高压直流电力系统加速机电系统实现“弯道超车”

　　随着航空技术的发展，中航工业机电系统要为用户做系统级的解决方案，提供系统级产品，同时航空产品复杂程度也不断提高，需要面对复杂系统的技术方法。中航工业机电系统的产品也正从传统的仿制、测绘等逆向工程方法向创新研制的正向工程转变，需要系统工程的方法论做指导。

　　根据国内外的形势变化，中航工业集团公司副总经理张新国曾在多个场合强调：“随着工业产品复杂度的增加，产品研究和开发周期的缩短及需求变化，航空武器装备研发已经成为一个复杂的系统工程，必须要进一步转变思维方式，适应现代工业化发展的需求，应用系统架构和企业业务模型的方法，强化发展战略和业务执行的协调与对准，不断提升核心竞争能力。”

　　为了落实中航工业集团公司具体要求，中航工业机电系统董事长王坚带领经营班子做出战略部署。他强调，科技创新是机电系统实现“弯道超车”的必由之路。优秀的系统级供应商与主机是双向的支撑关系，目前机电系统落后于飞机技术发展已是共识，所以必须高度重视机电技术发展。要站在面向系统、面向基础、面向未来的高度，谋划好航空机电产业发展，制定出航空机电产业发展的“路线图”，并为之做好技术和人才储备。

　　同时在民机产业发展中，中航工业机电系统开展了对外合作，民机工作的规则、要求发生了变化，国外合作方的工作方法大多已经是基于模型的系统工程方法，这就迫切需要机电系统在整个系统内进行工作方法的升级和提升。

　　为了让集团公司的有关政策能够在机电系统落地，中航工业机电系统决定根据自身实际，选择系统内单位对“基于模型的系统工程”这一方法论进行试点。其中中航工业庆安、中航工业电源被中航工业机电系统选为第一批试点单位。

　　通过试点和推广，机电系统要建立起以机电系统产品生命周期流程为指导的系统研发体系，使系统需求定义、需求分析、系统架构和设计的工程流程达到“五化”，即“显性化、结构化、规范化、信息化和普及化”的要求。

　　高压直流电力系统试验平台使得机电系统实现“弯道超车”

　　为了落实中航工业专业化整合发展战略，按照世界航空电力系统发展趋势整体推动专业发展，机电系统重组旗下航空电力系统优势研发制造资源，于2013年10月底在西安高新区成立了中航机电系统有限公司航空电力系统事业部（以下简称为事业部），并获得中航工业航空电力系统研发中心批复。

　　事业部作为中航工业机电系统航空电力系统基础技术与前沿技术研究中心、系统集成与演示验证中心，还在努力打造成为航空电力系统专业的产业发展与决策支持中心、科技管理与情报服务中心、现代科学管理和高端研发人员储备中心。

　　在中航工业机电系统的坚强领导下，事业部及其成员单位全面拥有了各类飞行器电力系统和相关产品的研制配套能力。发电子系统、一次配电子系统、二次配电子系统、二次电源子系统、电动机和各类关键器件等产品覆盖国内各种机型；与国外知名系统供应商共同参与了中国商飞C919飞机电力系统的研制，与美国UTAS公司建立了合资公司，参与了UTAS、GE等多个公司电力系统产品的转包生产工作；与清华、浙大、北航、西安交大、西工大、南航及英国诺丁汉大学等国内外多个知名高等院校保持着长期的产学研合作关系。

　　与此同时，在中航工业机电系统的牵头组织下，事业部于2014年3月组织中航工业电源、中航工业津电、中航工业贵阳电机、中航工业天义、中航工业曙光五家成员单位开展了高压直流电力系统联合验证试验工作，该试验旨在研究高压直流电力系统中发电子系统、配电子系统及用电设备之间的兼容性，希望结合产品级与系统级数字建模仿真-试验验证-仿真模型优化的设计流程方法，打通正向研制思路，进一步为系统中各参研单位的产品研制提供试验数据支持，使其能在接近实际使用环境中的状态下对各产品进行验证分析，尽早暴露产品问题，缩短研制周期。最终实现为现役、在研及下一代预先研究产品的研制提供可靠、先进的试验验证平台，从而实现“一代平台，多代机载”的目的。

　　在中航工业机电系统多位领导的关心和支持下，高压直流电力系统联合验证试验工作组经过一年多的努力，组织百余人按照4个小组开展了工作，完成了27项参试产品的部件级及系统级仿真模型搭建；通过对产品功能及性能的仿真分析，结合试验数据，对模型进行改进优化，初步建成模型数据库；近期正在对系统的通讯控制进行深入研究，期望打造更高端的高压直流电力系统联合验证平台。

