计算机技术在航天航空领域中的应用研究

2021-01-25梁赫光温元宇

通信电源技术 2020年18期

关键词：航空航天合理性效率

梁赫光，温元宇

（1.中国电子科技集团公司第三十二研究所，上海 201808；2.上诺基亚上海贝尔股份有限公司，上海 201206）

0 引言

计算机技术在航天航空制造业中能发挥重要作用，为工业创新发展提供动力，建构完整的技术运维体系和应用控制模式，从而推动航空工业的全面进步和发展。

1 计算机技术在航空航天领域中应用的意义

由于航空航天制造业是较为复杂的工业体系，对工业内容的精度要求较高，因此需要高度的协同化。传统的劳动密集型制造模式已经逐渐不能适应发展需求。将计算机技术融合到航空航天领域中能最大化提升发展水平和进程，在创新发展模式的基础上，提供更加多元化的制造方案，维护经济效益和社会效益的双赢。另外，航空航天领域中应用计算机技术也能对传统工艺进行升级改造，保证现代化技术模式的发展更加多元化，维持工业流程的稳定性和完整性，为产品的高质量生产和效率的全面进步提供保障[1]。

2 计算机技术在航空航天领域内应用的路径

在航空航天领域内应用计算机技术，要结合具体工艺环节选取适宜的技术模式，维持发展动态的同时，发挥不同技术的优势和作用。应用技术方案对具体工作予以转型，共同促进航空航天领域的可持续进步。

2.1 数字化设计技术

近几年，数字化设计技术在航空航天领域内应用的范围在不断扩大，主要体现在装配效率升级和精准管理方面，能打造更加准确且完整的工艺流程，实现数字化发展的目标[2]。例如，在飞机组装的过程中，传统的技术体系要借助样板设计制造或是模拟量数据传递等方式完成初步设计，然后借助对应的技术方案和模式组装处理后利用大量的测试才能判定设计的合理性、安全性以及规范性。这种产出方式不仅存在效率低的特点，也会增加项目的基础成本，甚至因为误差影响整个产品运行的合理性和质量水平。因此，在计算机技术不断发展的基础上，引用数字化设计技术综合评估组装流程和要素，建立简易型和效率型设计方案，应用精密性的技术流程合理优化技术框架能最大化提升综合质量。

此外，数字化技术还能优化设计技术的整体水平，提高配置质量，促进设计方案更加贴合实际需求，建立协调一致的运行模式。因为数字化技术依托互联网，所以能应用计算机技术运行完整的计算流程、存储流程以及整合流程等，保证数字化设计模块和应用模拟装配模块最优化，维护产品信息和关联度处理工作的基本质量，也为数字化运维工作的全面进步提供保障。值得一提的是，数字化技术的应用能减少突发情况和隐患问题的留存，避免重复作业，利用相应的技术纠偏机制能提升细节处理和设计效果，减少装配工作产生的问题和隐患，提高产品制造的综合质量，为航空航天事业的全面健康发展奠定坚实基础[3]。

2.2 多用途ARM计算机技术

该技术主要是建立完整的数据管理系统体系，从而为航天数据管理设备的应用管控提供支持，保证嵌入式ARM单机运行的合理性和规范性，最大化降低航天器数据管理的成本，维护运行的基本效率。在设置公用设备的过程中，要利用系统内部总线完成板间连接处理，划分基础功能模块，维持运行的合理性。基础模块示意图如图1所示。

图1 基础模块示意图

主要借助微处理器建立以太网接口模式，融合多路AD模拟量遥测方案保证测控数据通道的合理性和业务数据通道的流畅性，最大化提升航空航天制造工艺指令控制的基本效率。不仅能提升系统运行维护的时效性，也能结合用户基本需求实现集中驱动，为产品质量优化提供保障。

2.3 集成技术的应用

航空航天生产领域对产品的要求较高。因为工艺较为复杂且精密度指标较多，因此要集中管理生产过程。其中，集成技术能有效建立完整的技术运维模式，尤其是远程控制、整体加工以及编程处理等方面，融合集成技术能最大化地打造完整的制造体系[4]。

