基于solidworks的机载电子设备结构设计
摘要：介绍了机载电子设备结构的组成，探讨了solidworks的使用和优点。机载电子设备是飞机上最重要的飞行设备之一【6】，也是反应飞机战术技术性能、先进性以及总和战斗效率的关键，其应用于飞机对航空器进行控制与引导，对航空器进行空中警戒与侦察，确保飞机的精确的航向与飞行安全。在solidworks中，部件的实体造型功能可以说是相对完善的，甚至可以说是相当丰富，但有些时候却是让设计师始料未及的。通过使用solidworks中的注记及详细的绘图工具，能够快速地生成完整与符合实际产品相一致的完整工程图。结合机载电子设备本身的结构特点和solidworks的零件制作与组成进行阐述与分析，通过合理的的布局设计和仿真设计来实现结构设计要求。从结构设计角度出发，根据机载电子设备的结构组成，使用solidworks进行设计。使用solidworks设计师大大缩短了设计时间，实体的制作更高效。
关键词：机载电子设备；结构设计；仿真；solidworks；结构与工艺性
Structural Design of Airborne Electronic Equipment Based on Solidworks
Abstract：The composition of the airborne electronic equipment structure is introduced, and the use and advantages of SOLIDWORKS are discussed. Airborne electronic equipment is one of the most important flight equipment on the aircraft, but also the key to respond to the aircraft tactical technical performance, advanced and total and combat efficiency, its application in the aircraft to control and guide the aircraft, airborne alert and reconnaissance of aircraft, to ensure the aircraft's precise heading and flight safety. In solidworks, the solid modeling function of parts can be said to be relatively complete, and even quite rich, but some times it is unexpected to the designer. By using the notes and detailed drawing tools in solidworks, a complete engineering drawing that is consistent with the actual product can be quickly generated. Combining the structural characteristics of the airborne electronic equipment itself and the solidworks part production and composition, we elaborate and analyze the structural design requirements through reasonable layout design and simulation design. From the structural design point of view, the design is carried out using solidworks according to the structural composition of the airborne electronic equipment. The use of solidworks designers greatly reduces the design time and the production of entities is more efficient.
Keywords：Airborne electronic equipment; structural design; simulation; solidworks; structure and processability
一、序言
1.1课题背景与意义
20世纪初，飞机上开始安装中波电台。40年代，飞机上出现了各种各样的的电子设备，如通信、导航、雷达、电子干扰等。在60年代，由于电子学的持续发展发展，各类导航装置层层出不穷，采用了多种系统的雷达，应采用了激光、红光等光电技术，电子战装备有了很大的发展，使飞行器的起降性能和导航精度都有了很大的改善，同时也使侦察手段增多，空战、轰炸和生存能力也得到了很大的提升。70年代，随着大规模集成电路、计算机和数字技术、总线技术的发展，先后在飞机上出现了卫星通信、卫星全球定位、微波着陆、图像传输、多功能火控雷达等设备。航空电子综合技术也开始在飞机、直升机上应用，部分飞机以具备了一体化的火控系统或一体化的航电系统【7】。在80年代美国先后提出并实施了“宝石柱”、“宝石台”和“联合先进攻击技术”的航空电子一体化计划，三个计划的目的都在于为21世纪的先进战斗机研制一套更为先进的电子设备，并首先在F/A-22和F-35F飞机上得到应用。这种新系统通过以光纤作为传输媒质的高速数据总线实现通用单元、功能区间的信息传输，实现了资源共享、互为余度、系统重构，功能更强，效能和可靠性更高。随着高速微处理器、单片微波集成电路、专家系统和人工智能的发展，以及射频元器件、相控阵和共形天线方面的技术进步，机载电子设备将向信息融合的更高程度和智能化方向发展【1】。
