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基于DoDAF的飞行试验体系需求建模方法

刘森 杨德真 冯强 任羿 党怀义 贾雨

刘森,杨德真,冯强,等. 基于DoDAF的飞行试验体系需求建模方法[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(8):2129-2136 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0584
引用本文: 刘森,杨德真,冯强,等. 基于DoDAF的飞行试验体系需求建模方法[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(8):2129-2136 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0584
LIU S,YANG D Z,FENG Q,et al. Modeling method of flight test requirements based on DoDAF[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2023,49(8):2129-2136 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0584
Citation: LIU S,YANG D Z,FENG Q,et al. Modeling method of flight test requirements based on DoDAF[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2023,49(8):2129-2136 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0584

基于DoDAF的飞行试验体系需求建模方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0584
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:fengqiang@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V37;N945.12

Modeling method of flight test requirements based on DoDAF

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  • 摘要:

    飞行试验集科学性、实践性、风险性、复杂性于一体,现有依据经验的飞行试验体系需求确定模式,其规范性和科学性较差。结合飞行试验特性,在美国DoDAF2.0的基础上,提出一种基于模型的飞行试验体系需求建模方法,将用户要求转换为体系的功能需求、任务需求和系统需求,并围绕这些体系需求确定需求建模框架。结合某A型民机飞机性能要求从功能需求视图、业务活动视图、业务系统视图等视角进行需求建模,验证所提方法的可行性。

     

  • 图 1  基于DoDAF的试飞需求建模框架

    Figure 1.  Test flight requirement modeling framework based on DoDAF

    图 2  试飞体系需求模型之间的关系

    Figure 2.  Relationship between flight test requirement models

    图 3  用户要求层次结构示例

    Figure 3.  Example of hierarchy of user requirements

    图 4  用户要求向功能需求的映射过程

    Figure 4.  The process of mapping user requirements to system functional requirements

    图 5  功能需求层次结构示例

    Figure 5.  Example of hierarchy of functional requirements

    图 6  顶层任务活动概念图

    Figure 6.  High-Level operational concept graphic

    图 7  任务活动分解树示例

    Figure 7.  Example of task activity decomposition tree

    图 8  “起飞着陆试验”任务活动模型

    Figure 8.  Operational activity model of take-off and landing test

    图 9  系统接口描述示例

    Figure 9.  Example of systems interface description

    图 10  “遥测设备”系统状态转移

    Figure 10.  Systems state transition of telemetering device

    表  1  用户要求字典示例

    Table  1.   Example of user requirements dictionary

    序号要求要求限制要求附限制条件来源文档
    1起飞安全高度/m>10.7标准大气压下适航规章
    2着陆安全高度/m>15.2标准大气压下适航规章
    3起飞安全速度/(m·s−1>1.13倍1 g失速速度地面风速小于10 kn且正侧风分量小于5 kn适航规章
    4抬前轮速度/(m·s−1>起飞决断速度地面风速小于10 kn且正侧风分量小于5 kn适航规章
    5爬升速度/(m·s−1>最小操纵速度周围大气条件和静止空气下适航规章
    6定常爬升梯度/%>3.2着陆形态下适航规章
    7巡航速度/Ma0.78~0.8标准大气压下设计部门
    8巡航高度/m10668标准大气压下设计部门
      注:1 kn=0.514 4 m/s。
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    表  2  QFD映射过程示例

    Table  2.   Example of QFD mapping process

    映射关系试验能力测试能力组织调度能力机务保障能力场务保障能力
    起飞安全高度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
    着陆安全高度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
    起飞安全速度强相关一般相关一般相关一般相关较强相关
    抬前轮速度强相关一般相关一般相关一般相关较强相关
    爬升速度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
    定常爬升梯度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
    巡航速度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
    巡航高度强相关一般相关一般相关一般相关较弱相关
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    表  3  功能需求清单示例

    Table  3.   Example of functional requirements list

    能力名称能力描述能力类型期望结果能力度量
    试验能力 用各种专门的试验设备对A型飞机进行接近使用情况的
    数学或物理模拟试验的能力
    基本能力 预定时间内完成A型飞机
    飞行试验,并出具试验报告
    定性定量度量
    测试能力 根据A型飞机的试验任务安排进行光电、遥测等保障的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量
    组织调度能力 飞行试验期间,能够进行高效合理组织和调度的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量
    机务保障能力 对试验机进行交接和维修,对其外观、功能、机载设备等检查的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量
    场务保障能力 飞行试验期间能够进行地面导航、气象等保障的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量
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    表  4  功能-任务映射矩阵示例

    Table  4.   Example of function-task mapping matrix

    映射关系起飞着陆试验爬升试验巡航试验
    起飞/着陆试飞能力 强相关 弱相关 弱相关
    爬升试飞能力 一般相关 强相关 弱相关
    巡航性能试飞能力 一般相关 一般相关 强相关
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    表  5  任务活动清单示例

    Table  5.   Example of task activities list

    任务活动名称任务活动目标任务活动描述任务活动执行者任务活动遵守的规范任务活动类型
    起飞着陆试验 验证起飞着陆性能 按民机飞行组织管理
    组织实施
    试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
    院内标准
    试验任务
    爬升试验 验证爬升性能 按民机飞行组织管理
    组织实施
    试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
    院内标准
    试验任务
    巡航试验 验证巡航性能 按民机飞行组织管理
    组织实施
    试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
    院内标准
    试验任务
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    表  6  “起飞着陆试验”资源流表

    Table  6.   Resource flow table of take-off and landing test

    资源流名称资源流内容资源流发送方资源流接收方相关任务活动媒介密级传递指标
    飞行任务计划 A型民机进行试飞的计划单 组织调度系统 组织调度系统 文件
    协同指令 开始进行实验前的协同指令 组织调度系统 测试系统等 消息 通信速率
    试飞数据 测试参数和测试数据 试验系统 测试系统 性能试飞 文件 通信速率
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    表  7  任务-系统映射矩阵示例

    Table  7.   Example of task-system mapping matrix

    映射关系试验系统管理调度
    系统
    测试系统机务保障
    系统
    场务保障
    系统
    起飞着陆试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关
    爬升试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关
    巡航试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-30
  • 录用日期:  2021-11-05
  • 网络出版日期:  2021-11-22
  • 整期出版日期:  2023-08-31

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