正常,但无法执行整体的网络功能。3)节点脱离节点脱离是指某节点设备与网络的连接断开,无法了接入网络中。该故障会导致此节点与网络脱离,成为孤立的节点。从以上分析可知,检测网络连接中的故障,不仅要检测单个节点,还应充分考虑所有节点的相互通信。可以引入网络管理的概念,在网络中定义一个管理端,其他的节点作为代理端。管理端可以主动的向代理端发送Get请求,代理端收到请求后将自身的状态信息整理好发回管理端,管理端就可以获取网络中其他节点的状态信息,从而获取网络中其他节点的状态(包括节点自身状态和与网络的连接状态)。
4故障检测实现与验证
4.1单节点故障检测方法
对于单个节点的故障,采用BIT(Build-In-Test)的方法进行检测。BIT可根据运行时机分为三类:上电BIT、周期BIT、维护BIT。1)上电BIT:该功能在设备上电时执行,检测设备的关键部件是否存在异常,如CPU、存储设备(FLASH、DPRAM)、时钟。该项检测应该在很短的时间内完成,并存储检测结果。2)周期BIT:该功能在设备正常工作时周期的执行,在不影响正常功能的情况下检测设备中的部件是否存在异常,该检测应注重实时状态,如软件是否正常运行,时钟是否稳定增长。该检测应周期执行,并存储检测结果。3)维护BIT:该检测在设备处于维护状态时执行,应该全面的检测设备的运行情况,检测范围可以很广,检测时间可以较长。该检测在设备正常运行时禁止使用。三类BIT的使用规则为:上电后立即执行上电BIT,设备运行过程中周期的执行周期BIT,设备在维护状态下执行维护BIT。网络中的设备多种多项,所以BIT的检测项和检测方法可根据具体情况来定义。三类BIT综合使用,可以全面的检测出设备中已定义的故障。将三类BIT的检测结果综合处理,形成节点状态信息,并将该状态信息妥善存储,将周期BIT的检测结果实时更新到该信息中。
4.2网络连接故障检测方法
网络连接故障检测的基本思想为:网络管理。在网络中,将某一节点定义为管理端,其他节点定义代理端。管理端可以向所有代理端发送请求,并在规定时间内接收到各个代理端的响应消息,根据收到响应消息的情况判断整个网络中的故障类型。但由于管理端本身也是一个节点,也有可能出现连接故障和设备故障,所以网络中设置两个管理端互为备份。使用网络管理方法进行网络连接故障检测的判断准则如下:1)管理端向某节点发送请求后,没有在规定时间内接收到响应消息,则可判断该节点故障。故障类型可能为连接故障或节点设备故障。通过查看该节点的自身状态信息,判断故障为连接故障还是节点故障。2)管理端向某节点发送请求后,在规定的时间内收到了响应消息,但响应中的状态信息中存在异常情况,即可检测出该节点中存在的具体故障。3)管理端向某节点发送请求后,在规定的时间内收到了响应消息,且响应中的状态信息中不存在异常情况,则说明该节点没有任何故障,可正常工作。
5总结
本文设计和实现的机载网络故障检测方法已完成工程设计与实现,并通过了大量测试验证,其功能和性能满足系统的应用要求。该技术对我国自主研发新一代飞机的机载网络技术具有重要意义和价值。由于机载网络技术的发展与升级,且网络中存在的故障很难定义全面,还应该深入分析网络的特点,提高存在故障的定义率;并考虑故障检测技术的可靠性、安全性需求,进一步改进和完善适用于航空网络的故障检测技术。
第二篇:低温压力容器无损检测技术研究论文
摘要:在压力容器中,低温压力容器是十分常见的一种压力容器,在液氧、液氮、液化二氧化碳以及天然气这些液化气体的运输和存储中都发挥着极其重要的作用。本文将对目前情况下低温环节中对压力容器的检测的不足之处进行探讨,对无损检测技术在应用中的优势进行全面分析,介绍无损检测技术的类型,希望能对低温压力容器的安全使用有所帮助。
关键词:低温压力容器;无损检测技术;应用研究
低温条件下压力容器存储的通常都是危险性比较高的气体,因此在运输和储存的过程中一定要对其安全性进行全面的检查。在低温压力容器中应用无损检测技术,能有效提高检测工作的工作效率,并使检测的准确性大大提高。
1使用无损检测技术的优势
使用无损检测技术进行低温压力容器的安全性检测,能在很大程度上提高检测工作的精准程度,但是在实际应用中是存在很多限制因素的,会直接导致无损检测技术在使用的时候有一定的缺陷存在。为了更好的解决这些问题,相关检验人员要综合使用更多的技术方式来对工作效率进行提高。也就是说,无损检测技术的应用是一个独立的个体,不能独立存在,但是能保证不给容器本身的结构和使用产生损害,这就是这项技术使用的明显优势。在使用无损检测技术的时候要结合压力容器的检查项目,来选择最合适的检测方式,同时还要对制造使用的工艺和性能进行检测,确保其质量上没有问题存在。综合做到以上几点能更好的保证压力容器的检测结果。也有相关研究证明,如果只使用无损检测技术通常不能顺利的找出压力容器内部存在的问题,所以为了更好的完成检测工作,保证压力容器的质量安全,检测人员应该使用多种容器检测的方式帮组无损检测技术在使用中可能出现的漏洞进行检查。
2无损检测技术的分类
低温压力容器的环境通常是在零度以下的不同温度下,因为其主要作用就是运输和储存气体,而不同气体使用的容器不论在介质、温度、罐体结构等方面都是大不相同的,所以在检测的时候也应该使用不同的检测方式。目前使用范围比较广泛的无损检测技术如下:声发射检测技术、超声检测技术、红外热检测技术以及磁记忆检测技术。其中第一种和第二种技术主要使用在容器内部缺陷的检测中,红外检测技术以及磁记忆检测技术主要针对的是容器外表面的检测工作。
3检测低温压力容器过程中无损检测技术的使用方法
3.1声发射检测技术
声发射检测技术在低温压力容器中的应用原理是因为物体在受到作用力的情况下会产生一定的能量。这种技术能检测的材料范围很大,不会被材料的大小和形状影响,除此之外,低温压力容器不管是发生气体的泄漏、液体渗漏还是构件的轴承出现滑动,都可以使用声发射技术进行检测,而且在容器的应用过程中,可以实现对容器使用情况的长期监控。还有一点,一旦容器材料出现的缺陷超出安全范围,声发射检测系统还能自动报警,让维修人员在第一时间能够发现问题并进行解决。但是不容忽视的是,声发射检测技术不能对压力容器的剥离情况进行检测,如果需要检测容器的剥离情况,应该结合其他检测技术进行综合使用,这样才能保证低温容器的质量。
3.2超声检测技术
超声检测技术使用原理是利用罐内反应的频率获得容器内部相关的使用数据。这项技术在实际使用中检出率很高,因此相关研究人员也十分重视这项技术的使用。具体使用的优势还表现在,不但能检查低温容器表面存在的裂缝问题,还能检测容器内部的焊接情况。而在检测的过程中,容器的反应频率一旦出现异常的变动,就说明低温容器的运行出现了问题,提示工作人员应该及时采取有效措施解决问题。
3.3磁记忆检测技术