机载电子设备是航空器的主要组成部分。利用航空电子系统，可以提高飞机的安全性和准确性。使用机载电子设备，可以清楚地获取飞机的气象状况、空中状况、地面建筑状况、地形地貌等各种飞行需要的信息，进而的保障飞机的飞行安全。最近几年，由于科技工业的不断发展，各种电子、电器的微型化、集成化趋势日趋显著，飞机上的电子设备数量也在增加，这在无形之中加大了机载电子设备维修的难度，尤其是机载电子设备在出现故障时，还会导致维修时间长、费用高等一系问题【6】。因此，为满足日益复杂的飞行任务和航空环境，不断提升机载电子设备维修技术水平，及早发现电子设备的损坏之处，具有十分重要的意义。因此，如果没有先进的机载电子设备，就不可能实现民用航空器的安全、可靠、舒适、低成本、高密度等条件，以及现代战争对对战飞机的要求。
1.2国内外研究现状
伴随着科技技术的持续发展与创新，全球各个先进的国家都对其进行了大量的前期研究，并对其进行了长期的研究，进而设计并生产出了各种具有优良性能的机载电子设备，来为飞机提供装备。因此，机载电子设备的功能与性能在飞机的性能中占据了越来越关键的位置。现在，在各个领域，电子装备都更加的便捷和高效，并且得到广泛的应用，其中机载电子设备占有一定的地位。国内外关于机载电子设备的研究力度逐渐增加，现如今机载电子设备都有一定的优化，其中最为明显的是导航系统，导航可以用于不同的地方，可以用于不同的环境，寻找方向。
在国外，ATE技术已经逐步实现了外场可换单元的管理和内场可更换单元的管理，它可以把各种新技术、新方法结合起来，既可以降低操作费用，又可以把重点放在软件的开发效果和可移植性上，这为LRU的诊断正确性提供了保证，比如F-16战机，它的机载设备的优化更新，已经为美国空军节约了上百万的资金。而在我国，通过GPIB总线实现的ATE技术已经在航空、航天等重要领域中形成了较好的应用势头，特别是ATE系统模板管理项目，可以在对数字I/O体系和接口模板结构进行升级的同时，也为进一步提高机载设备的故障诊断水平打下了基础【8】。
1.3课题研究内容
本论文利用solidworks对机载电子设备的结构设计进行了探讨。在solidworks的基础上，将机载电子设备与solidworks的相关的知识相结合，并用solidworks实现对机载电子设备的模拟。在对机载电子设备的结构进行设计的过程中，按照应用系统的空间和环境需求，利用尖端的设计与分析软件，进行产品外形的设计与模块布局，并利用solidworks三维软件对其进行结构模拟设计，并根据模拟结果得到最优的布局方式与优化方向。
机载电子设备，泛指的是飞机上安装使用的各类电子设备，包括但不限于：（1）控制和制导武器系统：用于对导弹、炸弹、炸弹等武器系统进行控制、跟踪、制导的各种电子设备；（2）实施空中警戒、侦察：用于对空中目标实施探测、识别，为飞行员提供目标指示信息，以保证准确航行和飞行安全；（3）通信导航设备：用于与外界进行通信联络和导航的各种电子设备。也是衡量飞机战术技术性能、先进性和整体作战效能的重要因素。具有体积小、重量轻、功耗低、耐振动、抗冲击、电磁兼容性好等特点【1】。按其功能和用途主要有：①目标探测设备。包括雷达，航空管制应答机，敌我识别器、激光、红外和电视等光电探测装置及声呐等。②信息综合处理设备。包括任务计算机、机械电气监控处理机和数据总线等。③通信设备。包括短波及超短波电台，保密装置，数据通讯电台，机载卫星通讯设备，数据传送引导设备和特种飞机装备的遥控、遥测装置等。④导航设备。包括米波和微波进场着陆、无线电罗盘、定向机、塔康、罗兰、奥米加、卫星等他备式导航设备，多普勒、惯性等自备式导航设备和各种组合导航系统。⑤电子对抗设备。包括电子侦察、威胁告警、有源和无源干扰、诱饵、反辐射装置等。⑥座舱显示和控制设备。包括显示控制处理计算机、平视显示、下视显示和头盔显示等综合显示器，各种航空仪表及信号装置，握杆操纵控制、正前方控制、航电启动、话音指令控制和显示器外围控制等装置。航空电子装备的一个重要作用就是在夜间或雨、雪、雾等天气条件下，在驾驶员视觉感知（例如：直视视觉）无法进行操作的情况下，向驾驶员提供信息【7】。
Solidworks采用了直观式设计技术和先进的Parasolid内核（由 Cambridge公司提供）等其他技术，并于三维软件进行了很好的整合，使solidworks成为了世界上最大的、最好用的软件。如你了解Windows系统，完全可以用solidworks 来完成你的工作。在强大的设计功能和容易使用的操作配合下，通过solidworks软件可以得到完整的产品设计是100%可编辑的，零件设计、装配设计以及工程图之间是互联的。
目录
第一章序言
1.1课题背景与意义
1.2国内外研究现状
1.3课题研究内容
第二章机载电子设备结构设计的需求
第三章机载电子设备结构的整体设计
3.1整体设计
3.2机箱设计
3.3模块结构设计
第四章机载电子设备结构的参考数据
4.1安装架参考数据
4.2机箱参考数据
4.3模块结构参考数据
第五章Solidworks的三维设计
5.1了解solidworks的使用
5.1.1基础操作
5.1.2 常用功能
5.2使用solidworks建图
5.2.1 零件图构建
5.2.2 装配图组合
第六章总结与展望
6.1总结
6.2展望
参考文献
毕业设计附录目录：
1.机载电子设备结构二维零件图
2.机载电子设备整机三维图
参考文献
【1】中国军事百科全书编审室.中国大百科大全˙军事.中国大百科出版社，2007
【2】何行银.航空工程手册[M].北京：航空工业出版社，2021
【3】百度百科.SolidWorks技术论坛及深入了解.机械设计论坛
【4】任苏中.航空电子设备结构设计.北京：航空工业出版社，1992
【5】牛文生,等译.[奥]罗兰˙沃尔夫格著[M].航空工业出版社，2015
【6】钟川桃,杨国辉.机载电子设备常见故障及维修对策[J].长沙航空职业技术学院，2020
【7】网页.机载电子设备_百度百科
【8】刘巧.机载电子设备的故障诊断技术分析[J].中国西南电子技术研究所，2018
【9】张丰华,田沣,李雪龙,李向东.机载电子设备结构“五化”设计浅析[J].中航工业西安航空计算技术研究所，2020
