航空技術的案例
世界航空技術發展報告
2020年，新冠肺炎疫情給世界航空業造成嚴重影響，導致航班大面積停運，機隊大幅削減，公司大量裁員。特別是美國和歐洲因疫情和種族問題引起的混亂，助長了逆全球化思潮，給國際航空業合作蒙上了陰影。為應對各種不確定的威脅和挑戰，越來越多的國家越來越重視空中力量建設，啟動多項航空技術研究新項目，推動軍用飛機、民用飛機、航空動力及機載系統等航空技術進一步發展。
一、世界航空技術及產業發展重要動向
2020年，民用航空受新冠肺炎疫情影響嚴重，運量呈斷崖式下滑，導致航空公司經營陷入困局，紛紛出臺應急方案，并采取降薪裁員等措施，以維持公司的基本運營。同時，世界主要國家和地區為應對疫情沖擊，保持本國航空工業基礎的穩定，加大了對航空領域的投入力度，并持續推進重點項目和技術的研發進程。智能空戰、綠色航空及高超聲速等前沿關鍵技術仍然是各國的關注重點。
（一）新冠肺炎疫情嚴重沖擊世界航空產業
2020年席卷全球的新冠肺炎疫情使航空客流大幅減少，導致絕大部分航空公司陷入虧損狀態，面臨停飛、裁員甚至倒閉的局面，延滯了航空制造商的飛機生產和交付。與2003年非典疫情和“9·11”恐怖襲擊事件相比，此次疫情造成的影響范圍更大，持續時間也更長。
展開 數值仿真技術在航空動力研制中的地位和作用
針對先進航空發動機的技術發展需求，提出了航空發動機數值仿真技術的定義和內涵。從專業、學科、空間、時間、工具等方面給出了航空發動機數值仿真技術的五個維度，從促進航空發動機研制模式轉變等方面分析了其戰略地位和作用。通過國外典型研究計劃和實例分析了國內外發展現狀，指出了我國在該技術領域的主要差距。提出要充分認識數值仿真技術在航空發動機研制中的重要地位和作用，盡快建設和發展屬于我國自己的航空發動機數值仿真系統，建設面向全行業的“航空發動機數據庫”。
1 數值仿真技術的內涵和需求
1.1 數值仿真技術的內涵
航空發動機數值仿真技術是指按照先進軍民用航空發動機研制的需求，以先進航空發動機整機、飛/發一體化復雜系統和流-固-熱多學科綜合數值仿真為特點，以開發具有自主知識產權的仿真系統和專業仿真軟件為重點，結合商用仿真軟件的應用校核和二次開發升級，以整機復雜系統的全流程、全構件、全參數精細準確校核驗證為基礎，依托高性能計算和虛擬現實等先進信息化技術，由仿真軟硬件支撐環境（包括高性能計算和虛擬現實系統）、航空發動機數值仿真系統、仿真綜合驗證試驗平臺等部分組成的先進航空發動機數值仿真與驗證支撐技術體系。總之，航空發動機數值仿真技術的核心就是利用先進計算機技術，基于多學科耦合對航空發動機整機或部件進行高精度高效率的數值模擬計算。
航空發動機數值仿真技術是計算流體力學、計算結構力學、虛擬現實、人工智能、大數據等最新科學研究和計算機信息技術在航空發動機上的綜合應用[1]。
展開 幾種中國先進的航空發動機技術
我國在航空發動機技術方面，有好幾項都是領先國際的。
以下幾種中國先進的航空發動機技術。
一、世界首臺航空煤油再生冷卻超燃沖壓發動機
90年代畢業于國防科技大學航天技術系的王振國教授帶領團隊研究超聲速燃燒機理。于2015年突破全部關鍵技術，成功研制出世界首臺航空煤油再生冷卻超燃沖壓發動機。
同時段美國歷時60年研究，于2013年才得以突破超燃沖壓發動機相關的關鍵技術。不同的是，他們使用的是特殊吸熱型碳氫燃料，這種超燃沖壓發動機雖然可實現10馬赫級別的高超音速，無法解決碳氫燃料持久性問題，工作時長僅能維持10s左右。