这种检测技术顾名思义,就是指铁磁材料在运行的过程中在介质容器中产生一种记忆。这种记忆包括其运行过程中的介质容器情况,也包括容器局部的磁场异常情况。而在磁记忆检测系统发现这些问题之后就会发出检测信号,检测人员根据这些信号可以发现磁场出现异常的具体位置,然后
采取最有针对性的解决措施。这种技术使用的时间比较短,因此需要改进的地方还有很多,能够提升的空间也很大。
3.4红外热检测技术
所谓红外热检测技术主要是指对红外射线的特点进行充分利用,照射低温压力容器,然后能对容器内部的情况进行充分的了解和掌握。这种技术的使用能够大大减少对容器的损害,并能有效提高容器的检测效率。并能由此使相关工作的检测人员利用在线检测的方式对压力容器进行热传导的信息进行完全掌握。热传导的过程信息能对容器的使用情况进行全面的展示,对出现异常的部位进行准确的标注。也就是说,红外线检测技术能对罐内的异常情况进行及时的发现,使用这种检测技术也能有效的避免压力容器在低温情况下出现安全事故。
4结语
压力容器在低温条件下储存的都是比较危险的气体,其安全性需要引起人们的广泛关注和重视。目前使用的无损检测技术有声发射检测技术、超声检测技术、红外热检测技术以及磁记忆检测技术。实际应用中能够证明,使用这些方式能有效提高低温压力容器在运输和存储过程中的稳定性和安全模型,也是在目前情况下改善压力容器安全隐患的最有效的方式。
参考文献:
[1]奥林巴斯艾因蒂克西南地区第十一届无损检测学术年会暨2011年(昆明)国际无损检测仪器展览会云南省机械工程学会无损检测分会第七届代表大会会议通知[J].无损检测.2011(07).[2]SecretariatofChineseSocietyforNondestructiveTesting.中国机械工程学会无损检测分会第八届全国年会、国际无损检测技术研讨会暨展览会在苏州成功举办[J].无损检测.2003(11).[3]刘小宁,刘岑,张红卫,刘兵,袁小会,杨帆.对“基于实测数据的特种球形压力容器爆破压力计算公式”一文的商榷[J].应用数学和力学.2016(05).[4]王淦刚,赵军,赵建仓,杨晓东,迟鸣声,甄佳威,李建勇,朱平,刘非凡,杨富.P92新型耐热钢焊接接头的力学性能研究及其工程应用[J].电力设备.2007(05).[5]沈功田,段庆儒,周裕峰,李帮宪,刘其志,李春树,蒋仕良.压力容器声发射信号人工神经网络模式识别方法的研究[J].无损检测.2001(04).
第三篇:P2P网络体系及检测技术研究论文
摘要:P2P网络是一个分布式网络模型,也叫对等网络,网络中的节点都有相同或相近的责任,其特点就是降低以服务器为核心的地位,充分整合分布在终端主机上的资源,如CPU资源、网络资源和存储资源等。跟传统的C/S模式有着巨大的区别,也就是说,在对等网络中,各个节点的地位是平等的,可以同时作为服务端又可以作为客户端。
关键词:P2P;结构化;流量识别
P2P(Peer-to-Peer)并非一种全新的技术,互联网最基本的协议TCP/IP并没有客户机和服务器的概念,所有的设备都是通讯平等的一端。由于受早期计算机性能、资源等因素的限制,大多数连接到互联网上的普通用户并没有能力提供网络服务,从而逐步形成了以少数服务器为中心的客户机/服务器(Client/Server)模式。但是,随着互联网跟人们生活的联系日益紧密和深入,人们需要更直接、更广泛的信息交流,P2P技术充分利用互联网广泛分布的资源,扩大了资源利用范围,改变共享方式,提高了资源共享效率,比C/S模式更具稳定性和健壮性,去中心化,使其应用日益丰富,流量迅速增长。
1、P2P基本概述
对等网络技术起源于最早的网络互联时代,当时的计算机可以不通过服务器而能直接互相访问,例如上世纪70年代的USENET和FidoNet网络就是基于资源共享的。随着计算机网络化进程的不断前进,互联网主要以客户机/服务器(C/S)为主体模式,在此应用中必须在网络中拥有服务器,信息则是通过服务器与客户端进行交流。服务器作为资源的拥有者,对各个客户端提供资源下载,这就是传统意义上的C/S模式。但是此种模式有一个共同的弊端:服务器端的资源有限,伴随着连接用户数的激增,服务器的性能和服务器的带宽将经受严重考验,这在一定程度上降低了服务质量,从而制约了客户数的增长。
对等网络的出现打破了传统C/S模式的概念,它允许各终端与另一个终端直接进行通信,上传或下载资源,并且随着加入P2P网络的节点的增多,上传或下载资源的速度就越快,这就远远增强了信息传输的速度和效率。所以,P2P网络是一种不通过中继设备直接交换资源和服务的技术,它允许网络用户直接获取对方的文件。所有的用户都能访问到别人的电脑资源,并进行文件的共享,而不需要链接到服务器上再进行浏览与下载。
2、P2P体系结构
P2P体系结构大致归纳为两种,一种是非结构化的P2P,另一种是结构化的P2P[1]。
结构化P2P采用纯分布式的消息传递机制和根据关键词查找的定位服务。分布式哈希表(DHT)[2]技术是如今主要采纳的技术,此类系统代表的有加州大学伯克利分校的CAN项目和TaPestry项目,麻省理工学院的Chord项目以及微软研究院的Pastry[3]项目等。
如今大多数P2P系统都是采用的非结构化的P2P网络,这种非结构化的P2P网络总共经历了四代的发展,现在就此四代的历程做以简述:
第三代混合式的结构。如图3所示,混合式P2P模型综合了以上两种结构的特点,在此模式中,依然去除集中服务器,只建立超级节点,也叫搜索节点,其他节点叫普通节点。搜索节点用来处理普通节点的搜索请求,拥有强大的处理器、硬盘空间、连接速率,和普通节点相互协作,共同管理整个网络,它们之间组成了一个自治的簇。所有的簇就构成了一个混合式的结构。每个簇内结构与集中服务器结构类似,如果普通节点要进行资源搜索,首先是在本地所在的簇内查询,仅当搜索结果不完全时,才在其他搜索节点之间采取有限的广播,得到查询的目的后,就可以同时对拥有资源的多个节点进行获取。这就要判断资源是否为相同资源,是的话就要对资源进行分片处理。
总的来说,采用这样的模式,普通节点受控于搜索节点,可以抑制病毒和恶意攻击等行为,并且可以减少网络堵塞,检索耗时等负面影响。
第四篇:网络信息理入侵检测技术研究论文
摘要:随着现代信息技术的进步,越来越多的企业通过计算机进行全面信息的管理,但是在一些情况下,外部木马等的介入会对于企业的数据储存进而造成信息泄露等,所以说针对于现代企业而言,网络安全工作具有十分重要的意义。在这个大前提下,企业如何处理网络信息管理中的入侵检测技术变得非常重要。本文进行了相关分析,希望带来帮助。
关键词:网络信息;管理;入侵检测技术
在现代之中,一些非法分子利用木马进行相应的隐藏,然后通过对于计算机植入木马,进行一些信息的窃取。现代企业在面临网络非法分子进行信息盗取过程之中,首先应该对于入侵行为有着明确的认识,这就需要现代的入侵检测技术了,对于入侵行为有着明确的判定,才能真正的展开后续行动,这对现代网络信息管理而言十分重要。
