第一篇:航空專用網絡故障檢測技術研究論文
摘要:文章深入研究了多種航空專用網絡技術,根據航空網絡特點和具體應用的需求,分析總結了航空專用網絡中存在的多種故障模式,并針對各種故障模式提出了適用于航空網絡的切實可行的故障檢測方法。該方法目前已在多個型號飛機的機電、航電網絡上論證并實現,經過了實驗室和機上大量的功能測試和驗證,可滿足具體型號的技術要求,能夠及時準確的檢測出網絡運行過程中的已定義故障,具有良好的可用性和可靠性。
關鍵詞:航空網絡;故障檢測
隨著網絡技術的飛速發(fā)展,多種適用于航空電子的專用網絡技術(如AFDX網絡、FC總線、1394總線、1553總線技術)也得到了大力發(fā)展。航空網絡技術具有連線少、資源能共享能力強、穩(wěn)定性好、適應性強、易于維護和擴展等優(yōu)點,能夠顯著提高了飛機的綜合性能。為了提高航空網絡技術的穩(wěn)定性和可靠性,這就需要自主研發(fā)相應的網絡故障檢測技術,用以保證整個機載網絡中各設備安全可靠的運行。航電系統(tǒng)的網絡結構復雜,各類傳感器、終端設備和接口數量眾多,對網絡故障檢測技術的安全性、穩(wěn)定性和正確性的要求非常高,一般的網絡故障檢測技術無法滿足其需求。因此,應該大力研究和發(fā)展航空專用網絡故障檢測技術。本文根據機載網絡的故障檢測要求,重點研究了多種拓撲結構下的網絡故障模式,并針對故障模式提出了對應的故障檢測方法。
1航空網絡故障檢測的需求
航空網絡故障檢測技術,不僅應該在系統(tǒng)規(guī)定的條件下檢測出已定義的故障,還必須滿足其自身的特殊需求,即:1)實時性:故障檢測技術必須能夠高效監(jiān)視航空網絡中多個節(jié)點設備的狀態(tài),必須能夠在規(guī)定的時間范圍內檢測出已定義故障;2)可靠性:故障檢測技術本身必須是可靠的,能夠技術檢測出故障且不會誤報不存在的故障;3)低流量:盡管被監(jiān)視的網絡中各種設備數量眾多、位置分散,但故障檢測技術作為一種基礎服務引入網格環(huán)境中,要求其對整個網格通信性能影響到盡可能的小,所耗費的資源盡可能低;4)靈活性:航空網絡中的故障檢測技術會用于網絡中各個不同的設備,要與不同類型的應用程序兼容,要求故障檢測技術能夠根據應用程序類型的不同和需求的不同,相應調整檢測策略。
2航空網絡特點分析
航空網絡的故障模式與網絡的協(xié)議特性和拓撲結構密切相關,分析故障模式時必須考慮網絡協(xié)議特性的拓撲結構
2.1航空網絡的協(xié)議特性
航空專用網絡協(xié)議多種多樣,他們具有如下共同的特點:1)可靠性:航空網絡對數據通信的可靠性要求較高,希望各設備按照事先定義的方式穩(wěn)定運行,不允許既定數據丟失,也不允許產生不希望的數據。2)實時性:航空專用網絡對數據通信的時間有著嚴格的要求,即規(guī)定了多個設備間的數據通信應該在固定的時間內完成,不可拖延。3)確定性:航空專用網絡應具有可定義性,且各個消息應該在規(guī)定的范圍內到達目的節(jié)點,該時間范圍可確定。
2.2航空網絡拓撲結構
航空專用網絡一般為星型或總線型的拓撲結構,其中比較有代表性的有星型結構的AFDX網絡技術,和總線結構的ARINC825CAN網絡技術。AFDX網絡結構為可拓展的星型拓撲結構,由端系統(tǒng)(EndSystem)、交換機(Switch)和傳輸鏈路組成,每個交換機允許連接若干個端系統(tǒng),多個交換機可以互聯組成更大的網絡。ARINC825網絡結構可設計為總線型拓撲結構,多個節(jié)點機通過與公共總線連接,組成總線型互聯網絡。該網絡中的各個節(jié)點之間可以是對等的關系,也可以根據實際需要設計為主從模式。
3故障模式分析和檢測
航空網絡由節(jié)點機和連接節(jié)點機的設備組成。可以按照故障所在的位置,將航空網絡中的故障分為單節(jié)點故障和網絡連接故障。
3.1單節(jié)點故障分析和檢測
單節(jié)點故障是指網絡中某一單個節(jié)點發(fā)生了故障,該故障只對本節(jié)點的相關功能有影響,不應影響網絡整體功能。該故障有以下幾種類型。1)硬件故障硬件故障是指構成節(jié)點設備的各部分硬件出現的故障。硬件故障一般與時間和環(huán)境相關,一般來說,硬件故障可能是FLASH故障、CPU故障、SDRAM故障、DPRAM故障、時鐘故障、PCI總線故障等。該故障的檢測方法分為以下幾種:對于DPRAM或SDRAM等具有存儲功能的部件,檢測一般為方法讀寫操作或CRC校驗和對比;對于CPU或DSP等具有計算功能的部件,檢測方法一般為算術和邏輯運算。2)軟件故障軟件故障是指軟件沒有按照既定的方式運行,或無法應對突發(fā)的異常時產生的故障。該故障一般為邏輯級故障、數據結構故障、軟件差錯和系統(tǒng)級的故障。軟件故障的檢測方法有:看門狗、心跳檢測、狀態(tài)監(jiān)控、異常中斷。3)通道故障通道故障是指節(jié)點設備的通信通道出現了故障,無法接入網絡。通道故障的檢測方法較多,但最可靠的檢測方法為收發(fā)環(huán)路法,即節(jié)點機向網絡中的另一設備發(fā)送一個請求,并在固定的時間內收到該請求的正確響應。
3.2網絡連接故障分析和檢測
鏈路故障是指網絡中連接各節(jié)點機的鏈路發(fā)生了故障,該故障可能導致整個網絡無法正常通信。該故障有如下幾種類型。1)核心設備故障航空網絡中的核心設備為網絡通信的關鍵部件,一般是指星型拓撲結構中的交換機,或者總線型拓撲結構中的總線連接設備。核心設備故障故障是指這些關鍵設備無法正常工作,從而導致整個網絡上所有節(jié)點不能通信,成為一個個孤立的節(jié)點設備。2)網絡斷裂網絡斷裂是指網絡中某處通道連接的故障,導致多個節(jié)點組成的整體網絡斷裂成若干個局部網絡,雖然各個節(jié)點的通信功能正常,但無法執(zhí)行整體的網絡功能。3)節(jié)點脫離節(jié)點脫離是指某節(jié)點設備與網絡的連接斷開,無法了接入網絡中。該故障會導致此節(jié)點與網絡脫離,成為孤立的節(jié)點。從以上分析可知,檢測網絡連接中的故障,不僅要檢測單個節(jié)點,還應充分考慮所有節(jié)點的相互通信??梢砸刖W絡管理的概念,在網絡中定義一個管理端,其他的節(jié)點作為代理端。管理端可以主動的向代理端發(fā)送Get請求,代理端收到請求后將自身的狀態(tài)信息整理好發(fā)回管理端,管理端就可以獲取網絡中其他節(jié)點的狀態(tài)信息,從而獲取網絡中其他節(jié)點的狀態(tài)(包括節(jié)點自身狀態(tài)和與網絡的連接狀態(tài))。
4故障檢測實現與驗證
4.1單節(jié)點故障檢測方法
對于單個節(jié)點的故障,采用BIT(Build-In-Test)的方法進行檢測。BIT可根據運行時機分為三類:上電BIT、周期BIT、維護BIT。1)上電BIT:該功能在設備上電時執(zhí)行,檢測設備的關鍵部件是否存在異常,如CPU、存儲設備(FLASH、DPRAM)、時鐘。該項檢測應該在很短的時間內完成,并存儲檢測結果。2)周期BIT:該功能在設備正常工作時周期的執(zhí)行,在不影響正常功能的情況下檢測設備中的部件是否存在異常,該檢測應注重實時狀態(tài),如軟件是否正常運行,時鐘是否穩(wěn)定增長。該檢測應周期執(zhí)行,并存儲檢測結果。3)維護BIT:該檢測在設備處于維護狀態(tài)時執(zhí)行,應該全面的檢測設備的運行情況,檢測范圍可以很廣,檢測時間可以較長。該檢測在設備正常運行時禁止使用。三類BIT的使用規(guī)則為:上電后立即執(zhí)行上電BIT,設備運行過程中周期的執(zhí)行周期BIT,設備在維護狀態(tài)下執(zhí)行維護BIT。網絡中的設備多種多項,所以BIT的檢測項和檢測方法可根據具體情況來定義。三類BIT綜合使用,可以全面的檢測出設備中已定義的故障。將三類BIT的檢測結果綜合處理,形成節(jié)點狀態(tài)信息,并將該狀態(tài)信息妥善存儲,將周期BIT的檢測結果實時更新到該信息中。
4.2網絡連接故障檢測方法
網絡連接故障檢測的基本思想為:網絡管理。在網絡中,將某一節(jié)點定義為管理端,其他節(jié)點定義代理端。管理端可以向所有代理端發(fā)送請求,并在規(guī)定時間內接收到各個代理端的響應消息,根據收到響應消息的情況判斷整個網絡中的故障類型。但由于管理端本身也是一個節(jié)點,也有可能出現連接故障和設備故障,所以網絡中設置兩個管理端互為備份。使用網絡管理方法進行網絡連接故障檢測的判斷準則如下:1)管理端向某節(jié)點發(fā)送請求后,沒有在規(guī)定時間內接收到響應消息,則可判斷該節(jié)點故障。故障類型可能為連接故障或節(jié)點設備故障。通過查看該節(jié)點的自身狀態(tài)信息,判斷故障為連接故障還是節(jié)點故障。2)管理端向某節(jié)點發(fā)送請求后,在規(guī)定的時間內收到了響應消息,但響應中的狀態(tài)信息中存在異常情況,即可檢測出該節(jié)點中存在的具體故障。3)管理端向某節(jié)點發(fā)送請求后,在規(guī)定的時間內收到了響應消息,且響應中的狀態(tài)信息中不存在異常情況,則說明該節(jié)點沒有任何故障,可正常工作。
5總結
本文設計和實現的機載網絡故障檢測方法已完成工程設計與實現,并通過了大量測試驗證,其功能和性能滿足系統(tǒng)的應用要求。該技術對我國自主研發(fā)新一代飛機的機載網絡技術具有重要意義和價值。由于機載網絡技術的發(fā)展與升級,且網絡中存在的故障很難定義全面,還應該深入分析網絡的特點,提高存在故障的定義率;并考慮故障檢測技術的可靠性、安全性需求,進一步改進和完善適用于航空網絡的故障檢測技術。
第二篇:航空論文
飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料,是航空航天工程技術發(fā)展的決定性因素之一。航空航天材料科學是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器的設計不斷地向材料科學提出新的課題,推動航空航天材料科學向前發(fā)展;各種新材料的出現也給飛行器的設計提供新的可能性,極大地促進了航空航天技術的發(fā)展。
航空航天材料的進展取決于下列3個因素:①材料科學理論的新發(fā)現:例如,鋁合金的時效強化理論導致硬鋁合金的發(fā)展;高分子材料剛性分子鏈的定向排列理論導致高強度、高模量芳綸有機纖維的發(fā)展。②材料加工工藝的進展:例如,古老的鑄、鍛技術已發(fā)展成為定向凝固技術、精密鍛壓技術,從而使高性能的葉片材料得到實際應用;復合材料增強纖維鋪層設計和工藝技術的發(fā)展,使它在不同的受力方向上具有最優(yōu)特性,從而使復合材料具有“可設計性”,并為它的應用開拓了廣闊的前景;熱等靜壓技術、超細粉末制造技術等新型工藝技術的成就創(chuàng)造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件,如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。③材料性能測試與無損檢測技術的進步:現代電子光學儀器已經可以觀察到材料的分子結構;材料機械性能的測試裝置已經可以模擬飛行器的載荷譜,而且無損檢測技術也有了飛速的進步。材料性能測試與無損檢測技術正在提供越來越多的、更為精細的信息,為飛行器的設計提供更接近于實際使用條件的材料性能數據,為生產提供保證產品質量的檢測手段。一種新型航空航天材料只有在這三個方面都已經發(fā)展到成熟階段,才有可能應用于飛行器上。因此,世界各國都把航空航天材料放在優(yōu)先發(fā)展的地位。中國在50年代就創(chuàng)建了北京航空材料研究所和北京航天材料工藝研究所,從事航空航天材料的應用研究。