在同等級別下中國的航空煤油再生冷卻超燃沖壓發動機，因能夠使航油燃料會比老美的更經濟，并且有更好的續航能力。不僅標志著我國是全球第二個，以超燃沖壓發動機為動力的高超聲速飛行器自主飛行的國家，更代表我國航空發動機技術走上了國際領先的地位。
二、中國首創的“站立式斜爆轟沖壓發動機”
超燃沖壓發動機主要應用于超高音速飛行器，對于航空、空天飛機及超導的發展，都有很大的裨益。隨著中國成為世界上第二個可以研制超燃沖壓發動機后，該領域的技術研發就不斷地在突破。
2020年11月29日，中國科學院高溫氣體動力學重點實驗室主任姜宗林及團隊，對外公布新的超燃沖壓發動機技術研究成果。中國首創的“站立式斜爆轟沖壓發動機”正式亮相，它是一款飛行速度可達16倍音速的高超音速發動機，也突破發動機發展的瓶頸，是現階段高超聲速飛行器的技術核心。
該技術優點包含：1、縮小發動機尺寸，提高可用空間；2、增加發動機的推力裕度，提高飛行速度；3、可在運行中截取氧氣，再通過“轟爆效應”產出比傳統的等壓燃燒模式更高的熱效率。
與此同時，老美的X-51A驗證機和澳大利亞的HIFiR超燃沖壓發動機，因為無法保證燃燒效率，推力達不到要求，進展并不是很順利。
展開 航空發動機仿真技術研究現狀、挑戰和展望
本文論述了仿真技術在航空發動機學科領域維、產品層次維和全生命周期維三個方面的發展與應用現狀，分析了航空發動機仿真技術發展存在的問題，提出了提升仿真能力的戰略措施。
技術 | 無損檢測新技術在航空工業中的未來的發展趨勢
在航空工業中主要用于雷達天線罩、火箭發動機殼體等復合材料構件如氣孔、疏孔、樹脂開裂、分層和脫粘等缺陷的檢測。
2 未來航空工業無損檢測新技術的發展趨勢
隨著航空工業檢測需求的不斷提高，越來越多的無損檢測新技術正逐漸成為航空工業無損檢測保障體系中的新成員，它們彌補了常規無損檢測技術的檢測難點，有著廣闊的應用前景，未來航空工業無損檢測新技術的發展趨勢主要有以下幾個方面。
快速、高效、自動化檢測
為達到提高檢測效率、降低檢測成本的目的，使之更適合未來航空制造業的需求，提高無損檢測技術的功效，就必須開展適合航空制造業快速、高效、自動化檢測的探索研究。據統計，國外自20世紀90年代后期已開始將無損檢測技術研究的重點轉移到快速、高效、自動化檢測的無損檢測方向，而且有了初步應用成果。與發達國家相比，目前我國在這方面的差距還很大。
缺陷可視化
為使缺陷顯示直觀，便于實現對缺陷特征信息的自動、有效的提取和識別，從而為進一步地分析和處置做好前期準備，就必須開展缺陷可視化研究。
適合航空工業的、采用無損檢測新技術的設備、設施的自主研發
要使無損檢測新技術在航空工業中獲得更大的效益，在很大程度上是通過一定的無損檢測硬件平臺來實現的。因此，應在充分利用國際技術平臺但不是盲目地采購實物的基礎上，自主研究和開發適合航空工業的、采用無損檢測新技術的檢測設備、設施。
國內航空工業無損檢測新技術標準和規范體系的建立與完善
為獲得一定的技術支持，以實現檢測結果的準確、可靠，就必須建立與完善國內航空工業無損檢測新技術標準和規范體系。
展開 國產流體仿真技術為中國航空推進技術大會添彩
2025 年第十三屆中國航空推進技術大會于近日開幕，大會匯聚了國內外頂尖科研機構、整機制造商、核心零部件企業及行業專家，共同探討航空推進技術的前沿趨勢與未來方向。積鼎科技攜航空發動機流體仿真解決方案精彩亮相，憑借在霧化燃燒、壓氣機多工況模擬、流固熱耦合、機械潤滑等核心領域的技術突破與實踐成果，吸引了眾多航發領域核心用戶的關注。