1网络信息管理中入侵检测技术概述
(1)入侵检测技术在网络信息管理之中的作用。如果说现代计算机作为系统,那么入侵检测技术就相当于保安系统,对于关键信息的储存位置进行定期检查和扫描,一旦发现外来不明用户杜宇关键信息进行查询,便对使用用户进行警告,帮助用户进行入侵行为的相关处理,保障关键的信息系统和数据信息不会收到损坏和盗窃。入侵检测技术同样会对系统之中存在的漏洞进行检查和通报,对于系统之中的漏洞而言,往往便是入侵行为发生的位置,所以针对于这些位置进行处理,更为良好的保证整个系统的安全,对于现代企业网络系统而言,入侵检测技术便是保障的第二道铁闸。
(2)现阶段入侵检测技术的主要流程。通常情况下,入侵检测技主要可以分为两个阶段。第一个阶段便是信息采集,主要便是对于用户的各种信息使用行为和重要信息进行收集,这些信息的收集主要是通过对于重点信息部位的使用信息进行查询得出的,所以说在现代应用之中,入侵检测技术一方面应用了现代的检测技术,另外一方面也对于多种信息都进行了收集行为,保证了收集信息的准确性;第二个阶段便是处理相关信息,通过将收集的信息和过往的信息进行有效对比,然后如果对比出相关错误便进行判断,判断使用行为是否违背了网络安全管理规范,如果判断结果为肯定,那么便可以认定其属于入侵行为,对于使用用户进行提醒,帮助用户对于入侵行为进行清除。
2现阶段入侵检测技术的使用现状
(1)网络信息管理中入侵检测系统的问题。入侵检测技术作为一种网络辅助软件去,其本身在现阶段并不是完善的,自身也存在漏洞。所以说很多非法分子的入侵不仅仅是面对系统的,很多先通过入侵技术的漏洞来进行。针对现阶段的使用过程而言,入侵检测技术仍然存在自身的漏洞危险,也存在主要使用风险。在现阶段存在危险的方面主要有两个方面。一方面便是由于入侵检测系统存在漏洞;另外一方面便是现代计算机技术的发展。无论是相关的检测系统亦或是相关病毒,都是现代编程人员利用C语言进行编程,伴随着相关编程水平的不断提高,两种技术同样得到了自我发展,所以说很多hacker高手在现代的入侵行为之中,已经不能以旧有的眼光来进行相关分析。所以说新的时期,入侵检测技术也应该得到自我的发展,同样针对于应用网络的相关企业做好安全保证,保证信息技术在现代之中的发展。
(2)现阶段网络信息管理之中入侵检测技术存在的问题。网络信息管理之中的入侵检测技术在现代之中仍然存在问题,同样是两个方面问题。一方面是由于入侵技术自身存在漏洞,在现阶段很多入侵检测技术是通过对于入侵行为进行有效的提取,将行为进行归纳,对于行为是否符合现代网络安全规范,然后判断结果是否为入侵。很多时候,入侵行为往往较为隐秘,所以说这就导致了相关的入侵检测技术不能对于入侵行为进行提取,更无从谈起其是否符合网络安全规范。另外一方面的问题便是检测速度明显小于入侵速度,这也是在现阶段常见的问题。随着现代网络技术的发展,网络速度已经得到了有效的自我发展,很多入侵检测过程之中,很多时候检测速度小于网络检测速度,这样的情况下,一些行为尚未进行阻拦,便已经达成入侵的目的了,进而导致了信息的丢失,所以说这方面的问题同样应该得到改善。企业在应用之中,也应该注意这种速度的问题,防止因为速度进而造成自身信息丢失等。
3网络信息管理之中入侵检测技术的具体分类
(1)异常检测,异常检测顾名思义,便是对于入侵行为进行检测,但是由于入侵的性质未定,这就导致很多时候入侵检测技术进行了无用功。现阶段往往入侵检测技术通过建立一个行为轮廓来进行限定,如果入侵行为已经超过了这个行为轮廓,便确定其为入侵行为。这种模式大大简化了行为判定的过程,但是由于过于简单的相应行为也容易出现相关漏洞。在实际工作之中,往往非入侵行为但是在行为轮廓行为之外的网络访问行为,但是在入侵检测技术之中被判断为入侵行为,造成了工作的重复。所以说在进行行为轮廓的确定时,同样应该由一些特征量来确定,减少检测工作可能出现的失误,进而可以提升检测工作的效率;另外一方面可以设置参考数值,通过参考数值的评定来进行评判,在入侵检测技术之中,参考数值非常重要。
(2)误用检测,其应用前提便是所有的入侵行为进行识别并且进行标记。在一般情况下,误用检测便是通过攻击方法来进行攻击签名,然后再通过定义已经完成的攻击签名对于入侵行为进行相关判断。很多行为都是通过漏洞来进行,所以误用检测可以准确的判断出相应入侵行为,不仅预防了入侵行为,还可以对于其他入侵行为进行警示作用。这种技术在实际使用过程之中,提升了入侵检测数的效率和准确。
4结语
在现代信息技术得到发展的今天,网络信息管理已经成为了现代企业非常重要的组成部分。针对于网络安全而言,其自身往往具有一些技术之中的漏洞,所以同样容易引发入侵行为。针对于入侵行为,现代之中有着入侵检测技术,本文对于入侵检测技术的使用进行了分析,希望为相关人员带来相关思考。
参考文献
[1]张丽.入侵检测技术在网络信息管理中的应用分析[J].中国科技博览,2014,第16期:12-12.[2]陈莹莹.网络信息管理中入侵检测技术的研究[J].信息通信,2013,06期:99-99.[3]张伟.计算机网络信息管理系统中的入侵检测技术[J].计算机光盘软件与应用,2014,11期:168-169.
第五篇:航空论文
飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题,推动航空航天材料科学向前发展;各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性,极大地促进了航空航天技术的发展。
航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现:例如,铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展;高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展:例如,古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术,从而使高性能的叶片材料得到实际应用;复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展,使它在不同的受力方向上具有最优特性,从而使复合材料具有“可设计性”,并为它的应用开拓了广阔的前景;热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件,如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步:现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构;材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱,而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息,为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据,为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段,才有可能应用于飞行器上。因此,世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所,从事航空航天材料的应用研究。
