“互联网+”背景下飞机数据库搭建的研究现状与展望

王瑞，刘广健，郭子维，刘震磊

（沈阳航空航天大学航空航天工程学部（院），沈阳 110136）

1 引言

早在20世纪60年代初，就诞生了数据库技术的雏形，它是为了接管数据管理工作而产生的一门数据自动化管理的综合性新技术，能够有效地管理数据。另一方面，设计师在进行飞机设计时，经常需要用到大量现有飞机的参数作为参考，这涉及到海量的数据，为使数据的管理变得高效，在飞机数据管理上应用数据库技术显得尤为重要。

2 飞机数据库搭建的研究现状

20世纪60年代，美国空军飞行力学实验室开发了气动数据库DATCOM，其包罗了从1903年第一架飞机开始直到1978年中止数据库更新的几乎全部美国飞机的飞行试验数据[1,2]。虽然DATCOM在面对一些特殊布局如飞翼式布局时，分析起来比较困难，在面对超级复杂的超常规布局时更是无法使用，但这是人类第一次将数据库技术应用到飞机数据管理中。

上飞院在上世纪末设计并完成了“大攻角多媒体气动数据库”，初步验证了气动数据库在军机和民机的研究设计过程中可以起到的重要作用。该数据库是中国航空工业总公司第一个包含大量各类媒体动态变化的气动研究试验信息，并且便于查询管理、实用性很强的多媒体数据库[3]。

波音公司在20世纪80年代建立了一个有效的飞机信息管理数据库，其各个平台都可以调用数据库中的数据，如今除数据之外，实验过程、程序和媒体文件等都被纳入数据库中，供其各单位进行设计与实验使用。

白金鹏等人在2009年共同建立了一个翼型、剖面及简化模型数据库，实现了模型的参数化和存储。此数据库在一个开放式飞机总体设计环境中集成，能够在几何模型构建、总体布置时调用。数据库中还存有发动机、座椅、飞行员、雷达、座舱显控设备、武器、起落架及其他机电、航电设备的内容[4]。

2011年，杨华中针对客机总体方案设计阶段中可能涉及的几何、气动、性能、重量、发动机参数，建立了一个基于ASP.NET和SQL Server的数据库访问系统。数据库中包含了用不同的气动软件对若干算例进行的气动计算结果，还针对飞机的总体参数和发动机参数，用统计分析软件对某些存在较强关联性的参数进行了统计分析[5]。

至2013年，飞机数据库已经较广泛地应用于飞机设计中，计算机辅助设计也已基本实现，但是飞机产品的公差设计仍不能实现数字化，还需人工查找有关国家标准设计手册以及某些飞机公差设计手册。贾小勐和郭长虹发现了这一领域的空白，使用VC++和 Access软件，开发了国家标准公差、配合和飞机公差数据库。该数据库能够自动查找公差与配合，可以通过计算机简便、迅速、精确地设计和验证飞机公差，为计算机辅助公差的设计打下了技术基础[6]。

张如意等人在面向复合材料典型构件工程设计、制造、检测、试验及维修等研制过程的复合材料构件工程数据库的构建技术和方法上作了研究，开发了一套基于B/S架构的复合材料构件工程数据库系统和服务平台。该数据库以设计技术、制造技术及检测与试验技术为子库，以产品数据、相关知识管理为主线，极大地提高了数据维护、转换与集成的效率[7]。

在电气特性数据库搭建方面，为优化飞机导线的数据管理，方便维修人员查找导线数据，提高机务维修的效率，黄勇针对目前使用最普遍的某种现役飞机的电源系统，搭建了其导线电气特性数据库，建成了功能完备、操作简便的维修信息管理系统。该系统通过文本形式实时查询和输出导线的技术数据，为系统维护提供信息基础[8]。

如今，美国军队研究局、德国、俄罗斯都对飞机的设计过程、研制数据、飞行数据建立了功能比较强大的数据库，且应用的比较普遍，虽然我国也已经进行了上述的一些研究，但是总体而言，我国的飞机数据库与国外相比还有一定的差距。

从上述的研究现状来看，当前现有的飞机数据库虽然在飞机总体设计中覆盖范围广，专业性与技术性较强，在某些方面也达到了很好的效果。但其大多都是本地数据库，只能在开发者附近的小范围内得到应用，虽然此举对于涉密数据的保护有一定的作用，但是使得数据库开发成果的受益范围大大缩小，调取和使用数据的难度大大增加，不利于信息的传递和共享，不利于初学者以及普通大众的使用和学习。

3 飞机数据库搭建的研究展望

国务院总理李克强在第十二届全国人民代表大会三次会议的政府工作报告中，第一次提出了“互联网+”行动计划，该举措旨在通过互联网提高传统产业转型升级的速度并提质增效，现如今已广泛应用到社会生活的各个方面。本文即从“互联网+”的角度分析飞机数据库的发展方向。

3.1 将数据库通过网站为窗口，共享至互联网

传统的数据库访问多以与之配套的软件界面作为操作窗口，只在本地及附近进行使用，共享性几乎为零。各数据库对应的软件更是千差万别，想真正熟练使用数据库，还需学习软件的操作。且飞机数据库内容烦琐，数据庞杂，所占内存空间一般较大，当远程的工作人员希望使用数据库成果时，使用无线传输不甚现实，只能通过磁盘等移动储存介质进行传播，这样就增加了人力、物力成本。

3.2 允许访客以第三方身份对数据内容提出修改申请

现有的飞机参数虽然经过了长期的经验积累，可靠性与准确性达到了较高的程度，但是仍有部分数据是不完整的或者存在争议的。当设计者发现问题或新的数据被得到以后，如何对当前数据库进行完善仍是一个棘手的问题:从提出问题到新版本的数据库出现再到所有旧版本全部得到更新，时间成本非常之高。

3.3 数据分类更加清晰，使用更加便捷

传统的飞机数据库虽然数据积累比较丰富，在数据分类上也能按照飞机设计的总体要求进行，但是由于各单位研究方向不同，即使是飞机设计的同一方面，也不可避免地存在不同的分类方法，这对数据的共享是不利的。在飞机数据库被共享至互联网前，按照普遍适用的分类方法，对数据进行初步分类；在网站中加入筛选功能，以便显示自己希望得到的数据类别与数据范围；设置数据类别优先等级自选功能，即可自行确定所查询的多种数据的显示顺序。这些功能都将随着互联网与飞机数据库紧密结合在一起，使数据库的使用更加便捷。

4 结语

由于飞机所包含的参数量是巨大的，涉及飞机的各个方面，管理和调用的难度很大。使用数据库技术可以高效地管理飞机数据，其与互联网的结合使信息的传播速度和范围都有了大幅度的提升，也有利于数据库的进一步完善。将飞机数据库的搭建与“互联网+”相结合，飞机设计者能够便捷地使用飞机数据库中现有的飞机数据作为依据，为今后的飞机设计进行指导，对于飞机设计者而言具有深远的意义。