航空發動機被譽為 “工業皇冠上的明珠”，其內部涉及燃燒、傳熱、氣動等復雜且耦合的物理過程，對設計精度、性能穩定性及可靠性有著極致要求。傳統依賴實體試驗的研發模式，不僅成本高昂、周期漫長，還難以深入洞察發動機內部流場細節，制約了技術創新效率。積鼎科技深耕CFD領域多年，自主研發的流體仿真軟件VirtualFlow和CFDPro，為航發研發提供從設計優化、性能驗證到故障預判的全面技術支撐。
大涵道比民用航發
聚焦燃燒室痛點，高精度霧化燃燒仿真引領技術突破
燃燒室作為航空發動機的 “心臟”，其霧化燃燒效率直接決定發動機的推力、燃油經濟性與排放水平。積鼎科技針對燃燒室研發中的霧化效果差、燃燒不穩定、壁溫控制難等痛點，打造了高精度、全流程的霧化燃燒仿真解決方案。
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高精度橫風霧化
VirtualFlow 軟件融合了多種先進數值方法，實現了從噴嘴內流場到燃燒室內點火、燃燒全過程的精準模擬。
展開 仿真科普｜翱翔長空，探索宇宙：CAE仿真技術引領打造航空航天新紀元
航空航天工業作為國家綜合實力的重要標志，同時也是現代工程技術的典范之一。在航空航天研制的全過程中， 仿真技術一直發揮著提高研制效率和質量、減少實物試驗反復、降低研制風險和成本以及加快研制進程的重要作用。
圖片來源：網絡
01 航空航天工業仿真的關鍵技術
1. 流體力學仿真
計算流體力學是通過數值方法求解流體力學控制方程，并預測流體運動規律的學科，在航空航天中主要應用于航空發動機。由于航空發動機的進排氣、風扇、壓氣機和渦輪都是內部流動，因此在航空發動機中主要進行的是內流計算流體力學研究。[1]
圖片來源：網絡
2.動力學仿真
利用仿真技術，對航空航天器的運動過程進行模擬，以預測其飛行軌跡、姿態等關鍵動力學特性，從而為飛行控制和導航系統的設計與優化提供堅實可靠的科學依據。
3.結構強度仿真
通過仿真技術，對航空航天器的結構進行模擬和分析，預測其受力、變形等性能。結構強度仿真應用計算結構力學，計算從零件到部件、組件、分系統以及整臺航空發動機的結構性能。
圖片來源：第十三屆中國國際航空航天博覽會
4.燃燒仿真
計算燃燒學是對燃燒的基本現象和實際過程進行計算機模擬的一門學科，為深入認識航空發動機燃燒過程和燃燒裝置的設計及研制提供了重要手段。當前，燃燒數值仿真技術進一步朝著系統級高保真的方向發展。
5.材料仿真
材料仿真是指通過模擬材料的組成、結構、性能及服役性能，研究材料從納觀、微觀、介觀到宏觀的多個尺度范圍內存在的各類現象與特征，從而預測材料的結構和物化性質，是航空航天材料設計、優化與實踐的重要手段。
展開 CAE干貨丨航空發動機三維數值仿真技術
大數據、人工智能、物聯網、數字孿生等新一代信息技術與傳統制造業相融合，正在引發第四次工業革命。這次工業革命將基于數字和互聯網形成價值創造的新生態系統，推動航空發動機企業數字工程轉型，即實現物理系統全生命周期數字鏈貫通、虛擬系統全生命周期數字鏈貫通，以及利用數據、信息和知識的集成分析實現發動機系統的虛實交互、實時分析、動態評估以及上下游縱橫無死角數據追溯，幫助航空發動機實現需求捕獲更精準、研制過程更敏捷、使用效能上臺階，從而加速實現航空發動機自主研發和制造生產。
航空發動機數字工程實踐將仿真技術的重要性推上了一個新的高度，而大量先進信息技術的引入也為航空發動機仿真技術的發展帶來了新的動力，不斷推動著仿真技術的變革，為航空發動機產業高質量發展奠定堅實基礎。
數據驅動的高效、高精度仿真模型構建