简况 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展,从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47%),钢(占35%)和布(占18%),飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝,使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加,飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用,飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后,材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功,解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料,如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等,以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程,但加热速度较慢,热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
分类 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等;按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,有的则受到重量和容纳空间的限制,需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能,有的需要在大气层中或外层空间长期运行,不可能停机检查或更换零件,因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是:材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力,提高机动性能,加大飞行距离或射程,减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数:
比强度=/
比刚度=/式中[kg2][kg2]为材料的强度,为材料的弹性模量,为材料的比重。
飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷,因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。
优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行,有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度,在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能,并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上,喷射速度可达十余个马赫数,而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子,弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上,温度高达上万摄氏度,有时还会受到粒子云的侵蚀,因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变,一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂,这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料,如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等,才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂(如浓硝酸、四氧化二氮、肼类)和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时,由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程,出现“冷焊”现象;非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化,有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染,密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的,以求适应于空间环境。
寿命和安全 为了减轻飞行器的结构重量,选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命,被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器,人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全,对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度,而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据,并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命,以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验,确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。
报告题目:我国航空发动机发展简述
所属系部:航空工程及自动化系
学生姓名: 万奎 班级、学号: 075032-28 专 业:飞机制造技术
西安航空职业技术学院制
2007年12月20日
摘 要
本文主要介绍我国航空发动机的发展状况,以及对我国未来航空发动提出了一些建议。依次是从我国航空发动机概貌、航空发动机的作用、我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因、对我国航空发动机发展的浅见以及我国常用的航空发动机等方面阐述我国发动机在民航领域和军事领域内的应用及重要作用。主要以发动机的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介绍给读者,让读者对我国航空发动机的发展能够有一个充分的认识和了解。同时也告诉航空发动机的科技工作者他们肩上的责任。要努力的发展我国的航空发动机事业,缩小与发达国家之间的差距。
关键词:航空发动机
目录
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一 我国航空发动机发展道路的选择
二 我国航空发动机发展历程回顾
三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因
四 对我国航空发动机发展的浅见
随着社会的发展,科技的进步,人们在不停的改造这个世界。在很久以前,人们把升天看作是几乎不可能实现的事。可那些现如今已经变成了现实,并且人们把它当作一个高科技产业去发展。不管是在民航领域还是在军事领域都有广泛的发展前景。
要发展一个国家的航空事业,关键的核心就是要看这个国家的航空发动机水平的高低。飞机的飞行是要靠强大的动力系统的推进才能起飞的,没有了发动机那么飞机就是一堆可供人观赏的废品。因此,现代的人民认为,航空发动机水平的发展是衡量一个国家是否成为大国的重要标志。尤其是对我国这个航空事业比较落后的来说,航空发动机的发展显得尤为重要。它不仅仅是一个国家军事实力的重要标志之一,更重要的也是一个国家科技水平的重要标志之一。因此,可以毫不犹豫的这样说:“一个国家的科技水平的发展需要航空事业,一个国家的军事力量需要靠先进的航空事业做后盾。在战争中,是否拥有制空权还是要靠航空事业,而航空事业发展的核心又在于航空发动机的发展水平的高低。”所以说,航空发动机对发展航空事业是至关重要的。一 我国航空发动机发展道路的选择
虽然我国的航空发动机走的是一条引进仿制的路,其过程历经了不少失误与反复,但仍走完了引进-仿制-改进改型的全过程,积累了丰富的改进改型与生产经验。而且,20世纪80年代以来进行的高性能推进系统的预先研究工作,在核心机方面取得了重大进展,使我们有了一定的技术储备,已经具备了走适合我们自己的发动机发展道路的条件。总结我们过去走过的路,借鉴国外的成功经验,我们认为,目前应当集中物力财力,突破重点型号,以满足国内急需,在此基础上加大预先研究力度,走以核心机衍生的发展道路,在条件合适的情况下开展国际合作。
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(1)集中力量,突破重点型号。
国防动力的需要使我们不可能坐等研制出我们自己具有领先水平的航空发动机,因此,把改进改型的路继续走下去以满足军机发展的动力需求是当务之急。20世纪80年代中期,我国在国外某核心机的基础上研制的涡扇10发动机预计到2005年可装备部队,推重比7.5,相当于国外第三代发动机的技术水平,这将使我国与航空发达国家在航空发动机性能水平上的差距缩短到20年左右,为下一阶段的自行研制奠定基础。
(2)加强预先研究,走以核心机为基础的衍生发展道路。
总结我国新机研制的经验,代表一个新机水平的关键技术往往成为型号发展的障碍,其根本的原因在于技术储备不够。因此,下大力气搞好预先研究工作,集中有限的资源多开展几个类似“航空推进技术验证计划(APTD)”的预先研究,突破推重比为10一级的发动机的技术关键,进行技术储备,不仅是我国发动机发展的现实需要,而且是发动机发展规律的客观要求。
核心机主要是指基准发动机上的高压系统,它包括高压压气机、主燃烧室和高压涡轮三大部件。在一个成熟的高压系统基础上加上不同的低压系统,就可衍生出各种形式的发动机,因此,核心机可以理解为同一级别发动机的发展平台。研制核心机主要有以下优点:a.缩短发动机的研制周期,降低成本,提高可靠性。b.可增加发动机的通用零件数,改善互换性。c.使发动机的研制周期赶上飞机的研制周期,且大幅度降低新机的发展经费。据国外经验,在一台成熟的核心机上发展新机只要3~5年,经费也只有全新发动机的40%左右。
另外,核心机的发展可促进新技术的发展,先进的核心机指标可以推动设计研究、试验、测试工作向前发展,带动新材料、新工艺的革命,但核心机的
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发展必须以大量的预先研究和技术储备为基础。我国近50年来测绘仿制经验和近20年来的预先研究积累已经具备了发展推重比为10一级的核心机的条件,因此,改革现有的发动机发展的组织管理体制,加大投入,坚定不移地根据国情发展相应水平的核心机,不断衍生出各类航空发动机,逐步向国际先进水平靠拢应是我国下一阶段发动机发展的主要道路。
试车中的F100发动机
(3)以我为主走国际合作的道路。
从前述美、英、法的发动机发展道路中可以看出,进入20世纪80年代以来,进行国际合作是当今发动机发展的主要途径之一。通过国际合作来分担经费和风险,加快进度,开拓市场,这是发动机所具有的知识密集、技术密集和资金密集的特点所决定的。不同的国家进行国际合作的目的是不同的,发达国家进行国际合作的目的是为了减小投资风险、扩大市场占有率与盈利水平;对于技术比较落后的国家来说,合作的目的则是想学到新的技术与先进的管理经验,以尽早使自己走上独立研制之路。国际合作的主要模式有:a.合作
生产。b.合作研制和经营。c.合作研究与发展。目前,我国所进行的国际合作主要是合作生产,这与我国的航空发动机发展水平是相称的。国际合作实际上是另一种竞争的形式,它以实力为基础来进行分工与互利,其目的是为了更大的市场利益和国防竞争的最后胜利。由于社会制度的关系,其它形式的合作对我们来说目前还较难实现,所以,我们应以我为主努力提高我国发动机的研究与发展能力,赶上国际先进水平,到那时,国际合作的大门就会自动向我们打开。
二 我国航空发动机发展历程回顾