簡況 18世紀60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展,從而結束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動機的飛機,當時使用的材料有木材(占47%),鋼(占35%)和布(占18%),飛機的飛行速度只有16公里/時。1906年德國冶金學家發(fā)明了可以時效強化的硬鋁,使制造全金屬結構的飛機成為可能。40年代出現的全金屬結構飛機的承載能力已大大增加,飛行速度超過了600公里/時。在合金強化理論的基礎上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應用對克服機翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用,飛機的性能大幅度提高,最大飛行速度達到了3倍音速。40年代初期出現的德國 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后,材料燒蝕防熱理論的出現以及燒蝕材料的研制成功,解決了彈道導彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復合材料,如碳纖維或硼纖維增強的環(huán)氧樹脂基復合材料、金屬基復合材料等,以減輕結構重量。返回型航天器和航天飛機在再入大氣層時會遇到比彈道導彈彈頭再入時間長得多的空氣動力加熱過程,但加熱速度較慢,熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。
分類 飛行器發(fā)展到80年代已成為機械加電子的高度一體化的產品。它要求使用品種繁多的、具有先進性能的結構材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對象不同可分為飛機材料、航空發(fā)動機材料、火箭和導彈材料和航天器材料等;按材料的化學成分不同可分為金屬與合金材料、有機非金屬材料、無機非金屬材料和復合材料。
材料應具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應力、強腐蝕等極端條件下工作,有的則受到重量和容納空間的限制,需要以最小的體積和質量發(fā)揮在通常情況下等效的功能,有的需要在大氣層中或外層空間長期運行,不可能停機檢查或更換零件,因而要有極高的可靠性和質量保證。不同的工作環(huán)境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比強度和比剛度 對飛行器材料的基本要求是:材質輕、強度高、剛度好。減輕飛行器本身的結構重量就意味著增加運載能力,提高機動性能,加大飛行距離或射程,減少燃油或推進劑的消耗。比強度和比剛度是衡量航空航天材料力學性能優(yōu)劣的重要參數:
比強度=/
比剛度=/式中[kg2][kg2]為材料的強度,為材料的彈性模量,為材料的比重。
飛行器除了受靜載荷的作用外還要經受由于起飛和降落、發(fā)動機振動、轉動件的高速旋轉、機動飛行和突風等因素產生的交變載荷,因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。
優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經受的高溫環(huán)境是空氣動力加熱、發(fā)動機燃氣以及太空中太陽的輻照造成的。航空器要長時間在空氣中飛行,有的飛行速度高達3倍音速,所使用的高溫材料要具有良好的高溫持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度,在空氣和腐蝕介質中要有高的抗氧化性能和抗熱腐蝕性能,并應具有在高溫下長期工作的組織結構穩(wěn)定性?;鸺l(fā)動機燃氣溫度可達3000[2oc]以上,噴射速度可達十余個馬赫數,而且固體火箭燃氣中還夾雜有固體粒子,彈道導彈頭部在再入大氣層時速度高達20個馬赫數以上,溫度高達上萬攝氏度,有時還會受到粒子云的侵蝕,因此在航天技術領域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。在這種條件下需要利用材料所具有的熔解熱、蒸發(fā)熱、升華熱、分解熱、化合熱以及高溫粘性等物理性能來設計高溫耐燒蝕材料和發(fā)冷卻材料以滿足高溫環(huán)境的要求。太陽輻照會造成在外層空間運行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變,一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決。低溫環(huán)境的形成來自大自然和低溫推進劑。飛機在同溫層以亞音速飛行時表面溫度會降到-50[2oc]左右,極圈以內各地域的嚴冬會使機場環(huán)境溫度下降到-40[2oc]以下。在這種環(huán)境下要求金屬構件或橡膠輪胎不產生脆化現象。液體火箭使用液氧(沸點為-183[2oc])和液氫(沸點為-253[2oc])作推進劑,這為材料提出了更嚴峻的環(huán)境條件。部分金屬材料和絕大多數高分子材料在這種條件下都會變脆。通過發(fā)展或選擇合適的材料,如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等,才能解決超低溫下結構承受載荷的能力和密封等問題。
耐老化和耐腐蝕 各種介質和大氣環(huán)境對材料的作用表現為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質是飛機用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進劑(如濃硝酸、四氧化二氮、肼類)和各種潤滑劑、液壓油等。其中多數對金屬和非金屬材料都有強烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽的輻照、風雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長期貯存時產生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料應該具備的良好特性。
適應空間環(huán)境 空間環(huán)境對材料的作用主要表現為高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射線輻照的影響。金屬材料在高真空下互相接觸時,由于表面被高真空環(huán)境所凈化而加速了分子擴散過程,出現“冷焊”現象;非金屬材料在高真空和宇宙射線輻照下會加速揮發(fā)和老化,有時這種現象會使光學鏡頭因揮發(fā)物沉積而被污染,密封結構因老化而失效。航天材料一般是通過地面模擬試驗來選擇和發(fā)展的,以求適應于空間環(huán)境。
壽命和安全 為了減輕飛行器的結構重量,選取盡可能小的安全余量而達到絕對可靠的安全壽命,被認為是飛行器設計的奮斗目標。對于導彈或運載火箭等短時間一次使用的飛行器,人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。為了充分利用材料強度并保證安全,對于金屬材料已經使用“損傷容限設計原則”。這就要求材料不但具有高的比強度,而且還要有高的斷裂韌性。在模擬使用的條件下測定出材料的裂紋起始壽命和裂紋的擴展速率等數據,并計算出允許的裂紋長度和相應的壽命,以此作為設計、生產和使用的重要依據。對于有機非金屬材料則要求進行自然老化和人工加速老化試驗,確定其壽命的保險期。復合材料的破損模式、壽命和安全也是一項重要的研究課題。
報告題目:我國航空發(fā)動機發(fā)展簡述
所屬系部:航空工程及自動化系
學生姓名: 萬奎 班級、學號: 075032-28 專 業(yè):飛機制造技術
西安航空職業(yè)技術學院制
2007年12月20日
摘 要
本文主要介紹我國航空發(fā)動機的發(fā)展狀況,以及對我國未來航空發(fā)動提出了一些建議。依次是從我國航空發(fā)動機概貌、航空發(fā)動機的作用、我國發(fā)動機發(fā)展水平與航空發(fā)達國家的差距及落后原因、對我國航空發(fā)動機發(fā)展的淺見以及我國常用的航空發(fā)動機等方面闡述我國發(fā)動機在民航領域和軍事領域內的應用及重要作用。主要以發(fā)動機的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介紹給讀者,讓讀者對我國航空發(fā)動機的發(fā)展能夠有一個充分的認識和了解。同時也告訴航空發(fā)動機的科技工作者他們肩上的責任。要努力的發(fā)展我國的航空發(fā)動機事業(yè),縮小與發(fā)達國家之間的差距。
關鍵詞:航空發(fā)動機
目錄
:
一 我國航空發(fā)動機發(fā)展道路的選擇
二 我國航空發(fā)動機發(fā)展歷程回顧
三 我國發(fā)動機發(fā)展水平與航空發(fā)達國家的差距及落后原因
四 對我國航空發(fā)動機發(fā)展的淺見
隨著社會的發(fā)展,科技的進步,人們在不停的改造這個世界。在很久以前,人們把升天看作是幾乎不可能實現的事??赡切┈F如今已經變成了現實,并且人們把它當作一個高科技產業(yè)去發(fā)展。不管是在民航領域還是在軍事領域都有廣泛的發(fā)展前景。
要發(fā)展一個國家的航空事業(yè),關鍵的核心就是要看這個國家的航空發(fā)動機水平的高低。飛機的飛行是要靠強大的動力系統(tǒng)的推進才能起飛的,沒有了發(fā)動機那么飛機就是一堆可供人觀賞的廢品。因此,現代的人民認為,航空發(fā)動機水平的發(fā)展是衡量一個國家是否成為大國的重要標志。尤其是對我國這個航空事業(yè)比較落后的來說,航空發(fā)動機的發(fā)展顯得尤為重要。它不僅僅是一個國家軍事實力的重要標志之一,更重要的也是一個國家科技水平的重要標志之一。因此,可以毫不猶豫的這樣說:“一個國家的科技水平的發(fā)展需要航空事業(yè),一個國家的軍事力量需要靠先進的航空事業(yè)做后盾。在戰(zhàn)爭中,是否擁有制空權還是要靠航空事業(yè),而航空事業(yè)發(fā)展的核心又在于航空發(fā)動機的發(fā)展水平的高低?!彼哉f,航空發(fā)動機對發(fā)展航空事業(yè)是至關重要的。一 我國航空發(fā)動機發(fā)展道路的選擇
雖然我國的航空發(fā)動機走的是一條引進仿制的路,其過程歷經了不少失誤與反復,但仍走完了引進-仿制-改進改型的全過程,積累了豐富的改進改型與生產經驗。而且,20世紀80年代以來進行的高性能推進系統(tǒng)的預先研究工作,在核心機方面取得了重大進展,使我們有了一定的技術儲備,已經具備了走適合我們自己的發(fā)動機發(fā)展道路的條件??偨Y我們過去走過的路,借鑒國外的成功經驗,我們認為,目前應當集中物力財力,突破重點型號,以滿足國內急需,在此基礎上加大預先研究力度,走以核心機衍生的發(fā)展道路,在條件合適的情況下開展國際合作。
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(1)集中力量,突破重點型號。
國防動力的需要使我們不可能坐等研制出我們自己具有領先水平的航空發(fā)動機,因此,把改進改型的路繼續(xù)走下去以滿足軍機發(fā)展的動力需求是當務之急。20世紀80年代中期,我國在國外某核心機的基礎上研制的渦扇10發(fā)動機預計到2005年可裝備部隊,推重比7.5,相當于國外第三代發(fā)動機的技術水平,這將使我國與航空發(fā)達國家在航空發(fā)動機性能水平上的差距縮短到20年左右,為下一階段的自行研制奠定基礎。
(2)加強預先研究,走以核心機為基礎的衍生發(fā)展道路。
總結我國新機研制的經驗,代表一個新機水平的關鍵技術往往成為型號發(fā)展的障礙,其根本的原因在于技術儲備不夠。因此,下大力氣搞好預先研究工作,集中有限的資源多開展幾個類似“航空推進技術驗證計劃(APTD)”的預先研究,突破推重比為10一級的發(fā)動機的技術關鍵,進行技術儲備,不僅是我國發(fā)動機發(fā)展的現實需要,而且是發(fā)動機發(fā)展規(guī)律的客觀要求。
核心機主要是指基準發(fā)動機上的高壓系統(tǒng),它包括高壓壓氣機、主燃燒室和高壓渦輪三大部件。在一個成熟的高壓系統(tǒng)基礎上加上不同的低壓系統(tǒng),就可衍生出各種形式的發(fā)動機,因此,核心機可以理解為同一級別發(fā)動機的發(fā)展平臺。研制核心機主要有以下優(yōu)點:a.縮短發(fā)動機的研制周期,降低成本,提高可靠性。b.可增加發(fā)動機的通用零件數,改善互換性。c.使發(fā)動機的研制周期趕上飛機的研制周期,且大幅度降低新機的發(fā)展經費。據國外經驗,在一臺成熟的核心機上發(fā)展新機只要3~5年,經費也只有全新發(fā)動機的40%左右。