　　2015年5月7日，中航工业集团公司副总经理张新国到事业部检查，他对高压直流电力系统试验的进展表示肯定，尤其是试验中物理实验与数字仿真并行开展所取得的进步表示满意。他指出，目前高压直流电力系统试验的工作成果与基于模型的系统工程设计思想不谋而合，试验中完成的数学建模、仿真分析、试验数据等都为系统工程的开展奠定了坚实的基础，后续需结合“基于模型的系统工程”理念，在系统需求分析、系统功能分析、系统架构、逻辑等方面进行突破，从而在系统工程工作中较快取得成果，充分实现航空电力系统的正向设计。

　　高压直流电力系统试验平台对于中航工业机电系统来说有着特别重要的意义：首先，研究工作由被动变主动，充分的试验数据和分析可以主动给主机提供系统解决方案；其次，搭建了一个集仿真与试验为一体的研究平台，解决了许多在单一产品研制和试验中难以发现的问题，获得了宝贵的航空电力系统试验数据和试验经验。为基于模型的系统工程在航空电力系统的战略落地，打下了坚实的基础，使航空电力系统走在正向设计的道路上。

　　高升力系统加速中航工业机电系统实现“弯道超车”

　　以前在型号研制的过程中，基于模型的系统工程方法也在局部应用，但由此带来的大量文件写作和“不可靠”的传递，使产品开发过程面临很大的进度和质量压力。我国机载系统的研究所主要集中在航电领域，而机电领域的高升力等子系统多以生产厂为科研主体，因此基础研究能力建设相对薄弱，这在一定程度上造成了我国高升力系统在系统设计、仿真分析、集成验证和部件技术成熟度等方面与国外先进水平有较大差距。中航工业机电系统根据自身实际情况在中航工业庆安成立了“系统工程”推进小组。

　　目前基于模型的系统工程的模型库建设工作集中在高升力系统领域进行，这是国际、国内合作成果最多的领域。高升力系统已成为现代军民用大型飞机重要的独立分系统。由于高升力系统对飞机起飞和着陆的安全性影响重大，且作用日显突出，如今已与主飞行控制系统并列，成为航空界公认的重要飞机分系统。美国航空巨头——波音公司将飞行控制系统分为两种类型：主飞行控制系统和高升力系统。欧洲航空巨头——空客公司将飞行控制系统也分为两种类型：主飞行控制系统和襟缝翼控制系统，也就是主飞行控制系统和高升力系统。

　　在国际上，只有穆格、利勃海尔和联合技术公司等为数不多的几家供应商掌握着系统集成以及重要部件的核心技术。中航工业机电系统为了打破国外的垄断与封锁，决心攻克高升力系统，拿下这只拦路虎。

　　作为机电系统的成员单位之一，中航工业庆安结合自身技术优势，在多年技术积累的基础上责无旁贷地挑起了这一重任，成为国内高升力系统研制的急先锋。中航工业庆安一方面根据现有的条件通过不断建设和完善试验设施，抽调技术专家组建专业的技术攻关团队，完善自身的研发体系。另一方面分别于2009年和2011年与穆格、FED公司开展技术合作，提升自己的技术能力。经过多年的艰苦努力，中航工业庆安逐步形成了从设计、研发、试验、人才培养、数字化加工一套完整的高升力系统的研发体系。研制手段实现了从逆向设计向面向需求和基于模型的设计的转变和提升。随着C919项目高升力系统铁鸟件的顺利交付以及“新舟”700飞机高升力系统合作协议的签署，中航工业庆安在国内高升力系统领域的优势地位得到进一步巩固。

　　2015年3月中航工业庆安负责研发的C919高升力系统翼尖制动装置成功获得适航批准标签，这是C919大型客机项目在中国首家获批的关键部件，这标志着该装置正式转入交付阶段，宣告着具有国际先进水平、拥有自主知识产权的部件在庆安诞生了。

　　目前高升力系统的模型库建设工作还处于收集模型的阶段。但这对于机电系统来说，仍旧意义重大。高升力系统开发过程中对主要流程进行基于模型的仿真分析工作，尽管不同的阶段是不同飞机型号的实践，但这种模式为机电系统贯通高升力系统的全过程“基于模型的系统工程”方法奠定了重要基础。

　　中航工业机电系统初步具备了航空机电实现技术换代、产业升级、运营管控高效的能力，未来在世界航空机电领域中航工业机电系统实现“弯道超车”指日可待。