航空发动机是飞机的心脏,是飞机性能的决定因素之一。由于战斗机发动机要在高温?高压?高转速和高负荷的环境中长期反复地工作,而且还要求具有重量轻?体积小?推力大?使用安全可靠及经济性好等特点,因此,目前世界上真正具备独立研制发动机的国家只有美?俄?英?法?中等少数几个。中国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的,从最初的仿制?改进?改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机,走过了一条布满荆棘的发展道路。
涡喷5发动机是我国根据前苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种涡喷发动机,由沈阳航空发动机厂研制。涡喷5是一种离心式?单转子?带加力式航空发动机,单台最大推力为25.5千牛,加力推力为32.5千牛,重量为980千克,主要用于国产歼-5战斗机。涡喷5发动机大量使用了高强度材料和耐高温合金,加上喷管的加工工艺要求精度高,叶片型面复杂,加力燃烧室薄壁焊接等多项先进制造技术,对我国当时的制造能力是一个考验。经过各方面的通力合作及努力,首批涡喷5发动机在1956年6月通过鉴定,开始投入批量生产,比原计划提前了近一年多,为国产歼-5战斗机的顺利投产起到了十分关键的作用。涡喷5发动机的研制成功,标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代,成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。
涡喷6发动机是我国根据前苏联提供的PⅡ-9B型发动机技术资料制造的一种加力式涡喷发动机,主要用于装备国产歼-6战斗机及稍后研制的强-5强击机。同涡喷5发动机相比,涡喷6在性能上有了很大的提高,由亚音速发展到了超音速,压气机的结构也从离心式发展为轴流式,其最大推力为25.5千牛,加力推力为31.8千牛,虽与涡喷5相差不大,但重量却减轻了23%,只有708千克,直径也缩短了48%,大大减少了飞机的迎风面积,适合歼-6超音速飞行。虽然涡喷6第一台发动机在1958年就已组装完毕,但因为受到当时“大跃进”运动的影响,使得涡喷6发动机出现了一系列的质量问题,1959年3月交付的60台发动机不断暴露出严重的质量问题,使得当时全军的歼-6飞机几乎全部停飞。1960年,中央军委决定对沈阳航空发动机厂进行全面质量整顿,并对涡喷6发动机进行重新试制。1961年10月,重新试制的涡喷6发动机最终通过了全寿命试车考核,随即转入批量生产,当年即交付了72台,保证了歼-6飞机作战的要求。但由于涡喷6发动机是依据前苏联提供的发动机资料仿制的产品,因此也具有前苏联发动机所存在的一些缺陷。直到1970年,沈阳航空发动机厂才彻底解决了使用中所出现的各种问题,再一次提高了歼-6飞机作战的机动能力。而后又相继研制了涡喷6甲和涡喷6A/B三种型号。
涡喷7发动机是按前苏联提供的P-Ⅱ-300发动机的技术资料制造的,主要用于当时研制的2倍音速歼-7飞机。涡喷7发动机性能较涡喷6有了很大的提高,其最大推力为38.2千牛,加力推力达55.9千牛,分别比涡喷6提高了50%和77%,并且为轴流式双转子结构,带有6级低压气机和2级涡轮组成高压和低压两个转子。火焰筒采用气膜冷却式,加力燃烧室也作了改进,消除了涡喷6发动机高空加力点火不稳定的缺点。尾喷口的调节由自动装置控制,材料上使用了较多的新材料,像压气机和涡轮叶片分别采用了不锈钢和高温合金。无论在性能还是在结构上,涡喷7都较涡喷6复杂,对制造工艺的要求也更加严格。1965年,涡喷7的研制工作全面展开,由于前期准备工作充足完备,试制工作进展顺利,同年10月第一台发动机即装配完成。1966年12月通过技术鉴定,开始批量生产。
1970年改由贵州航空发动机厂生产,后期贵州航空发动机厂对涡喷7发动机的技术又进行了多项革新,大大提高了涡喷7发动机的性能及质量水平。而后伴随着歼-8飞机动力装置的需求,我国又成功研制了涡喷7甲型发动机,成功地实现了从单纯仿制生产到自行设计改型的转变。
1964年,我国开始了新一代歼击机和强击机的研制工作,即歼-9和强-6的研制计划。为此,沈阳航空发动机设计研究所提出了双轴涡喷?单轴涡喷和涡扇三类共22个设计方案进行对比,经过筛选一致认为只有涡扇型可以满足这两种飞机的性能要求,遂将其命名为涡扇6型发动机。这是我国第一次设计大推力发动机,其设计为双轴内外涵混合加力式涡扇发动机,设计最大推力为70.6千牛,加力推力为121.5千牛,推重比为6。涡扇6于1964年10月开始进行初步设计,1966年完成了全部图纸设计。1966年初开始由沈阳航空发动机厂进行样机试制,1969年完成了2台试验机的制造工作。涡扇6的初步调试在1968年就已开始,整个调试工作包括运转试车?性能调试?持久试车?高空台及飞行台试验?国家定型试验等5部分。在5年多的运转调试期间,先后解决了压气机部件性能差和高压压气机喘振裕度小的问题?起动及中转速喘振等故障。1974年,发动机达到了100%转速,进入高转速运转试车。但此时又出现了高压转子振动大?高转速喘振和涡轮前温度超过设计值等问题。1979年11月,所出现的各种问题相继被解决,发动机实现了高转速长时间稳定运转。1980年,涡扇6开始进入性能摸底试验阶段,1981年进行了加力燃烧室试验,发动机加力推力达到了123.5千牛,达到了加力状态的设计性能。1973年,由于歼-9飞机的设计指标进行了修改,性能有了进一步的提升(达到了双2.5,即升限2.5万米,速度2.5马赫),加之为满足1976年上马的歼-13飞机的研制需要,1980年又拟定了对涡扇6发动机的改型方案,即涡扇6G。改进工作主要是在保持原发动机外形尺寸不变的情况下,将发动机的最大推力增加到138.2千牛,最大推力提高到83.3千牛,推重比提高到7。1982年2月,首台涡扇6G进行了地面试验,实测其最大推力和加力推力均达到预期指标,可以进行实机飞行试验,为其进一步发展铺平了道路。然而,在80代初期,由于空军装备体制发生变化,歼-9和强-6飞机计划相继下马,作为其配套动力的涡扇6也失去了使用对象。1983年7月,涡扇6发动机的研制工作全部中止,1984年初,研制计划被正式取消。