另外,核心機的發(fā)展可促進新技術的發(fā)展,先進的核心機指標可以推動設計研究、試驗、測試工作向前發(fā)展,帶動新材料、新工藝的革命,但核心機的
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發(fā)展必須以大量的預先研究和技術儲備為基礎。我國近50年來測繪仿制經驗和近20年來的預先研究積累已經具備了發(fā)展推重比為10一級的核心機的條件,因此,改革現有的發(fā)動機發(fā)展的組織管理體制,加大投入,堅定不移地根據國情發(fā)展相應水平的核心機,不斷衍生出各類航空發(fā)動機,逐步向國際先進水平靠攏應是我國下一階段發(fā)動機發(fā)展的主要道路。
試車中的F100發(fā)動機
(3)以我為主走國際合作的道路。
從前述美、英、法的發(fā)動機發(fā)展道路中可以看出,進入20世紀80年代以來,進行國際合作是當今發(fā)動機發(fā)展的主要途徑之一。通過國際合作來分擔經費和風險,加快進度,開拓市場,這是發(fā)動機所具有的知識密集、技術密集和資金密集的特點所決定的。不同的國家進行國際合作的目的是不同的,發(fā)達國家進行國際合作的目的是為了減小投資風險、擴大市場占有率與盈利水平;對于技術比較落后的國家來說,合作的目的則是想學到新的技術與先進的管理經驗,以盡早使自己走上獨立研制之路。國際合作的主要模式有:a.合作
生產。b.合作研制和經營。c.合作研究與發(fā)展。目前,我國所進行的國際合作主要是合作生產,這與我國的航空發(fā)動機發(fā)展水平是相稱的。國際合作實際上是另一種競爭的形式,它以實力為基礎來進行分工與互利,其目的是為了更大的市場利益和國防競爭的最后勝利。由于社會制度的關系,其它形式的合作對我們來說目前還較難實現,所以,我們應以我為主努力提高我國發(fā)動機的研究與發(fā)展能力,趕上國際先進水平,到那時,國際合作的大門就會自動向我們打開。
二 我國航空發(fā)動機發(fā)展歷程回顧
航空發(fā)動機是飛機的心臟,是飛機性能的決定因素之一。由于戰(zhàn)斗機發(fā)動機要在高溫?高壓?高轉速和高負荷的環(huán)境中長期反復地工作,而且還要求具有重量輕?體積小?推力大?使用安全可靠及經濟性好等特點,因此,目前世界上真正具備獨立研制發(fā)動機的國家只有美?俄?英?法?中等少數幾個。中國航空發(fā)動機的研制是在新中國成立后一片空白的基礎上發(fā)展起來的,從最初的仿制?改進?改型到今天可以獨立設計制造高性能航空發(fā)動機,走過了一條布滿荊棘的發(fā)展道路。
渦噴5發(fā)動機是我國根據前蘇聯BK-1φ發(fā)動機的技術資料仿制的第一種渦噴發(fā)動機,由沈陽航空發(fā)動機廠研制。渦噴5是一種離心式?單轉子?帶加力式航空發(fā)動機,單臺最大推力為25.5千牛,加力推力為32.5千牛,重量為980千克,主要用于國產殲-5戰(zhàn)斗機。渦噴5發(fā)動機大量使用了高強度材料和耐高溫合金,加上噴管的加工工藝要求精度高,葉片型面復雜,加力燃燒室薄壁焊接等多項先進制造技術,對我國當時的制造能力是一個考驗。經過各方面的通力合作及努力,首批渦噴5發(fā)動機在1956年6月通過鑒定,開始投入批量生產,比原計劃提前了近一年多,為國產殲-5戰(zhàn)斗機的順利投產起到了十分關鍵的作用。渦噴5發(fā)動機的研制成功,標志著中國航空發(fā)動機工業(yè)已從制造活塞式發(fā)動機時代發(fā)展到了噴氣式發(fā)動機的時代,成為了當時世界上為數不多的幾個可以批量生產噴氣式發(fā)動機的國家之一。
渦噴6發(fā)動機是我國根據前蘇聯提供的PⅡ-9B型發(fā)動機技術資料制造的一種加力式渦噴發(fā)動機,主要用于裝備國產殲-6戰(zhàn)斗機及稍后研制的強-5強擊機。同渦噴5發(fā)動機相比,渦噴6在性能上有了很大的提高,由亞音速發(fā)展到了超音速,壓氣機的結構也從離心式發(fā)展為軸流式,其最大推力為25.5千牛,加力推力為31.8千牛,雖與渦噴5相差不大,但重量卻減輕了23%,只有708千克,直徑也縮短了48%,大大減少了飛機的迎風面積,適合殲-6超音速飛行。雖然渦噴6第一臺發(fā)動機在1958年就已組裝完畢,但因為受到當時“大躍進”運動的影響,使得渦噴6發(fā)動機出現了一系列的質量問題,1959年3月交付的60臺發(fā)動機不斷暴露出嚴重的質量問題,使得當時全軍的殲-6飛機幾乎全部停飛。1960年,中央軍委決定對沈陽航空發(fā)動機廠進行全面質量整頓,并對渦噴6發(fā)動機進行重新試制。1961年10月,重新試制的渦噴6發(fā)動機最終通過了全壽命試車考核,隨即轉入批量生產,當年即交付了72臺,保證了殲-6飛機作戰(zhàn)的要求。但由于渦噴6發(fā)動機是依據前蘇聯提供的發(fā)動機資料仿制的產品,因此也具有前蘇聯發(fā)動機所存在的一些缺陷。直到1970年,沈陽航空發(fā)動機廠才徹底解決了使用中所出現的各種問題,再一次提高了殲-6飛機作戰(zhàn)的機動能力。而后又相繼研制了渦噴6甲和渦噴6A/B三種型號。
渦噴7發(fā)動機是按前蘇聯提供的P-Ⅱ-300發(fā)動機的技術資料制造的,主要用于當時研制的2倍音速殲-7飛機。渦噴7發(fā)動機性能較渦噴6有了很大的提高,其最大推力為38.2千牛,加力推力達55.9千牛,分別比渦噴6提高了50%和77%,并且為軸流式雙轉子結構,帶有6級低壓氣機和2級渦輪組成高壓和低壓兩個轉子?;鹧嫱膊捎脷饽だ鋮s式,加力燃燒室也作了改進,消除了渦噴6發(fā)動機高空加力點火不穩(wěn)定的缺點。尾噴口的調節(jié)由自動裝置控制,材料上使用了較多的新材料,像壓氣機和渦輪葉片分別采用了不銹鋼和高溫合金。無論在性能還是在結構上,渦噴7都較渦噴6復雜,對制造工藝的要求也更加嚴格。1965年,渦噴7的研制工作全面展開,由于前期準備工作充足完備,試制工作進展順利,同年10月第一臺發(fā)動機即裝配完成。1966年12月通過技術鑒定,開始批量生產。
1970年改由貴州航空發(fā)動機廠生產,后期貴州航空發(fā)動機廠對渦噴7發(fā)動機的技術又進行了多項革新,大大提高了渦噴7發(fā)動機的性能及質量水平。而后伴隨著殲-8飛機動力裝置的需求,我國又成功研制了渦噴7甲型發(fā)動機,成功地實現了從單純仿制生產到自行設計改型的轉變。
1964年,我國開始了新一代殲擊機和強擊機的研制工作,即殲-9和強-6的研制計劃。為此,沈陽航空發(fā)動機設計研究所提出了雙軸渦噴?單軸渦噴和渦扇三類共22個設計方案進行對比,經過篩選一致認為只有渦扇型可以滿足這兩種飛機的性能要求,遂將其命名為渦扇6型發(fā)動機。這是我國第一次設計大推力發(fā)動機,其設計為雙軸內外涵混合加力式渦扇發(fā)動機,設計最大推力為70.6千牛,加力推力為121.5千牛,推重比為6。渦扇6于1964年10月開始進行初步設計,1966年完成了全部圖紙設計。1966年初開始由沈陽航空發(fā)動機廠進行樣機試制,1969年完成了2臺試驗機的制造工作。渦扇6的初步調試在1968年就已開始,整個調試工作包括運轉試車?性能調試?持久試車?高空臺及飛行臺試驗?國家定型試驗等5部分。在5年多的運轉調試期間,先后解決了壓氣機部件性能差和高壓壓氣機喘振裕度小的問題?起動及中轉速喘振等故障。1974年,發(fā)動機達到了100%轉速,進入高轉速運轉試車。但此時又出現了高壓轉子振動大?高轉速喘振和渦輪前溫度超過設計值等問題。1979年11月,所出現的各種問題相繼被解決,發(fā)動機實現了高轉速長時間穩(wěn)定運轉。1980年,渦扇6開始進入性能摸底試驗階段,1981年進行了加力燃燒室試驗,發(fā)動機加力推力達到了123.5千牛,達到了加力狀態(tài)的設計性能。1973年,由于殲-9飛機的設計指標進行了修改,性能有了進一步的提升(達到了雙2.5,即升限2.5萬米,速度2.5馬赫),加之為滿足1976年上馬的殲-13飛機的研制需要,1980年又擬定了對渦扇6發(fā)動機的改型方案,即渦扇6G。改進工作主要是在保持原發(fā)動機外形尺寸不變的情況下,將發(fā)動機的最大推力增加到138.2千牛,最大推力提高到83.3千牛,推重比提高到7。1982年2月,首臺渦扇6G進行了地面試驗,實測其最大推力和加力推力均達到預期指標,可以進行實機飛行試驗,為其進一步發(fā)展鋪平了道路。然而,在80代初期,由于空軍裝備體制發(fā)生變化,殲-9和強-6飛機計劃相繼下馬,作為其配套動力的渦扇6也失去了使用對象。1983年7月,渦扇6發(fā)動機的研制工作全部中止,1984年初,研制計劃被正式取消。
渦噴13系列發(fā)動機的研制使我國結束了不能研制生產高性能渦噴發(fā)動機的歷史,雖然其性能及技術還不是特別先進,但卻是我國從仿制改型向自行設計制造的重要轉變。進入80年代后,我國的航空發(fā)動機研制能力已具備了一定的實力,而這個時期也是我國新型殲-8Ⅱ和殲-7Ⅲ飛機研制的關鍵時刻。由于飛機性能要求的提高,必須要有一種新的發(fā)動機作為這兩種飛機的動力裝置,因此渦噴13“受命而生”。渦噴13發(fā)動機在結構上對壓氣機進行了大幅度改進,使得喘振裕度明顯提高,低壓轉子加了軸間軸承,振動小,壓氣機轉子盤和葉片大量使用了鈦合金,既減輕了重量又提高了葉片的工作強度。此外,還增加了較為先進的發(fā)動機控制裝置,提高了發(fā)動機的控制性能?可靠性和穩(wěn)定性。發(fā)動機的推力也提高到了43.1千牛,加力推力則達到了64.7千牛,分別比渦噴7提高了50%和15%,發(fā)動機的翻修間隔也達到了350小時。渦噴13發(fā)動機的研制工作從1978年開始全面展開,1980年,首批3臺發(fā)動機開始進行調試試車,到1984年先后完成了可靠性試車,1985年開始裝機試飛,滿足了殲-8Ⅱ飛機的研制進度。80年代末,經過改進的渦噴13A發(fā)動機也開始了研制,改進的主要方向放到提高性能及可靠性上,并采取了多項措施。改進后的發(fā)動機前渦輪溫度提高了50度,發(fā)動機的加力推力提高到了64.7千牛。多項試驗表明,渦噴13A發(fā)動機的匹配性好,工作穩(wěn)定,可靠性有了明顯的改善。1991年,渦噴13A開始進入批量生產,成為量產殲-8Ⅱ的改型機殲-8B的標配動力。后又相繼研制了渦噴13F發(fā)動機?渦噴13FⅠ型發(fā)動機以及渦噴13AⅡ和渦噴13B等型號。值得一提的是渦噴13B發(fā)動機,該發(fā)動機的各方面性能都是渦噴13系列中性能最好的,主要是在壓氣機?機匣?渦輪葉片及加力燃燒室上作了重大的改進,發(fā)動機的加力推力提高到了68.6千牛,耗油率則下降了2.5%,達到了當初的設計目標。
“昆侖”發(fā)動機(如下圖)是我國第一種完全自行設計?研制的國產渦噴發(fā)動機,具有完全的“自主知識產權”,其所使用的技術?材料?工藝等完全立足國內?!袄觥卑l(fā)動機的研制有幾分偶然因素在內,最終能有今天的這個結果非常不易。1984年,上級下達了研制“昆侖”發(fā)動機驗證機的任務。1987年正式立項,開始進入原型機的研制階段。而此時恰逢我國頒布了“全新的發(fā)動機通用規(guī)范”,上級要求“昆侖”發(fā)動機的研制要全面貫徹新的國軍標,這使“昆侖”發(fā)動機研制進度大大拖慢?!袄觥卑l(fā)動機的地面試車過程中曾先后出現過高壓渦輪葉片折斷?高壓壓氣機和低壓壓氣機葉片斷裂?發(fā)動機管路滲漏油?空中潤滑油消耗量過大?艙壁溫度過高等問題,而在裝機試飛中又出現了部分加力脈沖?加力點火成功率低?高空大速度喘振停車?高空小速度切斷加力停車等各種重大技術問題。公司技術人員經過近一年多的攻關,將出現的所有技術問題都圓滿解決了,研制工作也順利進入了最后階段,最后在2001年12月通過了國家測試,于2002年正式設計定型,歷經18年的時間。后來,我國又先后推出“昆侖”Ⅰ?“昆侖”Ⅱ型發(fā)動機。尤其是“昆侖”Ⅱ型發(fā)動機,其最大推力和加力推力分別比“昆侖”型發(fā)動機提高到了53.9千牛和76.4千牛,最大推力和加力推力時的耗油率則下降到0.093千克/?!靶r和0.18千克/?!毙r,推重比為7。由于“昆侖”Ⅱ型發(fā)動機的安裝方式和外形尺寸與我國大量在役的渦噴7?渦噴13系列發(fā)動機基本相同,具有很好的互換性,因此可以很方便地安裝到現役各型殲-7?殲-8飛機上,從而使這兩種飛機的性能有了一個跨越式的提高,極大地提高了我??哲姾娇毡目罩凶鲬?zhàn)能力。三 我國發(fā)動機發(fā)展水平與航空發(fā)達國家的差距及落后原因
