科研体系 / 先进装备与空天工程 / 航空航天工程研究中心

CENTER 02 · RESEARCH CLUSTER 07

航空航天工程
研究中心

AERONAUTICAL & ASTRONAUTICAL ENGINEERING RESEARCH CENTER
中心角色把经验证的部件、软件和制造能力集成为完整空天任务系统
以受控构型、代表性环境和运行证据证明任务与安全
01 CENTER MISSION

中心定位

不把“能飞、入轨、在轨”写成全部成功
让完整任务、异常状态与持续安全共同接受验证

航空航天工程不是若干先进部件的简单组合,而是任务、飞行器或航天器、有效载荷、地面系统、人员、运行环境和安全责任在同一受控构型中的系统实现。

航空航天工程研究中心,是第七研究集群面向航空器、航天器、无人系统、有效载荷、地面与任务系统建设的专业工程研究单元,也是七大集群33个研究中心中的最终任务集成接口。

中心围绕“任务究竟要解决什么问题、系统边界和运行环境如何定义、气动结构推进与航电控制怎样协同、分系统和软件能否在代表性环境可靠工作、地面与人员怎样参与完整任务、异常和变更怎样保持持续安全”等问题,贯通总体设计、分系统研制、系统集成、验证鉴定、飞行或在轨运行及持续保障。

中心不以概念方案、三维模型、单项指标、仿真画面、样机演示、单次试飞、发射成功或短期在轨运行直接表述工程定型和任务成熟。成果按任务概念、关键机理、分系统证据、工程构型、任务鉴定和持续运行分层标识。

01

任务与总体

研究任务剖面、系统架构、接口、资源与技术权衡

02

飞行器与航天器

研究气动、结构、热、推进、航电、控制和机构集成

03

载荷与地面系统

研究有效载荷、测控通信、任务规划和端到端数据链

04

安全与任务保证

研究验证鉴定、适航符合性、运行监测和异常闭环

02 CLUSTER & SYSTEM COLLABORATION

前后协同关系

承接可追溯的动力、部件、工艺和质量证据
在完整空天任务中重新完成系统级确认

本中心是第七集群第2个中心和33中心固定顺序的最后一项,但不是科研活动的终点。任务和运行证据须返回来源中心、战略研究与成果转化体系,形成新的需求、改进和责任闭环。

上一中心接口

先进动力 · 智能制造

提供受控构型的动力、传动、结构件、制造工艺、检验记录和供应能力;进入空天系统后重新评价载荷、环境、接口、冗余与失效传播

专业主体

航空 · 航天工程

负责空天任务总体、飞行器与航天器、有效载荷、地面系统、系统集成、验证鉴定、运行安全与任务保证

跨集群专业接口

材料 · 能源 · 光电 · 环境 · 数字

来源中心继续对材料、能源、传感、环境机理、算法和数据权利负责;本中心只对它们进入特定空天构型后的系统表现作出结论

全站闭环接口

科研总览 · 战略研究 · 成果转化

把任务结果、失败模式、运行数据、合规限制与未满足需求返回33中心和转化体系,推动重新立项、技术改进、独立复核和审慎应用

最终接口原则来源能力分别负责·空天构型统一集成·任务证据不能跨对象外推·运行结果返回全体系
03 RESEARCH DIRECTIONS

六大研究方向

从任务与系统总体出发
贯通飞行器、航天器、载荷、地面和持续安全

每项课题须说明具体任务、使用对象、构型状态、环境边界、法规与标准基线、验证方法、成功判据和不可接受后果;航空、航天与无人系统不在缺少证据时相互类推。

01

空天任务分析与系统总体

研究航空运输、无人系统、临近空间、在轨服务、空间科学、对地观测与通信等任务的使用场景、任务剖面、系统边界、功能分解、接口和技术权衡;把任务目标转化为可追溯、可验证并受构型控制的系统需求。

02

气动、飞行力学与推进集成

研究空气动力、气动热、飞行力学、推进—机体一体化、进排气、热管理和能量分配;在速度、高度、姿态、质量、重心、环境与故障条件下评价包线、裕度、操稳、效率和安全,不以单点仿真替代全任务验证。