涡喷13系列发动机的研制使我国结束了不能研制生产高性能涡喷发动机的历史,虽然其性能及技术还不是特别先进,但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变。进入80年代后,我国的航空发动机研制能力已具备了一定的实力,而这个时期也是我国新型歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ飞机研制的关键时刻。由于飞机性能要求的提高,必须要有一种新的发动机作为这两种飞机的动力装置,因此涡喷13“受命而生”。涡喷13发动机在结构上对压气机进行了大幅度改进,使得喘振裕度明显提高,低压转子加了轴间轴承,振动小,压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金,既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外,还增加了较为先进的发动机控制装置,提高了发动机的控制性能?可靠性和稳定性。发动机的推力也提高到了43.1千牛,加力推力则达到了64.7千牛,分别比涡喷7提高了50%和15%,发动机的翻修间隔也达到了350小时。涡喷13发动机的研制工作从1978年开始全面展开,1980年,首批3台发动机开始进行调试试车,到1984年先后完成了可靠性试车,1985年开始装机试飞,满足了歼-8Ⅱ飞机的研制进度。80年代末,经过改进的涡喷13A发动机也开始了研制,改进的主要方向放到提高性能及可靠性上,并采取了多项措施。改进后的发动机前涡轮温度提高了50度,发动机的加力推力提高到了64.7千牛。多项试验表明,涡喷13A发动机的匹配性好,工作稳定,可靠性有了明显的改善。1991年,涡喷13A开始进入批量生产,成为量产歼-8Ⅱ的改型机歼-8B的标配动力。后又相继研制了涡喷13F发动机?涡喷13FⅠ型发动机以及涡喷13AⅡ和涡喷13B等型号。值得一提的是涡喷13B发动机,该发动机的各方面性能都是涡喷13系列中性能最好的,主要是在压气机?机匣?涡轮叶片及加力燃烧室上作了重大的改进,发动机的加力推力提高到了68.6千牛,耗油率则下降了2.5%,达到了当初的设计目标。
“昆仑”发动机(如下图)是我国第一种完全自行设计?研制的国产涡喷发动机,具有完全的“自主知识产权”,其所使用的技术?材料?工艺等完全立足国内。“昆仑”发动机的研制有几分偶然因素在内,最终能有今天的这个结果非常不易。1984年,上级下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务。1987年正式立项,开始进入原型机的研制阶段。而此时恰逢我国颁布了“全新的发动机通用规范”,上级要求“昆仑”发动机的研制要全面贯彻新的国军标,这使“昆仑”发动机研制进度大大拖慢。“昆仑”发动机的地面试车过程中曾先后出现过高压涡轮叶片折断?高压压气机和低压压气机叶片断裂?发动机管路渗漏油?空中润滑油消耗量过大?舱壁温度过高等问题,而在装机试飞中又出现了部分加力脉冲?加力点火成功率低?高空大速度喘振停车?高空小速度切断加力停车等各种重大技术问题。公司技术人员经过近一年多的攻关,将出现的所有技术问题都圆满解决了,研制工作也顺利进入了最后阶段,最后在2001年12月通过了国家测试,于2002年正式设计定型,历经18年的时间。后来,我国又先后推出“昆仑”Ⅰ?“昆仑”Ⅱ型发动机。尤其是“昆仑”Ⅱ型发动机,其最大推力和加力推力分别比“昆仑”型发动机提高到了53.9千牛和76.4千牛,最大推力和加力推力时的耗油率则下降到0.093千克/牛“小时和0.18千克/牛”小时,推重比为7。由于“昆仑”Ⅱ型发动机的安装方式和外形尺寸与我国大量在役的涡喷7?涡喷13系列发动机基本相同,具有很好的互换性,因此可以很方便地安装到现役各型歼-7?歼-8飞机上,从而使这两种飞机的性能有了一个跨越式的提高,极大地提高了我海空军航空兵的空中作战能力。三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因
关于我国现代航空发动机的性能水平,1989年原航空工业部高推预研办公室与北京航空航天大学管理学院曾进行过定量分析,在修正了美国兰德公司Birkler的TOA模型并发展了中国航空发动机的TOA模型后,用它对我国已获得的和将发展的航空发动机性能水平进行了分析和预测,分析认为,当时我国可获得的航空发动机性能水平与美国的差距约为20年,到2000年这个差距约为25年。在过去的30几年中,我国可获得的航空发动机性能水平提高的平均速度仅为美国的55%,若不采取恰当措施,差距会越来越大。有文献对我国现役航空发动机的主要参数与航空发达国空家进行了对比,认为到2005年我们比发达国家落后20年左右。因此可以认为,我国航空动力的总体技术水平比发达国家落后25~30年。
我国在航空发动机发展中所遇到的问题和造成落后现状的原因是多方面的。在航空界从领导到广大从业人员对航空发动机在整个航空发展中的地位、作用和重要性及“振兴航空,动力先行”的口号已有共识;有权威的飞机专家也都认为“应把发动机发展放在航空的首位”;中央领导也指示“要像抓两弹那样把涡扇发动机搞上去。”对新研制航空发动机,技术难度大、投资费用高和研制周期长等特点,也都有深刻的认识。作为一个航空发动机科技工作者,当然对其当前的落后状态非常焦急和优虑,对其落后的原因经常不断地进行了多年的思考.我认为:我国航空发动机发展落后的关键问题和根本原因是管理。现将对此问题的思考和看法论述如下:(一)航空航天发展对我们的启示
当前航空落后于航天,发动机又落后于飞机,这是客观的事实。为什么航空发动机会落后呢?只要简单对比一下:航天是先研制发展型号而带动工厂生产,而航空是先仿制生产,工厂只管批生产;航天是研究、设计、试验、生产一体化,统一领导管理,航空的发动机设计在研究所与生产工厂是两个独立的(各自为的)组织领导系统。总之,航天是走了自立更生、自我发展、自行研制的道路和有一个完整、协调、统一的符合新机研制的组织管理系统。如果从发展历史看,航空比航天起步还早,航空发动机起始的技术基础也比航天好。所以,这不是个技术问题,而是一个管理问题。
其实,在航空系统也有值得思考和总结的事例。(1)贵州航空发动机研究所无论在技术力量、试验设备和设计经验等方面,都无法与国内的发动机老研究所和大的研究所相比,但该所能不断改进改型,研制成16个型别,改进发展成两个系列发动机,保证了国内歼击机发动机和空海军急需的装备,并出口创汇。深思其根本主要的原因,是从实际出发,遵循了“量力而行,有所作为,循序渐进,发展产品”的设计思想和“厂所结合,公司统一领导”的管理体制。(2)成都飞机公司,多年来改进发展的歼七系列,成为国内主战歼击机并出口创汇,也不能说成飞公司在同行业中技术力量最强,而最重要的是该公司实行了设计、试验、生产一体化的组织领导体制。(3)1984年4月航空工业部实现了两型新机首飞成
功,并能按计划完成了两机定型,主要原因是按系统工程严格科学管理、加强统一领导和组织协调了各分系统。这些事例进一步说明:新机研制发展,技术是很重要的、必要的,但关键是管理。
(二)管理理论给我们提供了依据 世界各国普遍的经验证明:在现代化进程中,资金、技术和管理是三大关键,而管理又处在核心的地位,即管理是现代化关键的关键。美国近代管理学家杜克洛指出:“促进现代社会文明的三根支柱是管理、科学和技术,而管理是促成社会经济技术发展最关键的因素”。人们常说,不论是一项工程还是一个企业的成功是“三分技术,七分管理”。这里不是说笠技术不重要”,只是要强调,技术很重要,而管理更重要。那么,究竟什么是管理?管理的理论是一门科学,是一软科学,管理的实践也是一门艺术:“管理”一词在《管理学》中的定义是:“管理是通过计划、组织、控制、激励和领导等环节,来协调人力、物力和财力等资源,以期更好地达成组织目标的过程”。这里所讲的计划、组织、控制、激励和领导等是管理的五大基本职能,这对航空发动机发展至关重要