數據科學是大數據時代下的一門新學科，它以數據作為媒介，利用數據驅動和數據分析方法去揭示物理世界現象所蘊含的規律，是由統計學、計算機科學和社會科學高度融合的一整套知識體系。
對于新時期航空發動機而言，技術復雜程度和性能指標要求越來越高，研發難度顯著增大。在傳統的航空發動機部件級、整機級數值仿真過程中，已經積累了海量的數據以及復雜的模型，但一方面仿真結果大多都比較簡單，可能使仿真精度和可靠性不足；另一方面缺乏對仿真數據的管理和高效的數據共享機制，使得仿真數據無法在航空發動機研制過程中得到有效利用。
展開 航空發動機仿真技術研究現狀、挑戰和展望
航空發動機仿真技術研究現狀、挑戰和展望
摘 要：仿真技術是支撐航空發動機自主研發的重要手段，體現了一個國家的高端裝備研發水平，可大幅提高航空發動機的研發效率和質量，減少實物試驗反復，縮短研制周期，降低研制成本。本文論述了仿真技術在航空發動機學科領域維、產品層次維和全生命周期維三個方面的發展與應用現狀，分析了航空發動機仿真技術發展存在的問題，提出了提升仿真能力的戰略措施。
關鍵詞：航空發動機；仿真技術；發展；挑戰；展望
1 引言
1 引言
仿真是一門基于控制論、系統論、相似原理和信息技術的多學科綜合性技術。它以計算機系統和專用設備為工具，利用模型對實際或設想的系統和過程進行模擬，是支撐產品研發的重要手段。
航空發動機正向研發是一項復雜的系統工程。傳統的航空發動機研制通常依靠實物試驗暴露設計問題，采用“設計-試驗驗證-修改設計-再試驗”反復迭代的串行研制模式，造成研制周期長、耗資大、風險高。未來航空發動機技術復雜程度和性能指標要求越來越高，產品研發難度顯著增大，研制進度愈加緊迫，傳統的研發模式已難以滿足發展需求，需要實現從“傳統設計”到“預測設計”的模式變革，而仿真是助推航空發動機研發模式變革的重要手段。
航空發動機仿真融合了先進航空發動機設計技術和信息技術的最新成果，是在計算機虛擬環境中，實現對航空發動機整機、部件或系統等的高精度、高保真多學科耦合數值模擬。通過仿真，可深化對航空發動機內部運行本質和規律的認識，提前暴露可能出現的故障、發現設計缺陷，大幅提高研制效率和質量，減少實物試驗反復，降低研制風險和成本，加快研制進程。
航空發動機的仿真對象包含氣動/燃燒/結構/強度/材料等學科領域維、部件/子系統/系統等產品結構層次維，以及設計/試驗/制造/維修等全生命周期維等對象。
展開 英國航空航天技術新突破：新型復合材料焊接技術
AGC aerocomposites(復合材料航空航天組件供應商)，已經開發出一種新型的熱塑性復合材料焊接技術，使復合材料焊接性能得到優化。
AGC aerocomposites最近完成了他們的“CoFusion”項目，項目資金來自國家航空航天技術開發項目(NATEP)，在此期間該公司分別與英國國家復合材料中心、騰卡特先進復合材料和勞斯萊斯合作。該項目旨在優化一個創新的、低成本的熱塑性復合材料焊接工藝的效率和適用性。
“CoFusion”項目表明，碳/聚苯硫醚(PPS)復合熱元件能夠通過利用電阻復合焊接元素焊接形成復雜組件，且該元素中不含金屬網格和插入物。
由此產生的焊接組件的高強度和疲勞性能已經在試樣和組件水平中被證明。低成本的設備和材料僅用三分鐘就可以加熱到焊接溫度。該過程并不局限于平面組件，有明顯曲率的面板同樣可以焊接。生成的都是高質量焊縫，符合標準的超聲波無損檢測規范。
焊好的頂帽夾芯板與相同的鉚件在生產和結構上進行抗扭強度和疲勞試驗對比。焊接構件具有較高的剛度和強度可達鉚件的五倍。運行350000周期無損傷的焊接構件的疲勞性能也明顯優于僅用50000個周期的鉚件。