03

结构、机构与空间环境工程

研究轻量化结构、复合材料、连接与展开机构、载荷与疲劳、断裂与损伤容限、热控、辐射、真空、原子氧、微振动和空间碎片环境;保持分析模型、材料批次、制造偏差、试验件与飞行件对应。

04

航电、制导导航控制与自主系统

研究飞行控制、制导导航、综合航电、通信链路、机载与星载计算、健康管理、自主任务和人机协同;覆盖传感误差、时延、丢链、共因故障、网络攻击、算法失效、降级模式和人工接管。

05

有效载荷、地面系统与任务数据链

研究遥感、通信、科学探测和任务载荷及其标定,建设测控、地面站、任务规划、数据处理、时间同步与运行支持链;区分载荷测量能力、数据处理结果和最终科学或业务结论。

06

验证鉴定、适航研究与任务保障

研究分析、试验、检查和演示组成的验证策略,开展软件/硬件在环、结构与推进试验、环境鉴定、飞行试验、发射场与在轨验证、适航符合性研究、任务保证和持续安全监测。

04 AEROSPACE RESEARCH & ASSURANCE PLATFORM

五层空天工程研究与任务保证平台

贯通任务、模型、分系统、飞行构型和持续运行
保持每一项结论与真实对象相对应

平台统一管理需求、接口、分析模型、软件、硬件、制造状态、试验件、飞行件、地面系统和运行记录。试验对象、鉴定对象与实际运行对象不一致时,必须说明差异并评估证据可转移范围。

01

任务、法规与需求基线平台

明确任务目标、用户、运行区域、任务剖面、环境、接口、法规标准、人员职责和不可接受后果;形成概念运行方案、需求分配、合规路径和验证矩阵

02

总体设计与多学科分析平台

开展气动、轨道、结构、热、推进、飞行力学、电磁、控制、人因和任务性能联合分析,记录模型版本、数据来源、边界条件、校准、适用域与不确定度

03

分系统、软件与集成试验平台

利用工程件、鉴定件、软件/硬件在环和半实物系统验证航电、控制、能源、通信、热控、机构、有效载荷及地面系统的功能、接口、时序、资源和故障处置

04

环境、飞行与任务验证平台

通过载荷、振动、声学、冲击、热真空、电磁兼容、辐射、风洞、台架、飞行、发射及在轨试验,证明规定构型在规定环境和任务中的表现

05

适航、任务保证与持续运行平台

组织符合性证据、独立审查、配置审计、发射与运行准备、维修与地面保障、异常调查、持续适航或任务保证,并把服役问题返回需求、设计和制造

01

任务概念

目标、用户、场景、运行边界和成功判据已经定义

02

关键机理

气动、结构、热、推进、控制或轨道等关键假设获得分析与试验支持

03

分系统证据

关键部件、软件、接口和故障处置在相关环境得到验证

04

工程构型

代表性飞行器、航天器、载荷与地面系统完成受控集成

05

任务鉴定

规定构型完成所需环境、系统、飞行或任务级验证与审查

06

持续运行

获准构型在限定任务中形成监测、维修、异常和变更闭环

以上是证据成熟层级,不是自动晋级或许可结论。航空与航天任务应分别确定技术、制造、系统集成、人员组织、地面保障及合规成熟状态;任何关键项不足,成果只停留在已经被证实的层级。

