“互聯網+”背景下飛機數據庫搭建的研究現狀與展望

王瑞，劉廣健，郭子維，劉震磊

（沈陽航空航天大學航空航天工程學部（院），沈陽 110136）

1 引言

早在20世紀60年代初，就誕生了數據庫技術的雛形，它是為了接管數據管理工作而產生的一門數據自動化管理的綜合性新技術，能夠有效地管理數據。另一方面，設計師在進行飛機設計時，經常需要用到大量現有飛機的參數作為參考，這涉及到海量的數據，為使數據的管理變得高效，在飛機數據管理上應用數據庫技術顯得尤為重要。

2 飛機數據庫搭建的研究現狀

20世紀60年代，美國空軍飛行力學實驗室開發了氣動數據庫DATCOM，其包羅了從1903年第一架飛機開始直到1978年中止數據庫更新的幾乎全部美國飛機的飛行試驗數據[1,2]。雖然DATCOM在面對一些特殊布局如飛翼式布局時，分析起來比較困難，在面對超級復雜的超常規布局時更是無法使用，但這是人類第一次將數據庫技術應用到飛機數據管理中。

上飛院在上世紀末設計并完成了“大攻角多媒體氣動數據庫”，初步驗證了氣動數據庫在軍機和民機的研究設計過程中可以起到的重要作用。該數據庫是中國航空工業總公司第一個包含大量各類媒體動態變化的氣動研究試驗信息，并且便于查詢管理、實用性很強的多媒體數據庫[3]。

波音公司在20世紀80年代建立了一個有效的飛機信息管理數據庫，其各個平臺都可以調用數據庫中的數據，如今除數據之外，實驗過程、程序和媒體文件等都被納入數據庫中，供其各單位進行設計與實驗使用。

白金鵬等人在2009年共同建立了一個翼型、剖面及簡化模型數據庫，實現了模型的參數化和存儲。此數據庫在一個開放式飛機總體設計環境中集成，能夠在幾何模型構建、總體布置時調用。數據庫中還存有發動機、座椅、飛行員、雷達、座艙顯控設備、武器、起落架及其他機電、航電設備的內容[4]。

2011年，楊華中針對客機總體方案設計階段中可能涉及的幾何、氣動、性能、重量、發動機參數，建立了一個基于ASP.NET和SQL Server的數據庫訪問系統。數據庫中包含了用不同的氣動軟件對若干算例進行的氣動計算結果，還針對飛機的總體參數和發動機參數，用統計分析軟件對某些存在較強關聯性的參數進行了統計分析[5]。

至2013年，飛機數據庫已經較廣泛地應用于飛機設計中，計算機輔助設計也已基本實現，但是飛機產品的公差設計仍不能實現數字化，還需人工查找有關國家標準設計手冊以及某些飛機公差設計手冊。賈小勐和郭長虹發現了這一領域的空白，使用VC++和 Access軟件，開發了國家標準公差、配合和飛機公差數據庫。該數據庫能夠自動查找公差與配合，可以通過計算機簡便、迅速、精確地設計和驗證飛機公差，為計算機輔助公差的設計打下了技術基礎[6]。

張如意等人在面向復合材料典型構件工程設計、制造、檢測、試驗及維修等研制過程的復合材料構件工程數據庫的構建技術和方法上作了研究，開發了一套基于B/S架構的復合材料構件工程數據庫系統和服務平臺。該數據庫以設計技術、制造技術及檢測與試驗技術為子庫，以產品數據、相關知識管理為主線，極大地提高了數據維護、轉換與集成的效率[7]。

在電氣特性數據庫搭建方面，為優化飛機導線的數據管理，方便維修人員查找導線數據，提高機務維修的效率，黃勇針對目前使用最普遍的某種現役飛機的電源系統，搭建了其導線電氣特性數據庫，建成了功能完備、操作簡便的維修信息管理系統。該系統通過文本形式實時查詢和輸出導線的技術數據，為系統維護提供信息基礎[8]。

如今，美國軍隊研究局、德國、俄羅斯都對飛機的設計過程、研制數據、飛行數據建立了功能比較強大的數據庫，且應用的比較普遍，雖然我國也已經進行了上述的一些研究，但是總體而言，我國的飛機數據庫與國外相比還有一定的差距。

從上述的研究現狀來看，當前現有的飛機數據庫雖然在飛機總體設計中覆蓋范圍廣，專業性與技術性較強，在某些方面也達到了很好的效果。但其大多都是本地數據庫，只能在開發者附近的小范圍內得到應用，雖然此舉對于涉密數據的保護有一定的作用，但是使得數據庫開發成果的受益范圍大大縮小，調取和使用數據的難度大大增加，不利于信息的傳遞和共享，不利于初學者以及普通大眾的使用和學習。

3 飛機數據庫搭建的研究展望

國務院總理李克強在第十二屆全國人民代表大會三次會議的政府工作報告中，第一次提出了“互聯網+”行動計劃，該舉措旨在通過互聯網提高傳統產業轉型升級的速度并提質增效，現如今已廣泛應用到社會生活的各個方面。本文即從“互聯網+”的角度分析飛機數據庫的發展方向。

3.1 將數據庫通過網站為窗口，共享至互聯網

傳統的數據庫訪問多以與之配套的軟件界面作為操作窗口，只在本地及附近進行使用，共享性幾乎為零。各數據庫對應的軟件更是千差萬別，想真正熟練使用數據庫，還需學習軟件的操作。且飛機數據庫內容煩瑣，數據龐雜，所占內存空間一般較大，當遠程的工作人員希望使用數據庫成果時，使用無線傳輸不甚現實，只能通過磁盤等移動儲存介質進行傳播，這樣就增加了人力、物力成本。

3.2 允許訪客以第三方身份對數據內容提出修改申請

現有的飛機參數雖然經過了長期的經驗積累，可靠性與準確性達到了較高的程度，但是仍有部分數據是不完整的或者存在爭議的。當設計者發現問題或新的數據被得到以后，如何對當前數據庫進行完善仍是一個棘手的問題:從提出問題到新版本的數據庫出現再到所有舊版本全部得到更新，時間成本非常之高。

3.3 數據分類更加清晰，使用更加便捷

傳統的飛機數據庫雖然數據積累比較豐富，在數據分類上也能按照飛機設計的總體要求進行，但是由于各單位研究方向不同，即使是飛機設計的同一方面，也不可避免地存在不同的分類方法，這對數據的共享是不利的。在飛機數據庫被共享至互聯網前，按照普遍適用的分類方法，對數據進行初步分類；在網站中加入篩選功能，以便顯示自己希望得到的數據類別與數據范圍；設置數據類別優先等級自選功能，即可自行確定所查詢的多種數據的顯示順序。這些功能都將隨著互聯網與飛機數據庫緊密結合在一起，使數據庫的使用更加便捷。

4 結語

由于飛機所包含的參數量是巨大的，涉及飛機的各個方面，管理和調用的難度很大。使用數據庫技術可以高效地管理飛機數據，其與互聯網的結合使信息的傳播速度和范圍都有了大幅度的提升，也有利于數據庫的進一步完善。將飛機數據庫的搭建與“互聯網+”相結合，飛機設計者能夠便捷地使用飛機數據庫中現有的飛機數據作為依據，為今后的飛機設計進行指導，對于飛機設計者而言具有深遠的意義。