關于我國現代航空發(fā)動機的性能水平,1989年原航空工業(yè)部高推預研辦公室與北京航空航天大學管理學院曾進行過定量分析,在修正了美國蘭德公司Birkler的TOA模型并發(fā)展了中國航空發(fā)動機的TOA模型后,用它對我國已獲得的和將發(fā)展的航空發(fā)動機性能水平進行了分析和預測,分析認為,當時我國可獲得的航空發(fā)動機性能水平與美國的差距約為20年,到2000年這個差距約為25年。在過去的30幾年中,我國可獲得的航空發(fā)動機性能水平提高的平均速度僅為美國的55%,若不采取恰當措施,差距會越來越大。有文獻對我國現役航空發(fā)動機的主要參數與航空發(fā)達國空家進行了對比,認為到2005年我們比發(fā)達國家落后20年左右。因此可以認為,我國航空動力的總體技術水平比發(fā)達國家落后25~30年。
我國在航空發(fā)動機發(fā)展中所遇到的問題和造成落后現狀的原因是多方面的。在航空界從領導到廣大從業(yè)人員對航空發(fā)動機在整個航空發(fā)展中的地位、作用和重要性及“振興航空,動力先行”的口號已有共識;有權威的飛機專家也都認為“應把發(fā)動機發(fā)展放在航空的首位”;中央領導也指示“要像抓兩彈那樣把渦扇發(fā)動機搞上去?!睂π卵兄坪娇瞻l(fā)動機,技術難度大、投資費用高和研制周期長等特點,也都有深刻的認識。作為一個航空發(fā)動機科技工作者,當然對其當前的落后狀態(tài)非常焦急和優(yōu)慮,對其落后的原因經常不斷地進行了多年的思考.我認為:我國航空發(fā)動機發(fā)展落后的關鍵問題和根本原因是管理?,F將對此問題的思考和看法論述如下:(一)航空航天發(fā)展對我們的啟示
當前航空落后于航天,發(fā)動機又落后于飛機,這是客觀的事實。為什么航空發(fā)動機會落后呢?只要簡單對比一下:航天是先研制發(fā)展型號而帶動工廠生產,而航空是先仿制生產,工廠只管批生產;航天是研究、設計、試驗、生產一體化,統(tǒng)一領導管理,航空的發(fā)動機設計在研究所與生產工廠是兩個獨立的(各自為的)組織領導系統(tǒng)??傊?,航天是走了自立更生、自我發(fā)展、自行研制的道路和有一個完整、協(xié)調、統(tǒng)一的符合新機研制的組織管理系統(tǒng)。如果從發(fā)展歷史看,航空比航天起步還早,航空發(fā)動機起始的技術基礎也比航天好。所以,這不是個技術問題,而是一個管理問題。
其實,在航空系統(tǒng)也有值得思考和總結的事例。(1)貴州航空發(fā)動機研究所無論在技術力量、試驗設備和設計經驗等方面,都無法與國內的發(fā)動機老研究所和大的研究所相比,但該所能不斷改進改型,研制成16個型別,改進發(fā)展成兩個系列發(fā)動機,保證了國內殲擊機發(fā)動機和空海軍急需的裝備,并出口創(chuàng)匯。深思其根本主要的原因,是從實際出發(fā),遵循了“量力而行,有所作為,循序漸進,發(fā)展產品”的設計思想和“廠所結合,公司統(tǒng)一領導”的管理體制。(2)成都飛機公司,多年來改進發(fā)展的殲七系列,成為國內主戰(zhàn)殲擊機并出口創(chuàng)匯,也不能說成飛公司在同行業(yè)中技術力量最強,而最重要的是該公司實行了設計、試驗、生產一體化的組織領導體制。(3)1984年4月航空工業(yè)部實現了兩型新機首飛成
功,并能按計劃完成了兩機定型,主要原因是按系統(tǒng)工程嚴格科學管理、加強統(tǒng)一領導和組織協(xié)調了各分系統(tǒng)。這些事例進一步說明:新機研制發(fā)展,技術是很重要的、必要的,但關鍵是管理。
(二)管理理論給我們提供了依據 世界各國普遍的經驗證明:在現代化進程中,資金、技術和管理是三大關鍵,而管理又處在核心的地位,即管理是現代化關鍵的關鍵。美國近代管理學家杜克洛指出:“促進現代社會文明的三根支柱是管理、科學和技術,而管理是促成社會經濟技術發(fā)展最關鍵的因素”。人們常說,不論是一項工程還是一個企業(yè)的成功是“三分技術,七分管理”。這里不是說笠技術不重要”,只是要強調,技術很重要,而管理更重要。那么,究竟什么是管理?管理的理論是一門科學,是一軟科學,管理的實踐也是一門藝術:“管理”一詞在《管理學》中的定義是:“管理是通過計劃、組織、控制、激勵和領導等環(huán)節(jié),來協(xié)調人力、物力和財力等資源,以期更好地達成組織目標的過程”。這里所講的計劃、組織、控制、激勵和領導等是管理的五大基本職能,這對航空發(fā)動機發(fā)展至關重要
(三)過去實踐中的問題值得總結
回顧過去航空發(fā)動機發(fā)展中,新機研制未能最終成功,都不是因為技術問題,而是與執(zhí)行上述管理職能中的失誤有關。
計劃職能是根據預測結果和實際需要建立目標,實際需要是制定計劃的依據,正確的需要是新機發(fā)展研制成功的前提。如當年研制噴發(fā)一1A,既沒有進行科學預測,更沒有掌握空軍的實際需要,最終,因空軍不用,而停止研制。這正說明計劃這一管理職能的重要性。
組織職能是指為實施計劃而建立的組織結構和為實現目標而進行的組織過程。我國的發(fā)動機設計研究所是學習蘇聯設計局(O.K.E)的模式,但又未學全學好,只能設計、試驗而無工廠保證試制;其實前蘇聯的發(fā)動機設計局也都進行了組織結構重組,改組為航空發(fā)動機科研生產聯合體;我國航空發(fā)動機的管理體制仍然是組織分散,廠所分離,甚至相互對立,或者是有名無實的聯合;因而新機是不會更好、更快研制成功的。近年來,為了企業(yè)的生存和發(fā)展,美國波音和麥道爾公司的合并;德國航空航天工業(yè)機構合并,組織結構重組也很成功。這都說明組織這一管理職能的重要性。
領導職能主要是決策和用人,任何事如決策錯誤,一開始就錯了,一切都錯了。如決定研制高指標的814號發(fā)動機,這種當時接近國際水平、完全脫離我國實際的決策,不僅浪費了人力、物力、財力和時間,最終不得不停止研制;而且也使紅旗2號發(fā)動機研制半途而廢。又如引進斯貝發(fā)動機仿制,既無明確的使用對象,又把技術引進與自行研制分割開并對立起來,致使渦扇一6研制失去更好地借鑒斯貝新技術的機會。以上問題,是由于我國沒有科學決策機制而造成的。所以說決策科學化是新機發(fā)展研制成功的根本。
綜上所述,嚴格的科學管理是航空發(fā)動機發(fā)展、研制成功的關鍵,沒有科學管理則是其失敗的根源。
四 對我國航空發(fā)動機發(fā)展的淺見
(一)制訂航空發(fā)動機發(fā)展戰(zhàn)略
航空發(fā)動機發(fā)展關系到整個航空發(fā)展的全局.其發(fā)展戰(zhàn)略即是一定時期內航空發(fā)動機發(fā)展全局性的方針任務及主要目標。目前世界航空大國都在實施航空發(fā)動機研究和發(fā)展計劃,針對我國的落后現狀,首先,必須制定出我國航空發(fā)動機發(fā)展戰(zhàn)略,為今后實施提供依據。(二)建立專門決策機構,嚴格遵循決策程序
專門的決策機構是科學決策的組織保證,它必須由專職的各方面專家和有關領導組成,并要有明確的責任制度。決策程序是決策科學化的重要措施,它從制度上規(guī)定了論證、評審和決策的方法和過程,杜絕行政首長意志的干擾。因決策失誤,導致新機研制半途而廢、無限延期、最終失敗或嚴重浪費,在國內外都不乏其例。為避免“一著失誤,全盤皆輸”的惡果,必須加強決策科學化。
(三)確立實事求是的設計原則和指導思想
新機研制正確的設計思想首先要處理好先進性與現實性的關系。因設計思想片面迫求,在新機方案競爭遭到失敗或最終研制失敗的事例,在國內外都不勝枚舉。法國和前蘇聯在技術儲備和實力上都不如美國,但是他們都設計研制了先進的飛機和發(fā)動機。法國達索公司和SNECMA公司在新機設計上都遵循了“漸改法”的原則;原蘇聯在新機設計中都貫徹了“簡單實用”的原則。對我國來說,技術經濟實力更差,法國和前蘇聯的設計原則和思想,是非常值得我們借鑒的。
(四)改革現行的組織結構和管理體制
不論西方航空發(fā)達國家,還是前蘇聯或俄羅斯.他們都是航空發(fā)動機研究、設計、試驗、試制和生產一體化的組織管理體制—公司或聯合體;而我國是分散的、分離的、分割的。實踐證明:只有設計研究與試制生產單位組成一個整體,有共同的利益、共同011事業(yè)和共同的目標,才能更好、更快地研制出新機。不僅要廠所結合,而且要“廠所一體,公司統(tǒng)一領導”,才是航空發(fā)動機發(fā)展和新機研制的組織保證。
(五)樹立競爭觀念,強化競爭機制,實施多方案競爭
競爭是推動經濟和技術發(fā)展的動力,能激發(fā)和挖掘創(chuàng)新的積極性和潛能,國外正反兩方面的經驗證明,強化競爭,優(yōu)選方案是確保成功實施新機研制的重要途徑和行之有效的方法。西方航空發(fā)達國家是靠競爭機制,前蘇聯之所以成為軍用航空大國,也是由于采取競爭擇優(yōu)機制和競爭的激勵作用。我國航空至今還是政府指令,例如殲八11飛機改型選擇動力裝置,如果采用多方案競爭擇優(yōu)機制,可以斷言,會使飛機早日成功并能節(jié)約大量研制費用。這也說明,競爭機制無疑是加速我國航空發(fā)動機發(fā)展的必由之路。
(六)運用系統(tǒng)工程的原理與方法,進行組織管理
系統(tǒng)工程是一門實現系統(tǒng)最優(yōu)化的科學,是組織管理的科學方法。我國著名科學家錢學森在《組織管理的技術—系統(tǒng)工程》一文中指出“系統(tǒng)工程學則是組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法,是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法。”航空推進系統(tǒng)的研制和發(fā)展是一項復雜的系統(tǒng)工程,雖然是飛機的一個分系統(tǒng),但它本身也構成一個相對獨立的復雜系統(tǒng)。運用系統(tǒng)工程必然會更有效地推動和加速航空發(fā)動機的研制和發(fā)展。
(七)抓住機遇、加快預研,加強技術基礎的建設 在當前航空發(fā)動機技術加速發(fā)展的形勢下,我們應抓住機遇,盡力引進國外先進技術,但必須堅持自力更生發(fā)展我國航空發(fā)動機特別是軍用發(fā)動機的國策。如法國二戰(zhàn)后航空技術基礎被徹底破壞,但它堅持獨立自主發(fā)展軍用航空發(fā)動機作為國策,寧愿本國發(fā)動機性能差些,也絕不依靠別國先進的發(fā)動機。這種指導思想和自立自強精神.非常值得我們學習。為此,必須加快航空發(fā)動機預研發(fā)展,加強其技術基礎建設??紤]到我國實際及原有基礎。設計研制新機,在積極引進英、美的先進技術同時,目前還是以俄羅斯的先進發(fā)動機為參考基礎,可能會更快更穩(wěn)妥地發(fā)展我國的航空發(fā)動機。
(八)發(fā)揚創(chuàng)新精神,加強技術隊伍的建設
航空發(fā)動機發(fā)展,歸根到底是靠一支高水平的、有進取精神和創(chuàng)新能力的技術隊伍。管理的核心是管理人,對人不僅要“管”,更重要的是“理”,即理順關系、理解人的心理,尊重人的創(chuàng)造。只要人的積極性、主動性和創(chuàng)造性被調動和發(fā)揮出來,航空發(fā)動機的研制發(fā)展,就會出現奇跡。當然,由于航空基層所在地理位置等客觀環(huán)境條件,不僅要不斷提高這支隊伍,還要采取有效措施穩(wěn)定住這支技術隊伍。
以上所述,均屬管理范疇的意見,為了航空發(fā)動機發(fā)展,供商榷探討。筆者認為:上述的意見和問題得不到解決或有效的落實,沒有科學管理:特別是組織管理現狀不改變,即使國家給再多的投資,引進再多新技術,也研制不出先進的新發(fā)動機;即使研制出來,也是耗費幾倍不該拖延的時間周期,待研制出來或取得成果,已經大大落后而無人采用了??傊?,航空發(fā)動機發(fā)展的關鍵和核心問題是管理,這是一個值得認真思考和必須解決的問題。
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第三篇:網絡安全技術研究論文.