05 MISSION VERIFICATION & CONTINUED SAFETY

六阶段空天任务验证路径

从运行概念和准入路径开始
逐级进入集成、飞行、任务运行和持续安全

后一级继承前一级的需求、风险、构型、模型、软件、实物、制造、试验和偏差记录。分析、试验、检查和演示按需求选择;不能完成的验证必须说明理由、替代证据和残余风险。

01

任务定义、运行概念与准入路径

明确航空或航天任务、利益相关方、运行环境、空域或轨道、任务剖面、地面支持、数据链、成功判据和不可接受后果;识别适用的适航、飞行、发射、频率轨道、数据与运行要求。

02

系统架构、需求分配与危险分析

建立飞行器、航天器、有效载荷、地面系统和人员之间的功能与物理架构;将性能、安全、可靠性、软件、人因和保障需求分配到分系统,形成接口控制、危险控制与验证计划。

03

模型校准、关键机理与分系统验证

用风洞、台架、材料与结构试验、软件测试、在环仿真和环境试验校准模型,验证关键机理、算法、部件、软件和接口;记录失败、偏差、裕度和不确定度。

04

工程构型集成与环境鉴定

按受控构型集成航电、结构、推进、能源、热控、机构、通信、载荷和地面系统,开展端到端、故障注入、电磁、振动、声学、冲击、热真空及其他适用环境验证。

05

飞行、发射与任务级确认

在批准的试验范围内逐步扩展包线或任务复杂度,核对试验对象、软件、质量状态与交付对象的一致性;由有责任的主体完成符合性、飞行/发射准备和任务准入判断。

06

运行监测、异常处置与持续安全

记录飞行、在轨和地面运行中的性能、故障、维修、人员操作和环境影响;对异常开展根因和系统性分析,对设计、材料、工艺、软件、供应商、用途或环境变更确定重新验证与批准范围。

工程、安全与成果边界

越接近飞行、发射和在轨运行
越不能用单点成功覆盖系统风险

涉及载人航空、无人航空、航天器、运载器、安全关键软件、高能推进、无线电频率、遥感数据或跨区域运行时,须依据具体对象、用途和司法管辖落实适用的系统安全、质量保证、适航、飞行、发射、空间活动、频率轨道、数据治理和运营责任。研究中心的分析与试验不替代制造者、运营者、许可机关和任务责任主体的判断。

01

任务设想与可行系统

任务需求、概念图和技术路线只说明拟解决的问题;未完成质量、能源、热、通信、可靠性、地面保障和安全权衡,不能称为可执行的完整系统方案。

02

数字模型与真实飞行

气动、轨道、结构、热、控制或任务仿真只在已说明的模型、数据和适用域内有效;仿真收敛、动画运行和数字孪生同步不等于飞行或在轨性能成立。

03

单机指标与系统任务

发动机、电机、材料、飞控、传感器、通信链路或载荷单独达到指标,不代表质量、功耗、热、接口、电磁、故障传播和任务成功率同时满足要求。

04

地面通过与全包线安全

风洞、台架、环境、硬件在环或地面联试通过,只证明规定对象在规定条件下的结果;不能直接外推全部高度、速度、姿态、轨道、寿命和异常工况。

05

单次试飞与可靠运行

一次飞行、发射或在轨演示成功不能证明重复任务、长期寿命、批次一致性、维修保障、供应替换和复杂环境中的持续可靠性。

06

自主能力与无人安全

自动起降、路径规划、目标识别或自主决策演示不等于可以无人监管运行;必须验证权限边界、误警漏警、链路中断、降级模式、人工接管和失效后果。

07

环境鉴定与飞行件接收

鉴定件通过极限环境不自动代表每一件飞行产品合格;鉴定构型、飞行构型、制造状态、验收试验、偏差放行和配置审计必须保持对应。

08

测量数据与业务结论

遥感、导航、通信或科学载荷产生数据,不等于数据已经完成标定、质量控制、算法验证和业务解释;测量能力与应用结论须分别负责。

09

科研试验与法定批准

研究报告、第三方检测、试飞或在轨试验不能替代适用的型号设计批准、生产批准、单机适航、发射及运营许可、频率轨道协调和监管要求。

10

获得许可与永久安全

取得批准或完成首次任务不是证据链终点;运行问题、事故征候、维修数据、环境变化和构型变更仍须进入持续适航、任务保证和风险再评价。

第33个研究中心成果出口 · 进入全站转化闭环

空天工程把全体系能力放入完整任务中验证
可转化成果进入统一评价,运行结果和失败模式继续返回来源中心

跨集群输入空天任务集成飞行与运行证据成果转化评价应用反馈再研究
进入成果转化体系 ↗
MISSION · FLIGHT VEHICLE · SPACECRAFT · PAYLOAD · GROUND SYSTEM · ASSURANCE

以任务定义、受控构型和可复核证据推动航空航天研究走向安全、可靠与持续应用

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