Wayne Exton，AGC aerocomposites首席執行官說到：“CoFusion”項目是我們公司追求復合材料技術進步的一個巨大機會，焊接熱成型熱塑性復合材料形成高效輕量組件的能力允許我們繼續為我們的全球客戶提供創新、高品質、高性價比的產品。
NATEP的資金運行了18個月，項目的總預算為275000英鎊;其中一半的資金來自NATEP。
玻纖布生產廠家https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=bxb
展開 兩機仿真丨航空發動機零部件、整機級三維數值仿真技術詳解
大數據、人工智能、物聯網、數字孿生等新一代信息技術與傳統制造業相融合，正在引發第四次工業革命。這次工業革命將基于數字和互聯網形成價值創造的新生態系統，推動航空發動機企業數字工程轉型，即實現物理系統全生命周期數字鏈貫通、虛擬系統全生命周期數字鏈貫通，以及利用數據、信息和知識的集成分析實現發動機系統的虛實交互、實時分析、動態評估以及上下游縱橫無死角數據追溯，幫助航空發動機實現需求捕獲更精準、研制過程更敏捷、使用效能上臺階，從而加速實現航空發動機自主研發和制造生產。
航空發動機數字工程實踐將仿真技術的重要性推上了一個新的高度，而大量先進信息技術的引入也為航空發動機仿真技術的發展帶來了新的動力，不斷推動著仿真技術的變革，為航空發動機產業高質量發展奠定堅實基礎。
數據驅動的高效、高精度仿真模型構建
數據科學是大數據時代下的一門新學科，它以數據作為媒介，利用數據驅動和數據分析方法去揭示物理世界現象所蘊含的規律，是由統計學、計算機科學和社會科學高度融合的一整套知識體系。
對于新時期航空發動機而言，技術復雜程度和性能指標要求越來越高，研發難度顯著增大。在傳統的航空發動機部件級、整機級數值仿真過程中，已經積累了海量的數據以及復雜的模型，但一方面仿真結果大多都比較簡單，可能使仿真精度和可靠性不足；另一方面缺乏對仿真數據的管理和高效的數據共享機制，使得仿真數據無法在航空發動機研制過程中得到有效利用。
展開 
仿真科普｜翱翔長空，探索宇宙：CAE仿真技術引領打造航空航天新紀元
航空航天工業作為國家綜合實力的重要標志，同時也是現代工程技術的典范之一。 當前，科技創新與產業換代為主的新一輪工業革命正在全球展開，國家“十四五”規劃綱要明確提出，要加快建設制造強國、網絡強國、數字中國，構建數字驅動的產業新生態，以數字化轉型整體驅動生產方式變革 [1] ，同時，我國社會經濟的發展和國防能力的提升也對航空航天行業提出了更高的要求。
在航空航天研制的全過程中， 仿真技術一直發揮著提高研制效率和質量、減少實物試驗反復、降低研制風險和成本以及加快研制進程的重要作用。
圖片來源：網絡
航空航天工業仿真的關鍵技術
1流體力學仿真
計算流體力學是通過數值方法求解流體力學控制方程，并預測流體運動規律的學科，在航空航天中主要應用于航空發動機。由于航空發動機的進排氣、風扇、壓氣機和渦輪都是內部流動，因此在航空發動機中主要進行的是內流計算流體力學研究。[2]
圖片來源：網絡
2動力學仿真
利用仿真技術，對航空航天器的運動過程進行模擬，以預測其飛行軌跡、姿態等關鍵動力學特性，從而為飛行控制和導航系統的設計與優化提供堅實可靠的科學依據。
3結構強度仿真
通過仿真技術，對航空航天器的結構進行模擬和分析，預測其受力、變形等性能。結構強度仿真應用計算結構力學，計算從零件到部件、組件、分系統以及整臺航空發動機的結構性能。