網絡安全技術研究論文
摘要:網絡安全保護是一個過程,近年來,以Internet為標志的計算機網絡協(xié)議、標準和應用技術的發(fā)展異常迅速。但Internet恰似一把鋒利的雙刃劍,它在為人們帶來便利的同時,也為計算機病毒和計算機犯罪提供了土壤,針對系統(tǒng)、網絡協(xié)議及數據庫等,無論是其自身的設計缺陷,還是由于人為的因素產生的各種安全漏洞,都可能被一些另有圖謀的黑客所利用并發(fā)起攻擊,因此建立有效的網絡安全防范體系就更為迫切。若要保證網絡安全、可靠,則必須熟知黑客網絡攻擊的一般過程。只有這樣方可在黒客攻擊前做好必要的防備,從而確保網絡運行的安全和可靠。
本文從網絡安全、面臨威脅、病毒程序、病毒防治安全管理等幾個方面,聯合實例進行安全技術淺析。并從幾方面講了具體的防范措施,讓讀者有全面的網絡認識,在對待網絡威脅時有充足的準備。
關鍵詞:網絡安全面臨威脅病毒程序病毒防治
一、網絡安全
由于互聯網絡的發(fā)展,整個世界經濟正在迅速地融為一體,而整個國家猶如一部巨大的網絡機器。計算機網絡已經成為國家的經濟基礎和命脈。計算機網絡在經濟和生活的各個領域正在迅速普及,整個社會對網絡的依賴程度越來越大。眾多的企業(yè)、組織、政府部門與機構都在組建和發(fā)展自己的網絡,并連接到Internet上,以充分共享、利用網絡的信息和資源。網絡已經成為社會和經濟發(fā)展的強大動力,其地位越來越重要。伴隨著網絡的發(fā)展,也產生了各種各樣的問題,其中安全問題尤為突出。了解網絡面臨的各種威脅,防范和消除這些威脅,實現真正的網絡安全已經成了網絡發(fā)展中最重要的事情。
網絡安全問題已成為信息時代人類共同面臨的挑戰(zhàn),國內的網絡安全問題也日益突出。具體表現為:計算機系統(tǒng)受病毒感染和破壞的情況相當嚴重;電腦黑客活動已形成重要威脅;信息基礎設施面臨網絡安全的挑戰(zhàn);信息系統(tǒng)在預測、反應、防范和恢復能力方面存在許多薄弱環(huán)節(jié);網絡政治顛覆活動頻繁。
隨著信息化進程的深入和互聯網的迅速發(fā)展,人們的工作、學習和生活方式正在發(fā)生巨大變化,效率大為提高,信息資源得到最大程度的共享。但必須看到,緊隨信息化發(fā)展而來的網絡安全問題日漸凸出,如果不很好地解決這個問題,必將阻礙信息化發(fā)展的進程。
二、面臨威脅 1.黑客的攻擊
黑客對于大家來說,不再是一個高深莫測的人物,黑客技術逐漸被越來越多的人掌握和發(fā)展,目前,世界上有20多萬個黑客網站,這些站點都介紹一些攻擊方法和攻擊軟件的使用以及系統(tǒng)的一些漏洞,因而系統(tǒng)、站點遭受攻擊的可能性就變大了。尤其是現在還缺乏針對網絡犯罪卓有成效的反擊和跟蹤手段,使得黑客攻擊的隱蔽性好,“殺傷力”強,是網絡安全的主要威脅。
2.管理的欠缺
網絡系統(tǒng)的嚴格管理是企業(yè)、機構及用戶免受攻擊的重要措施。事實上,很多企業(yè)、機構及用戶的網站或系統(tǒng)都疏于這方面的管理。據IT界企業(yè)團體ITAA 的調查顯示,美國90%的IT企業(yè)對黑客攻擊準備不足。目前,美國75%-85%的網站都抵擋不住黑客的攻擊,約有75%的企業(yè)網上信息失竊,其中25%的企業(yè)損失在25萬美元以上。
3.網絡的缺陷
因特網的共享性和開放性使網上信息安全存在先天不足,因為其賴以生存的TCP/IP協(xié)議簇,缺乏相應的安全機制,而且因特網最初的設計考慮是該網不會因局部故障而影響信息的傳輸,基本沒有考慮安全問題,因此它在安全可靠、服務質量、帶寬和方便性等方面存在著不適應性。
4.軟件的漏洞或“后門”
隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大,系統(tǒng)中的安全漏洞或“后門”也不可避免的存在,比如我們常用的操作系統(tǒng),無論是Windows還是UNIX幾乎都存在或多或少的安全漏洞,眾多的各類服務器、瀏覽器、一些桌面軟件等等都被發(fā)現過存在安全隱患。大家熟悉的尼母達,中國黑客等病毒都是利用微軟系統(tǒng)的漏洞給企業(yè)造成巨大損失,可以說任何一個軟件系統(tǒng)都可能會因為程序員的一個疏忽、設計中的一個缺陷等原因而存在漏洞,這也是網絡安全的主要威脅之一。
5.企業(yè)網絡內部
網絡內部用戶的誤操作,資源濫用和惡意行為防不勝防,再完善的防火墻也無法抵御來自網絡內部的攻擊,也無法對網絡內部的濫用做出反應。
網絡環(huán)境的復雜性、多變性,以及信息系統(tǒng)的脆弱性,決定了網絡安全威脅的客觀存在。我國日益開放并融入世界,但加強安全監(jiān)管和建立保護屏障不可或缺。目前我國政府、相關部門和有識之士都把網絡監(jiān)管提到新的高度,衷心希望在不久的將來,我國信息安全工作能跟隨信息化發(fā)展,上一個新臺階。
三、計算機病毒程序及其防治
計算機網絡數據庫中存儲了大量的數據信息,尤其是當前的電子商務行業(yè) 中,網絡已經成為其存貯商業(yè)機密的常用工具。經濟學家曾就“網絡與經濟”這一話題展開研究,70%的企業(yè)都在采取網絡化交易模式,當網絡信息數據丟失后帶來的經濟損失無可估量。
1、病毒查殺。這是當前廣大網絡用戶們采取的最普遍策略,其主要借助于各種形式的防毒、殺毒軟件定期查殺,及時清掃網絡中存在的安全問題。考慮到病毒危害大、傳播快、感染多等特點,對于計算機網絡的攻擊危害嚴重,做好軟件升級、更新則是不可缺少的日常防范措施。
2、數據加密。計算機技術的不斷發(fā)展使得數據加技術得到了更多的研究,當前主要的加密措施有線路加密、端與端加密等,各種加密形式都具備自己獨特的運用功能,用戶們只需結合自己的需要選擇加密措施,則能夠發(fā)揮出預期的防范效果。
3、分段處理?!胺侄巍钡谋举|含義則是“分層次、分時間、分種類”而采取的安全防御策略,其最大的優(yōu)勢則是從安全隱患源頭開始對網絡風險實施防范,中心交換機具備優(yōu)越的訪問控制功能及三層交換功能,這是當前分段技術使用的最大優(yōu)勢,可有效除去帶有病毒文件的傳播。
例如熊貓燒香病毒給我們帶來了很大的沖擊,它是一種經過多次變種的蠕蟲病毒變種,2006年10月16日由25歲的中國湖北武漢新洲區(qū)人李俊編寫,2007年1月初肆虐網絡,它主要通過下載的檔案傳染。對計算機程序、系統(tǒng)破壞嚴重。熊貓燒香其實是一種蠕蟲病毒的變種,而且是經過多次變種而來的,由于中毒電腦的可執(zhí)行文件會出現“熊貓燒香”圖案,所以也被稱為“熊貓燒香”病毒。但原病毒只會對EXE圖標進行替換,并不會對系統(tǒng)本身進行破壞。而大多數是中的病毒變種,用戶電腦中毒后可能會出現藍屏、頻繁重啟以及系統(tǒng)硬盤中數據文件被破壞等現象。同時,該病毒的某些變種可以通過局域網進行傳播,進而感染局域網內所有計算機系統(tǒng),最終導致企業(yè)局域網癱瘓,無法正常使用,它能感染系統(tǒng)中exe,com,pif,src,html,asp等文件,它還能終止大量的反病毒軟件進程并且會刪除擴展名為gho的文件,該文件是一系統(tǒng)備份工具GHOST的備份文件,使用戶的系統(tǒng)備份文件丟失。被感染的用戶系統(tǒng)中所有.exe可執(zhí)行文件全部被改成熊貓舉著三根香的模樣。除了通過網站帶毒感染用戶之外,此病毒還會在局域網中傳播,在極短時間之內就可以感染幾千臺計算機,嚴重時可以導致網絡癱瘓。中毒電腦上會出現“熊貓燒香”圖案,所以也被稱為“熊貓燒香”病毒。中毒電腦會出現藍屏、頻繁重啟以及系統(tǒng)硬盤中數據文件被破壞等現象。病毒危害病毒會刪除擴展名為gho的文件,使用戶無法使用ghost軟件恢復操作系統(tǒng)?!靶茇垷恪备腥鞠到y(tǒng)的.exe.com.f.src.html.asp文件,添加病毒網址,導致用戶一打開這些網頁文件,IE就會自動連接到指定的病毒網址中下載病毒。在硬盤各個分區(qū)下生成文件autorun.inf和setup.exe,可以通過U盤和移動硬盤等方式進行傳播,并且利用Windows系統(tǒng)的自動播放功能來運行,搜索硬盤中的.exe可執(zhí)行文件并感染,感染后的文件圖標變成“熊貓燒香”圖案?!靶茇垷?/p>
香”還可以通過共享文件夾、系統(tǒng)弱口令等多種方式進行傳播。該病毒會在中毒電腦中所有的網頁文件尾部添加病毒代碼。一些網站編輯人員的電腦如果被該病毒感染,上傳網頁到網站后,就會導致用戶瀏覽這些網站時也被病毒感染。
由于這些網站的瀏覽量非常大,致使“熊貓燒香”病毒的感染范圍非常廣,中毒企業(yè)和政府機構已經超過千家,其中不乏金融、稅務、能源等關系到國計民生的重要單位??傊?計算機網絡系統(tǒng)的安全管理和維護工作不是一朝一夕的事情,而是一項長期的工作,要做好這項工作,需要我們不斷總結經驗,學習新知識,引入先進的網絡安全設備和技術,確保網絡的高效安全運行。
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第四篇:典型的網絡故障分析、檢測與排除
典型的網絡故障分析、檢測與排除
摘要:
網絡故障極為普遍,故障種類也十分繁雜。如果把網絡故障的常見故障進行歸類查找,那么無疑能夠迅速而準確的查找故障根源,解決網絡故障。文章主要就網絡常見故障的分類診斷及排除進行了闡述。根據網絡故障的性質把網絡故障分為物理故障與邏輯故障。其物理故障也就是網絡設備的故障。其邏輯故障是網絡中配置管理的錯誤。也可根據網絡故障的對象把網絡故障分為線路故障、路由故障和主機故障。本文主要介紹路由器故障、配置故障、及連接故障的診斷與排除。通過運用工具和方法分析出導致網絡故障的主要原因,及解決方法。
關鍵詞:計算機網絡,網絡故障,分析診斷,物理類故障,邏輯類故障 引言