(三)过去实践中的问题值得总结
回顾过去航空发动机发展中,新机研制未能最终成功,都不是因为技术问题,而是与执行上述管理职能中的失误有关。
计划职能是根据预测结果和实际需要建立目标,实际需要是制定计划的依据,正确的需要是新机发展研制成功的前提。如当年研制喷发一1A,既没有进行科学预测,更没有掌握空军的实际需要,最终,因空军不用,而停止研制。这正说明计划这一管理职能的重要性。
组织职能是指为实施计划而建立的组织结构和为实现目标而进行的组织过程。我国的发动机设计研究所是学习苏联设计局(O.K.E)的模式,但又未学全学好,只能设计、试验而无工厂保证试制;其实前苏联的发动机设计局也都进行了组织结构重组,改组为航空发动机科研生产联合体;我国航空发动机的管理体制仍然是组织分散,厂所分离,甚至相互对立,或者是有名无实的联合;因而新机是不会更好、更快研制成功的。近年来,为了企业的生存和发展,美国波音和麦道尔公司的合并;德国航空航天工业机构合并,组织结构重组也很成功。这都说明组织这一管理职能的重要性。
领导职能主要是决策和用人,任何事如决策错误,一开始就错了,一切都错了。如决定研制高指标的814号发动机,这种当时接近国际水平、完全脱离我国实际的决策,不仅浪费了人力、物力、财力和时间,最终不得不停止研制;而且也使红旗2号发动机研制半途而废。又如引进斯贝发动机仿制,既无明确的使用对象,又把技术引进与自行研制分割开并对立起来,致使涡扇一6研制失去更好地借鉴斯贝新技术的机会。以上问题,是由于我国没有科学决策机制而造成的。所以说决策科学化是新机发展研制成功的根本。
综上所述,严格的科学管理是航空发动机发展、研制成功的关键,没有科学管理则是其失败的根源。
四 对我国航空发动机发展的浅见
(一)制订航空发动机发展战略
航空发动机发展关系到整个航空发展的全局.其发展战略即是一定时期内航空发动机发展全局性的方针任务及主要目标。目前世界航空大国都在实施航空发动机研究和发展计划,针对我国的落后现状,首先,必须制定出我国航空发动机发展战略,为今后实施提供依据。(二)建立专门决策机构,严格遵循决策程序
专门的决策机构是科学决策的组织保证,它必须由专职的各方面专家和有关领导组成,并要有明确的责任制度。决策程序是决策科学化的重要措施,它从制度上规定了论证、评审和决策的方法和过程,杜绝行政首长意志的干扰。因决策失误,导致新机研制半途而废、无限延期、最终失败或严重浪费,在国内外都不乏其例。为避免“一着失误,全盘皆输”的恶果,必须加强决策科学化。
(三)确立实事求是的设计原则和指导思想
新机研制正确的设计思想首先要处理好先进性与现实性的关系。因设计思想片面迫求,在新机方案竞争遭到失败或最终研制失败的事例,在国内外都不胜枚举。法国和前苏联在技术储备和实力上都不如美国,但是他们都设计研制了先进的飞机和发动机。法国达索公司和SNECMA公司在新机设计上都遵循了“渐改法”的原则;原苏联在新机设计中都贯彻了“简单实用”的原则。对我国来说,技术经济实力更差,法国和前苏联的设计原则和思想,是非常值得我们借鉴的。
(四)改革现行的组织结构和管理体制
不论西方航空发达国家,还是前苏联或俄罗斯.他们都是航空发动机研究、设计、试验、试制和生产一体化的组织管理体制—公司或联合体;而我国是分散的、分离的、分割的。实践证明:只有设计研究与试制生产单位组成一个整体,有共同的利益、共同011事业和共同的目标,才能更好、更快地研制出新机。不仅要厂所结合,而且要“厂所一体,公司统一领导”,才是航空发动机发展和新机研制的组织保证。
(五)树立竞争观念,强化竞争机制,实施多方案竞争
竞争是推动经济和技术发展的动力,能激发和挖掘创新的积极性和潜能,国外正反两方面的经验证明,强化竞争,优选方案是确保成功实施新机研制的重要途径和行之有效的方法。西方航空发达国家是靠竞争机制,前苏联之所以成为军用航空大国,也是由于采取竞争择优机制和竞争的激励作用。我国航空至今还是政府指令,例如歼八11飞机改型选择动力装置,如果采用多方案竞争择优机制,可以断言,会使飞机早日成功并能节约大量研制费用。这也说明,竞争机制无疑是加速我国航空发动机发展的必由之路。
(六)运用系统工程的原理与方法,进行组织管理
系统工程是一门实现系统最优化的科学,是组织管理的科学方法。我国著名科学家钱学森在《组织管理的技术—系统工程》一文中指出“系统工程学则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。”航空推进系统的研制和发展是一项复杂的系统工程,虽然是飞机的一个分系统,但它本身也构成一个相对独立的复杂系统。运用系统工程必然会更有效地推动和加速航空发动机的研制和发展。
(七)抓住机遇、加快预研,加强技术基础的建设 在当前航空发动机技术加速发展的形势下,我们应抓住机遇,尽力引进国外先进技术,但必须坚持自力更生发展我国航空发动机特别是军用发动机的国策。如法国二战后航空技术基础被彻底破坏,但它坚持独立自主发展军用航空发动机作为国策,宁愿本国发动机性能差些,也绝不依靠别国先进的发动机。这种指导思想和自立自强精神.非常值得我们学习。为此,必须加快航空发动机预研发展,加强其技术基础建设。考虑到我国实际及原有基础。设计研制新机,在积极引进英、美的先进技术同时,目前还是以俄罗斯的先进发动机为参考基础,可能会更快更稳妥地发展我国的航空发动机。
(八)发扬创新精神,加强技术队伍的建设
航空发动机发展,归根到底是靠一支高水平的、有进取精神和创新能力的技术队伍。管理的核心是管理人,对人不仅要“管”,更重要的是“理”,即理顺关系、理解人的心理,尊重人的创造。只要人的积极性、主动性和创造性被调动和发挥出来,航空发动机的研制发展,就会出现奇迹。当然,由于航空基层所在地理位置等客观环境条件,不仅要不断提高这支队伍,还要采取有效措施稳定住这支技术队伍。
以上所述,均属管理范畴的意见,为了航空发动机发展,供商榷探讨。笔者认为:上述的意见和问题得不到解决或有效的落实,没有科学管理:特别是组织管理现状不改变,即使国家给再多的投资,引进再多新技术,也研制不出先进的新发动机;即使研制出来,也是耗费几倍不该拖延的时间周期,待研制出来或取得成果,已经大大落后而无人采用了。总之,航空发动机发展的关键和核心问题是管理,这是一个值得认真思考和必须解决的问题。
参考文献
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