圖片來源：第十三屆中國國際航空航天博覽會
4燃燒仿真
計算燃燒學是對燃燒的基本現象和實際過程進行計算機模擬的一門學科，為深入認識航空發動機燃燒過程和燃燒裝置的設計及研制提供了重要手段。
展開 航空領域計算流體力學應用技術沙龍
尊敬的女士/先生：航空科學技術是20世紀以來極為活躍且具有影響力的科學技術領域，也是現代科學技術新成就的集中應用領域，其中蘊含了無數科學技術工作者的智慧，堪稱技術與藝術的融合之作。作為致力于工程研發和創新服務的新型企業，海基科技多年來在航空專業中不斷探索積累，形成了獨特的1D+3D CFD綜合解決方案，并積累了大量使用經驗。為促進業內專業人士的交流、將已有成果加以分享、時刻跟進航空科技領域的新發展并在未知領域與客戶共同求索，海基科技將于2016年7月12日在沈陽舉辦“航空領域計算流體力學應用技術沙龍”，屆時，將為您介紹航空方面最新的綜合解決方案，以及業內同行間最新的應用進展，海基科技誠邀您的參加！
以下是本次沙龍的日程安排：
報名鏈接：https://jinshuju.net/f/GiwQ0l
聯系人：趙女士
傳真：010-82324448
電話：010-82318880#608
郵箱：zhaoxm@hikeytech.com
展開 航空周刊介紹10項可重塑航空航天領域的技術
2018年7月7日，美國航空周刊刊登了記者格雷厄姆·沃里克（Graham Warwick）的文章，梳理了未來對航空航天領域可能有重大影響的技術，本號對其進行了翻譯，供讀者參考。
1、高超聲速技術
在過去的幾十年中，美國的高超聲速技術研究時斷時續，致使原來對中俄的技術優勢消失殆盡。而就在最近的兩年中，美國軍方已經完成了對高超聲速技術從忽視到重視的轉變。現在美國至少有三個高速打擊導彈項目在研，而針對敵方高超武器的防御需求也迫在眉睫。DARPA的火箭加速“戰術助推滑翔彈”和超燃沖壓動力吸氣式高超武器概念驗證機將于2019年試飛，洛克希德·馬丁公司火箭動力高超聲速常規打擊武器計劃于2022年裝備美國空軍。如果這個勢頭得以繼續，對可重復使用系統的地面和飛行試驗也有推動作用。
展開 硅谷團隊借鑒航空發動機技術設計新式淋浴頭
硅谷團隊借鑒航空發動機技術設計新式淋浴頭
對于忙于工作奔波的人們，有時候下班回家沖個熱水澡，也是一天中最放松消除疲勞的時刻。
硅谷有一家6個人的初創團隊，從航空發動機噴嘴的技術原理尋找靈感，創新了淋浴噴頭的設計，讓人們獲得更好的沐浴體驗，同時還能節省70%的水資源。
設計團隊邀請了蘋果CEO庫克，Google前CEO施密特等實際體驗，很快獲得了大佬們的慷慨投資。
創新的省水設計和挑戰
工程師們通過仿真分析，讓噴頭噴灑出非常微小的水滴，不僅可顯著減少用水量，而且還能打造出舒適、籠罩全身的暖云團，獲得桑拿SPA般的舒適體驗。
但是因為淋浴噴頭的水滴過小，那么水釋放出來時熱能很快就會消失。水在剛離開噴頭時是熱的，但到達淋浴者身上時就涼了很多。如果水量過大，則會造成水的浪費。因此要省水，必須在噴頭的水量跟熱量中取得平衡。
圖源來自：nebia
原先的設計方法是動手加工淋浴頭的原型，不斷測試它們，再改進，然后繼續創建新的原型。在改進中需要新的零配件，以及對新設計進行詳盡測試。這種不斷循環迭代的方法，使得淋浴頭的設計成本變得非常昂貴，而且耗時。
工程師們希望找到能夠替代大量的物理樣品加工和測試的新手段，這樣才可以加速新產品的設計迭代，最大化降低產品的開發費用。
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