計算機網絡故障是與網絡暢通相對應的一個概念,計算機網絡故障主要是指計算機無法實現聯網或者無法實現全部聯網。引起計算機網絡故障的因素多種多樣但總的來說可以分為物理故障與邏輯故障,或硬件故障與軟件故障。采取有效的故障防預措施網絡故障目前已經成為影響計算機網絡使用穩(wěn)定性的重要因素之一,加強對計算機網絡故障的分析和網絡維護已經成為網絡用戶經常性的工作之一。及時進行網絡故障分析和網絡維護也已經成為保障網絡穩(wěn)定性的重要方式方法。本文從實際出發(fā),即工作中遇到的網絡故障,描述了通過運用網絡知識進行故障排除。按照故障現象—>故障分析-->故障解決的研究路線闡述了如何在實際中排除網絡故障,及其在網絡安全的應用中的重要性。
本文著重講解了網絡故障的排除方法,通過運用解決問題的策略與排除故障的思路在故障現場很快的檢測出是屬于哪種故障然后再基于故障提出方案給予解決。正文:
一、網絡故障
(一)物理類故障
物理故障,是指設備或線路損壞、插頭松動、線路受到嚴重電磁干擾等情況。比如說,網絡中某條線路突然中斷,這時網絡管理人員從監(jiān)控界面上發(fā)現該線路流量突然掉下來或系統(tǒng)彈出報警界面,這時首先用ping檢查線路在網絡管理中心這端的端口是否連通,如果不連通,則檢查端口插頭是否松動,如果松動則插緊,再用ping檢查,如果連通如故障解決。這時須把故障的特征及其解決步驟詳細記錄下來。也有可能是線路遠離網絡管理中心的那端插頭松動,則需要通知對方進行解決。
另一種常見的物理故障就是網絡插頭誤接。這種情況經常是沒有搞清網絡插頭規(guī)范或沒有弄清網絡拓撲規(guī)劃的情況下導致的。比如說網絡插頭都有一些規(guī)范,只有搞清網線中每根線的顏色和意義,才能做出符合規(guī)范的插頭,否則就會導致網絡連接出錯。
另一種情況,比如兩個路由器直接連接,這時應該讓一臺路由器的出口連接另一路由器的入口,而這臺路由器的入口連接另一路由器的出口才行,這時制作的網線就應該滿足這一特性,否則也會導致網絡誤解。不過像這種網絡連接故障顯得很隱蔽,要診斷這種故障沒有什么特別好的工具,只有依靠經驗豐富的網絡管理人員了。1.線路故障
在日常網絡維護中,線路故障的發(fā)生率是相當高的,約占發(fā)生故障的70%。線路故障通常包括線路損壞及線路受到嚴重電磁干擾。
排查方法:假如是短距離的范圍內,判定網線好壞簡單的方法是將該網絡線一端插入一臺確定能夠正常連入局域網的主機的RJ45插座內,另一端插入確定正常的HUB端口,然后從主機的一端Ping線路另一端的主機或路由器,根據通斷來判定即可。假如線路稍長,或者網線不方便調動,就用網線測試器測量網線的好壞。假如線路很長,比如由郵電部門等供給商提供的,就需通知線路提供商檢查線路,看是否線路中間被切斷。對于是否存在嚴重電磁干擾的排查,我們可以用屏蔽較強的屏蔽線在該段網路上進行通信測試,假如通信正常,則表明存在電磁干擾,注重遠離如高壓電線等電磁場較強的物件。假如同樣不正常,則應排除線路故障而考慮其他原因。2.端口故障
端口故障通常包括插頭松動和端口本身的物理故障。排查方法:此類故障通常會影響到與其直接相連的其他設備的信號燈。因為信號燈比較直觀,所以可以通過信號燈的狀態(tài)大致判定出故障的發(fā)生范圍和可能原因。也可以嘗試使用其它端口看能否連接正常。3.主機物理故障
網卡故障,筆者把其也歸為主機物理故障,因為網卡多裝在主機內,靠主機完成配置和通信,即可以看作網絡終端。此類故障通常包括網卡松動,網卡物理故障,主機的網卡插槽故障和主機本身故障。
排查方法:對于網卡松動、主機的網卡插槽故障最好的解決辦法是更換網卡插槽。對于網卡物理故障的情況,如若上述更換插槽始終不能解決問題的話,就拿到其他正常工作的主機上測試網卡,如若仍無法工作,可以認定是網卡物理損壞,更換網卡即可。
網絡硬件故障的分析與診斷方法
網絡中的硬件故障比較復雜,現就日常工作中常見的網絡連線問題和網卡問題來進行探討。如,網線至交換機或集線器之間的故障分析與診斷方法,故障診斷:通過看網卡指示燈集線器指示燈。首先,檢查網線是否插好;其次,若有數臺工作站同時出現網絡故障,則有可能是連接這些計算機的交換機或集線器出故障。如,網卡故障,故障分析:這是最常發(fā)生的問題。如網卡設置錯誤,網卡在安裝過程中是否正確地設置中斷號,I/0端口地址,驅動程序是否出錯,網卡是否出故障等。
(二)邏輯類故障
邏輯故障中的最常見情況是配置錯誤,也就是指因為網絡設備的配置錯誤而導致的網絡異?;蚬收稀?/p>
1、一些重要進程或端口關閉
一些有關網絡連接數據參數得重要進程或端口受系統(tǒng)或病毒影響而導致意外關閉。比如,路由器的SNMP進程意外關閉,這時網絡治理系統(tǒng)將不能從路由器中采集到任何數據,因此網絡治理系統(tǒng)失去了對該路由器的控制。或者線路中斷,沒有流量。排查方法:用Ping線路近端的端口看是否能Ping通,Ping不通時檢查該端口是否處于down的狀態(tài),若是說明該端口已經給關閉了,因而導致故障。這時只需重新啟動該端口,就可以恢復線路的連通。
2、主機邏輯故障
主機邏輯故障所造成網絡故障率是較高的,通常包括網卡的驅動程序安裝不當、網卡設備有沖突、主機的網絡地址參數設置不當、主機網絡協(xié)議或服務安裝不當和主機安全性故障等。
(1)網卡的驅動程序安裝不當。網卡的驅動程序安裝不當,包括網卡驅動未安裝或安裝了錯誤的驅動出現不兼容,都會導致網卡無法正常工作。
排查方法:在設備治理器窗口中,檢查網卡選項,看是否驅動安裝正常,若網卡型號前標示出現“!”或“X”,表明此時網卡無法正常工作。解決方法很簡單,只要找到正確的驅動程序重新安裝即可。
(2)網卡設備有沖突。網卡設備與主機其它設備有沖突,會導致網卡無法工作。排查方法:磁盤大多附有測試和設置網卡參數的程序,分別查驗網卡設置的接頭類型、IRQ、I/O端口地址等參數。若有沖突,只要重新設置(有些必須調整跳線),或者更換網卡插槽,讓主機認為是新設備重新分配系統(tǒng)資源參數,一般都能使網絡恢復正常。
(3)主機的網絡地址參數設置不當。主機的網絡地址參數設置不當是常見的主機邏輯故障。比如,主機配置的IP地址與其他主機沖突,或IP地址根本就不在于網范圍內,這將導致該主機不能連通。
排查方法:查看網絡鄰居屬性中的連接屬性窗口,查看TCP/IP選項參數是否符合要求,包括IP地址、子網掩碼、網關和DNS參數,進行修復。
(4)主機網絡協(xié)議或服務安裝不當。主機網絡協(xié)議或服務安裝不當也會出現網絡無法連通。主機安裝的協(xié)議必須與網絡上的其它主機相一致,否則就會出現協(xié)議不匹配,無法正常通信,還有一些服務如“文件和打印機共享服務”,不安裝會使自身無法共享資源給其他用戶,“網絡客戶端服務”,不安裝會使自身無法訪問網絡其他用戶提供的共享資源。再比如E-mail服務器設置不當導致不能收發(fā)E-mail,或者域名服務器設置不當將導致不能解析域名等。排查方法:在網上鄰居屬性或在本地連接屬性窗口查看所安裝的協(xié)議是否與其他主機是相一致的,如TCP/IP協(xié)議,NetBEUI協(xié)議和IPX/SPX兼容協(xié)議等。其次查看主機所提供的服務的相應服務程序是否已安裝,假如未安裝或未選中,請注重安裝和選中之。注重有時需要重新啟動電腦,服務方可正常工作。典型案例:
(1)計算機在局域網中能看到其他計算機,可就是上不了網。計算機的設置和其它計算機一樣,網關、DNS服務器地址、IP地址設置都正確,網卡也沒有故障。
故障分析:既然可以在網絡中看到其它計算機,說明網絡連接和網絡協(xié)議的安裝是正確的。如果確認IP地址信息設置無誤,可以試著PING一下網絡內的其他計算機、默認網關、外部WEB網站的IP地址和DNS。
①如果PING不通網絡內的計算機,說明IP地址信息設置有問題,或者沒有正確安裝TCP/IP協(xié)議。
②如果PING不通默認網關,說明IP地址信息中有關默認網關的設置是錯誤的,應當認真檢查該項設置。
③如果PING不通外部WEB網站的IP地址(要先使用連接正常的計算機進行測試,確認可以PING通該IP地址),說明IP地址信息中默認網關的設置是錯誤的,或者沒有安裝代理服務器軟件,或者在代理服務器或寬帶路口上作了限制,不允許該IP地址或MAC地址訪問網絡。
④如果以上PING測試全部通過,仍然無法訪問WEB網站,查看Internet Explorer 的局域網設置。依次選擇“工具”—“Internet選項”—“連接”—“局域網設置”命令,取消“自動檢測設置”復選框。如果采用寬帶路由器,或者ICS、SyGate等網關類代理服務器共享Internet連接,取消選中“為LAN設置代理服務器”復選框。如果使用WinGate作為代理服務器,則應當選中該復選框,并輸入代理服務器的IP地址及使用的端口號。
(5)主機安全性故障。主機故障的另一種可能是主機安全故障。通常包括主機資源被盜、主機被黑客控制、主機系統(tǒng)不穩(wěn)定等。
排查方法:主機資源被盜,主機沒有控制其上的finger,RPC,rlogin等服務。攻擊者可以通過這些進程的正常服務或漏洞攻擊該主機,甚至得到管理員權限,進而對磁盤所有內容有任意復制和修改的權限。還需注重的是,不要輕易的共享本機硬盤,因為這將導致惡意攻擊者非法利用該主機的資源。(6)網絡配置故障的分析與診斷
故障分析:網絡配置故障就是由網絡中的各項配置不當而產生的故障。它是一種較復雜的現象,不但要檢查服務器的各項配置、工作站的各項配置,還要根據出現的錯誤信息和現象查出原因。如,域名、計算機名和地址故障的分析與診斷。故障分析:在實際工作中經常會出現在“網上鄰居”中看不到其它計算機或只能看到部分計算機,無法找到指定的計算機等現象。故障診斷:檢查網絡中每個域、每臺計算機的名稱是否唯一;檢查網絡中的計算機名是否和域名或工作組名重復,使用TCP/IP時,檢查分配給網絡適配器的IP地址有無重復。在如協(xié)議故障的分析與診斷,故障分析:確認您所使用的協(xié)議與網絡上其它計算機使用的協(xié)議相同。否則,將看不到網絡上其它計算機。在配置和使用TCP/IP協(xié)議時的主要問題是IP地址、子網掩碼和路由問題。IP地址的分配復雜,分配不好,容易造成網絡混亂。計算機無法上網故障排除案例