远程控制利用计算机体系中的集成技术建立远程模式，融合具体步骤，提升装配工程远程处理的合理性和效率，在削减成本的同时提升装配工程应用运行水平。整体加工利用多元化的资源进行专业性处理，利用计算机网络技术支持体系调动多方技术支持完成制造工序，并且落实客户下单→生产制造→交付处理的一体化加工模式。在计算机技术不断发展的时代背景下，编程处理是实现统一管理和协同控制的基本方式。利用程序性编程机制可以维持生产过程信息的安全性，减少管理成本，促进技术体系和管理体系的协同进步。结合CPU处理要素对具体内容进行编程控制时，需按照测试、平台以及连接等要求保证信息交互的合理性。编程CPU示意图如图2所示。

图2 编程CPU示意图

2.4 数控加工技术

对于现代化制造业而言，数控技术具有重要的意义和价值，尤其是在全球经济一体化逐渐形成的时代，我国装备制造业要融合自身的行业优势，建立健全完整的数控加工技术模式，保证共同开发和协同制造的综合价值。值得一提的是，数控加工技术的应用能维持优质的性能，减少航空航天装配过程的难度，维持航空航天领域中数控技术运行管理的综合价值[5]。

数控加工技术的应用能提升设备精密度和表面设计工作的完整性，打造科学合理的规划模式，优化航空航天基础设施处理工作的基本质量，还能有效缩短加工路线，结合设备应用性能进一步提升调配设备运行管理的综合质量，在维持装配效率的基础上，也保证了设备的最大化价值和运行效率。此外，数控加工技术的应用能有效减少数据计算时间，利用云计算和大数据挖掘等技术保证信息分析的及时性和规范性，简化传统数据处理的难度。升级装配程序，减少重复性的操作和步骤，精简运行方案，维持技术流程和控制规划的综合价值。

2.5 可重构计算机技术

可重构计算机技术主要针对的是小卫星荷载服务系统，利用对应的技术模式就能维持小卫星平台运行的稳定性，并对指令和遥测等进行集中式处理。

2.5.1 软件设计

利用FPGA器件进行加载处理，尤其是在卫星系统出现异常的情况下，能进行重新加载的操作，保证了故障区域的隔离控制，尽量减少损失。可重构计算机技术初步方案设计框架如图3所示。

图3 可重构计算机技术初步方案设计框架示意图

2.5.2 硬件设计

应用中央处理器、存储器、微处理器监控、总线接口以及电源单元等建立完整的核心配置机制，从而有效记录和存储微型系统的临时性数据，保证定时脉冲的准确性[6]。另外，系统会结合差异化任务加载应用程序，确保大容量执行卫星信号数据存储管理的综合价值，也保证了应用效率，为方案设计工作的提升优化提供支持。

2.5.3 系统设计

在应用可重构计算机技术进行系统处理的过程中，系统启动后能借助程序进行自检处理，有效加载对应的操作系统，维持控制权的移交，交予计算机操作系统完成数据的分析和运行，并且保证状态合理性，进一步完善应用程序的控制水平。值得一提的是，程序应用在SRAM运行模式中无需访问Flash存储程序，就能维持缓存和程序运行质量，最大化应用纠错技术检索对应的运行数据，提升航空航天制造行业的精准水平[7]。

2.6 虚拟制造技术

在航空航天中应用计算机技术是为了打造更加完整且权威的运维机制，保证行业运行质量的同时，减少成本损耗，打造更加多元化、安全性以及规范化的运维机制。近几年应用的虚拟制造技术成为了主流方案，能建立更加系统的准确制造流程，借助计算机技术和模拟软件运行方式全过程模拟装配工作，利用虚拟制造技术降低了人工操作不确定性产生的几率，保障了飞机气动外形稳定性和完整性的进一步优化。

一方面，借助计算机展示相应的处理过程，有效辅助工作人员第一时间进行纠错和信息处理，保证尽量降低装配失误，真正意义上降低对制造过程造成的影响，维持合理性和规范性。另一方面，虚拟制造技术也能提升航空航天行业的制造效率，降低生产成本，为规避制造失误和提升制造价值提供保障，创设良好的技术运维管理体系。值得一提的是，虚拟制造技术降低了人工耗时的同时，提升了人员安全和设备安全，升级了制造生产技术[8]。