首先要分別確定此計算機的網卡安裝是否正確,是否存在硬件故障,網絡配置是否正確,在實際工作中,我們一般采用Ping本機的回送地址(127.0.0.1)來判斷網卡硬件安裝和TCP/IP協(xié)議的正確性。如果能Ping通,即說明這部分沒有問題。如果出現超時情況,則要檢查計算機的網卡是否與機器上的其它設備存在中斷沖突的問題。通過查看系統(tǒng)屬性中的設備管理器,查看是否在網絡適配器的設備前面有黃色驚嘆號或紅色叉號,如有則說明硬件的驅動程序沒有安裝成功,可刪除后重新安裝。另外,要確保TCP/IP協(xié)議安裝的正確性,并且要綁定在你所安裝的網卡上。如果重新安裝后還是Ping不通回送地址,最好換上一塊正常的網卡試一試。如果在局域網中劃分了VLAN,那么連在不同VLAN中的計算機都有各自不同的IP地址、子網掩碼和網關。要在機器的網絡屬性中設定的IP地址等數據與連接的VLAN相匹配,否則將出現網絡不通的情況。當確保了計算機的硬件設備和網絡配置正確后,接著就要查看計算機與交換機之間的雙絞線,交換機的RJ45端口或交換機的配置是否有問題。此時我們要Ping上網計算機所在VLAN的網關,不通的話就要分段檢查上面所說的各項。
最簡單的方法是檢查雙絞線,用線纜測試儀檢測雙絞線是否斷開。雙絞線沒有問題,就要查看交換機的端口是否壞了。交換機的參數配置表也是網絡管理員必備的資料之一,并且隨著網絡用戶的變化要不斷地修改,檢測到此,如果端口指示燈不亮,就只能是端口損壞了,可以把跳線接到正常使用的端口上排除其它原因。
主機被黑客控制,會導致主機不受操縱者控制。通常是由于主機被安置了后門程序所致。發(fā)現此類故障一般比較困難,一般可以通過監(jiān)視主機的流量、掃描主機端口和服務、安裝防火墻和加補系統(tǒng)補丁來防止可能的漏洞。
主機系統(tǒng)不穩(wěn)定,往往也是由于黑客的惡意攻擊,或者主機感染病毒造成。通過殺毒軟件進行查殺病毒,排除病毒的可能?;蛑匦掳惭b操作系統(tǒng),并安裝最新的操作系統(tǒng)的補丁程序和防火墻、防黑客軟件和服務來防止可能的漏洞的產生所造成的惡性攻擊。
邏輯鏈路故障診斷應用最多的工具,大多還是Windows內置的一些工具。其中,使用使用頻率最高的就是PING 命令、Tracert命令和 ipconfig了。
Ping 命令主要用于測試是否發(fā)生邏輯鏈路故障,以及定位鏈路故障的位置。使用Ping 命令基本可以判斷故障是發(fā)生在本地計算機,還是發(fā)生在接入交換機;是發(fā)生在匯聚交換機,還是發(fā)生在核心交換機。
Tracert命令主要用于追蹤路由,多用于比較復雜的網絡結構中,可以大致定位故障發(fā)生的路由或三層設備。
IPCONFIG 命令則主要用于顯示本地計算機的IP地址信息,可以查看IP地址信息設置是否正確無誤。
二、交換機故障
(一)硬件故障
硬件故障主要指交換機電源、背板、模塊、端口等部件的故障,可以分為以下幾類。
1、電源故障:
由于外部供電不穩(wěn)定,或者電源線路老化或者雷擊等原因導致電源損壞或者風扇停止,從而不能正常工作。由于電源緣故而導致機內其他部件損壞的事情也經常發(fā)生。
如果面板上的POWER指示燈是綠色的,就表示是正常的;如果該指示燈滅了,則說明交換機沒有正常供電。這類問題很容易發(fā)現,也很容易解決,同時也是最容易預防的。針對這類故障,首先應該做好外部電源的供應工作,一般通過引入獨立的電力線來提供獨立的電源,并添加穩(wěn)壓器來避免瞬間高壓或低壓現象。如果條件允許,可以添加UPS(不間斷電源)來保證交換機的正常供電,有的UPS提供穩(wěn)壓功能,而有的沒有,選擇時要注意。在機房內設置專業(yè)的避雷措施,來避免雷電對交換機的傷害?,F在有很多做避雷工程的專業(yè)公司,實施網絡布線時可以考慮。
2、端口故障:
這是最常見的硬件故障,無論是光纖端口還是雙絞線的RJ-45端口,在插拔接頭時一定要小心。如果不小心把光纖插頭弄臟,可能導致光纖端口污染而不能正常通信。我們經??吹胶芏嗳讼矚g帶電插拔接頭,理論上講是可以的,但是這樣也無意中增加了端口的故障發(fā)生率。在搬運時不小心,也可能導致端口物理損壞。如果購買的水晶頭尺寸偏大,插入交換機時,也容易破壞端口。此外,如果接在端口上的雙絞線有一段暴露在室外,萬一這根電纜被雷電擊中,就會導致所連交換機端口被擊壞,或者造成更加不可預料的損傷。
一般情況下,端口故障是某一個或者幾個端口損壞。所以,在排除了端口所連計算機的故障后,可以通過更換所連端口,來判斷其是否損壞。遇到此類故障,可以在電源關閉后,用酒精棉球清洗端口。如果端口確實被損壞,那就只能更換端口了。(3)模塊故障:
交換機是由很多模塊組成,比如:堆疊模塊、管理模塊(也叫控制模塊)、擴展模塊等。這些模塊發(fā)生故障的機率很小,不過一旦出現問題,就會遭受巨大的經濟損失。如果插拔模塊時不小心,或者搬運交換機時受到碰撞,或者電源不穩(wěn)定等情況,都可能導致此類故障的發(fā)生。
當然上面提到的這3個模塊都有外部接口,比較容易辨認,有的還可以通過模塊上的指示燈來辨別故障。比如:堆疊模塊上有一個扁平的梯形端口,或者有的交換機上是一個類似于USB的接口。管理模塊上有一個CONSOLE口,用于和網管計算機建立連接,方便管理。如果擴展模塊是光纖連接的話,會有一對光纖接口。
在排除此類故障時,首先確保交換機及模塊的電源正常供應,然后檢查各個模塊是否插在正確的位置上,最后檢查連接模塊的線纜是否正常。在連接管理模塊時,還要考慮它是否采用規(guī)定的連接速率,是否有奇偶校驗,是否有數據流控制等因素。連接擴展模塊時,需要檢查是否匹配通信模式,比如:使用全雙工模式還是半雙工模式。當然如果確認模塊有故障,解決的方法只有一個,那就是應當立即聯系供應商給以更換。(4)背板故障:
交換機的各個模塊都是接插在背板上的。如果環(huán)境潮濕,電路板受潮短路,或者元器件因高溫、雷擊等因素而受損都會造成電路板不能正常工作。比如:散熱性能不好或環(huán)境溫度太高導致機內溫度升高,指使元器件燒壞。
在外部電源正常供電的情況下,如果交換機的各個內部模塊都不能正常工作,那就可能是背板壞了,遇到這種情況即使是電器維修工程師,恐怕也無計可施,惟一的辦法就是更換背板了。(5)線纜故障:
其實這類故障從理論上講,不屬于交換機本身的故障,但在實際使用中,電纜故障經常導致交換機系統(tǒng)或端口不能正常工作,所以這里也把這類故障歸入交換機硬件故障。比如接頭接插不緊,線纜制作時順序排列錯誤或者不規(guī)范,線纜連接時應該用交叉線卻使用了直連線,光纜中的兩根光纖交錯連接,錯誤的線路連接導致網絡環(huán)路等。
(二)軟件故障
交換機的軟件故障是指系統(tǒng)及其配置上的故障,它可以分為以下幾類。
1、系統(tǒng)錯誤:
交換機系統(tǒng)是硬件和軟件的結合體。在交換機內部有一個可刷新的只讀存儲器,它保存的是這臺交換機所必需的軟件系統(tǒng)。這類錯誤也和我們常見的Windows、Linux一樣,由于當時設計的原因,存在一些漏洞,在條件合適時,會導致交換機滿載、丟包、錯包等情況的發(fā)生。所以交換機系統(tǒng)提供了諸如Web、TFTP等方式來下載并更新系統(tǒng)。當然在升級系統(tǒng)時,也有可能發(fā)生錯誤。對于此類問題,我們需要養(yǎng)成經常瀏覽設備廠商網站的習慣,如果有新的系統(tǒng)推出或者新的補丁,請及時更新。
2、配置不當:
初學者對交換機不熟悉,或者由于各種交換機配置不一樣,管理員往往在配置交換機時會出現配置錯誤。比如VLAN 劃分不正確導致網絡不通,端口被錯誤地關閉,交換機和網卡的模式配置不匹配等原因。這類故障有時很難發(fā)現,需要一定的經驗積累。如果不能確保用戶的配置有問題,請先恢復出廠默認配置,然后再一步一步地配置。
3、密碼丟失:
這可能是每個管理員都曾經經歷過的。一旦忘記密碼,都可以通過一定的操作步驟來恢復或者重置系統(tǒng)密碼。有的則比較簡單,在交換機上按下一個按鈕就可以了。而有的則需要通過一定的操作步驟才能解決。
此類情況一般在人為遺忘或者交換機發(fā)生故障后導致數據丟失,才會發(fā)生。
4、外部因素:
由于病毒或者黑客攻擊等情況的存在,有可能某臺主機向所連接的端口發(fā)送大量不符合封裝規(guī)則的數據包,造成交換機處理器過分繁忙,致使數據包來不及轉發(fā),進而導致緩沖區(qū)溢出產生丟包現象。還有一種情況就是廣播風暴,它不僅會占用大量的網絡帶寬,而且還將占用大量的CPU處理時間。網絡如果長時間被大量廣播數據包所占用,正常的點對通信就無法正常進行,網絡速度就會變慢或者癱瘓。一塊網卡或者一個端口發(fā)生故障,都有可能引發(fā)廣播風暴。由于交換機只能分割沖突域,而不能分割廣播域(在沒有劃分VLAN 的情況下),所以當廣播包的數量占到通信總量的30%時,網絡的傳輸效率就會明顯下降。總的來說軟件故障應該比硬件故障較難查找,解決問題時,可能不需要花費過多的金錢,而需要較多的時間。最好在平時的工作中養(yǎng)成記錄日志的習慣。每當發(fā)生故障時,及時做好故障現象記錄、故障分析過程、故障解決方案、故障歸類總結等工作,以積累自己的經驗。比如有時在進行配置時,由于種種原因,當時沒有對網絡產生影響或者沒有發(fā)現問題,但也許幾天以后問題就會逐漸顯現出來。如果有日志記錄,就可以聯想到是否前幾天的配置有錯誤。由于很多時候都會忽略這一點,以為是在其他方面出現問題,當走了許多彎路之后,才找到問題所在。所以說記錄日志及維護信息是非常必要的。故障分析排除
對于同時有一批計算機上不了網的故障,首先要找到這些計算機的共性,如是不是屬于同一VLAN或接在同一交換機上的,若這些計算機屬于同一VLAN,且屬于計算機分別連接于不同的樓層交換機,那么檢查一下路由器上是否有acl限制,在路由器上對該VLAN的配置是否正確,路由協(xié)議(如我局的OSPF協(xié)議)是否配置正確。若這些計算機屬于同一交換機,則應到機房檢查該交換機是否有電源松落情況,或該交換機CPU負載率是否很高,與上一級網絡設備的鏈路是否正常。通常某交換機連接的所有電腦都不能正常與網內其它電腦通訊,這是典型的交換機死機現象,可以通過重新啟動交換機的方法解決。如果重新啟動后故障依舊,則檢查一下那臺交換機連接的所有電腦,看逐個斷開連接的每臺電腦的情況,慢慢定位到某個故障電腦,會發(fā)現多半是某臺電腦上的網卡故障導致的。故障通常使交換機的某個端口變得非常緩慢,最后導致整臺交換機或整個堆疊慢下來。通過控制臺檢查交換機的狀態(tài),發(fā)現交換機的緩沖池增長得非???,達到了90%或更多。原因及解決方法為:首先應該使用其它電腦更換這個端口上原來的連接,看是否由這個端口連接的那臺電腦的網絡故障導致的,也可以重新設置出錯的端口并重新啟動交換機。
三、路由器故障
(一)物理故障
路由器的安裝和使用注意事項應該嚴格按照安裝手冊進行。安裝前應檢查安裝場所的溫濕度、潔凈度、靜電、干擾、防雷擊等要求是否滿足;安裝后應檢查電源的輸入電壓幅值、頻率、中性點的連接及保護地、接地電阻等是否滿足要求。
以下是使用路由器需要注意的幾點故障:(1)、安裝后無法使用
*線路連接問題。如線路阻抗不匹配 線序連接錯誤、中間傳輸設備故障。*與其它設備配合有問題。*接口配置問題。*電源或接地不符合要求。
*在安裝過程也要考慮模塊接口電纜所支持的最大傳輸長度、最大速率等因素。
(2)、使用過程中發(fā)生故障
*電源、接地和防護方面不符合要求,在有電壓漂移或雷擊時造成器件損壞。*傳輸線受到干擾。*中間傳輸設備故障。*環(huán)境的溫濕度、潔凈度、靜電等指標超出使用范圍。
在故障定位的過程中,可把不必要的相連設備先去掉,縮小故障定位的范圍,從而有利于快速準確地定位故障。1. 串口故障排除
串口出現連通性問題時,為了排除串口故障,一般是從show interface serial命令開始,分析它的屏幕輸出報告內容,找出問題之所在。串口報告的開始提供了該接口狀態(tài)和線路協(xié)議狀態(tài)。接口和線路協(xié)議的可能組合有以下幾種:(1)串口運行、線路協(xié)議運行,這是完全的工作條件。該串口和線路協(xié)議已經初始化,并正在交換協(xié)議的存活信息。
(2)串口運行、線路協(xié)議關閉,這個顯示說明路由器與提供載波檢測信號的設備連接,表明載波信號出現在本地和遠程的調制解調器之間,但沒有正確交換連接兩端的協(xié)議存活信息??赡艿墓收习l(fā)生在路由器配置問題、調制解調器操作問題、租用線路干擾或遠程路由器故障,數字式調制解調器的時鐘問題,通過鏈路連接的兩個串口不在同一子網上,都會出現這個報告。
(3)串口和線路協(xié)議都關閉,可能是電信部門的線路故障、電纜故障或者是調制解調器故障。
(4)串口管理性關閉和線路協(xié)議關閉,這種情況是在接口配置中輸入了shutdown命令。通過輸入no shutdown命令,打開管理性關閉。接口和線路協(xié)議都運行的狀況下,雖然串口鏈路的基本通信建立起來了,但仍然可能由于信息包丟失和信息包錯誤時會出現許多潛在的故障問題。正常通信時接口輸入或輸出信息包不應該丟失,或者丟失的量非常小,而且不會增加。如果信息包丟失有規(guī)律性增加,表明通過該接口傳輸的通信量超過接口所能處理的通信量。解決的辦法是增加線路容量。查找其他原因發(fā)生的信息包丟失,查看show interface serial命令的輸出報告中的輸入輸出保持隊列的狀態(tài)。當發(fā)現保持隊列中信息包數量達到了信息的最大允許值,可以增加保持隊列設置的大小。2.以太接口故障排除
以太接口的典型故障問題是:帶寬的過分利用;碰撞沖突次數頻繁;使用不兼容的幀類型。使用show interface ethernet命令可以查看該接口的吞吐量、碰橦沖突、信息包丟失、和幀類型的有關內容等。
(1)通過查看接口的吞吐量可以檢測網絡的利用。如果網絡廣播信息包的百分比很高,網絡性能開始下降。光纖網轉換到以太網段的信息包可能會淹沒以太口。互聯網發(fā)生這種情況可以采用優(yōu)化接口的措施,即在以太接口使用no ip route-cache命令,禁用快速轉換,并且調整緩沖區(qū)和保持隊列。
(2)兩個接口試圖同時傳輸信息包到以太電纜上時,將發(fā)生碰橦。以太網要求沖突次數很少,不同的網絡要求是不同的,一般情況發(fā)現沖突每秒有3、5次就應該查找沖突的原因了。碰橦沖突產生擁塞,碰橦沖突的原因通常是由于敷設的電纜過長、過分利用、或者“聾”節(jié)點。以太網絡在物理設計和敷設電纜系統(tǒng)管理方面應有所考慮,超規(guī)范敷設電纜可能引起更多的沖突發(fā)生。(3)如果接口和線路協(xié)議報告運行狀態(tài),并且節(jié)點的物理連接都完好,可是不能通信。引起問題的原因也可能是兩個節(jié)點使用了不兼容的幀類型。解決問題的辦法是重新配置使用相同幀類型。如果要求使用不同幀類型的同一網絡的兩個設備互相通信,可以在路由器接口使用子接口,并為每個子接口指定不同的封裝類型。
(二)配置故障
邏輯故障中的最常見情況是配置錯誤,也就是指因為網絡設備的配置錯誤而導致的網絡異?;蚬收稀?/p>
1、路由器邏輯故障
路由器邏輯故障通常包括路由器端口參數設定有誤,路由器路由配置錯誤、路由器CPU利用率過高和路由器內存余量太小等。
排查方法:路由器端口參數設定有誤,會導致找不到遠端地址。用Ping命令或用Traceroute命令,查看在遠端地址哪個節(jié)點出現問題,對該節(jié)點參數進行檢查和修復。
路由器路由配置錯誤,會使路由循環(huán)或找不到遠端地址。比如,兩個路由器直接連接,這時應該讓一臺路由器的出口連接到另一路由器的入口,而這臺路由器的入口連接另一路由器的出口才行,這時制作的網線就應該滿足這一特性,否則也會導致網絡錯誤。該故障可以用Traceroute工具,可以發(fā)現在Traceroute的結果中某一段之后,兩個IP地址循環(huán)出現。這時,一般就是線路遠端把端口路由又指向了線路的近端,導致IP包在該線路上往返反復傳遞。解決路由循環(huán)的方法就是重新配置路由器端口的靜態(tài)路由或動態(tài)路由,把路由設置為正確配置,就能恢復線路了。路由器CPU利用率過高和路由器內存余量太小,導致網絡服務的質量變差。比如路由器內存余量越小丟包率就會越高等。檢測這種故障,利用MIB變量瀏覽器較直觀,它收集路由器的路由表、端口流量數據、計費數據、路由器CPU的溫度、負載以及路由器的內存余量等數據,通常情況下網絡治理系統(tǒng)有專門的治理進程,不斷地檢測路由器的關鍵數據,并及時給出報警。解決這種故障,只有對路由器進行升級、擴大內存等,或者重新規(guī)劃網絡拓撲結構。故障與排錯
想要明確的給“故障”和“排錯”下個定義想來并不是一件容易的事,路由器的“故障”總是多種多樣的,造成某種故障現象的原因也是多種多樣的。有的場合要迅速地找到故障并加以排除,其要求是相當嚴格的。有些現象是設備在正常運行中出現故障的,另外一種情況就是當我們在實施某種應用,已經完成了配置,但卻得不到預期的效果。我們把解決這些問題的方法叫做排錯技術。因為它和路由器的配置是不一樣的,所以排錯技術需要在維護和管理路由器的過程中慢慢積累才能有所提高。一個系統(tǒng)化的故障處理技術就是合理地一步一步找出故障原因并加以解決。思路
(1)路由器狀態(tài)
弄清楚路由器發(fā)生故障時處于什么狀態(tài),才能進行下一步操作。最直接的方法就是觀察路由器上各種指示燈的工作狀態(tài),如果你不知道他具體代表什么意思,可以查看相應的用戶手冊。使用命令行界面和路由器直接對話能夠得到更詳細的信息,常見的路由器都可以使用“show”或“display”就可以顯示路由器當前的工作狀態(tài)和配置信息??傊鍫顩r是一個最基本的要求。(2)正常情況應該得到什么結果
你首先應該明確你想讓路由器做什么,并按照你的想法來配置路由器,以確認路由器應該可以實現什么功能。例如,你應該能ping通指定接口的地址嗎?一個廣播網上OSPF所有鄰居應該是Full嗎?在你調試完路由器后應該對這些問題能夠正確回答,確認你想要的東西。(3)可能造成某種錯誤的原因
回答這個具有挑戰(zhàn)性的問題光有勇氣是不夠的,更需要學識和經驗。無論那種錯誤現象,其原因可能有多種,可能是一種故障,也可能是多種故障疊加。當然,對原因的全面可靠列舉,需要對特定網絡和設備的狀況做全面的了解。你的知識水平和經驗在此展露無遺。(4)排除假象,尋找真兇
對于一個故障,形成它的“原因”會有很多種,但并不意味著所有“原因”都發(fā)生問題。所以排除法就是最好的排錯選擇,我們可以歸納出下面的這種過程框圖對它加以回答。
網絡環(huán)境變得復雜后,病毒攻擊已經成為路由器排錯和維護不得不考慮的因素。病毒和非法報文通過路由器轉發(fā),會占用路由器的大量資源。如果路由器的CPU 使用率過高,數據包丟包率高,你可以斷開本地局域網,通過抓包等手段來判斷是否有本地攻擊的情況發(fā)生。根據這些攻擊報文的特定在路由器上使用訪問控制過濾非法數據包,一般會起到一定的效果。當然,最根本的解決方法是對本地計算機進行徹底地殺毒,但工作量也是巨大的。
Sniffer(嗅探器)是一種常用的收集有用數據方法,這些數據可以是用戶的帳號和密碼,可以是一些商用機密數據等等。Snifffer可以作為能夠捕獲網絡報文的設備,ISS為Sniffer這樣定義:Sniffer是利用計算機的網絡接口截獲目的地為其他計算機的數據報文的一種工具。Sniffer的正當用處主要是分析網絡的流量,以便找出所關心的網絡中潛在的問題。例如,假設網絡的某一段運行得不是很好,報文的發(fā)送比較慢,而我們又不知道問題出在什么地方,此時就可以用嗅探器來作出精確的問題判斷。
四、無線網絡的故障
基于IEEE 802.11標準的WLAN逐漸進入主流網絡,使得針對無線網絡的故障診斷和安全保障變得與有線網絡一樣重要。
支持多種模式的分析儀可以掃描所有802.11頻段,包括2.4GHz和5GHz頻段中的所有通道,并以圖形化的形式顯示,從這些圖表中可以查看配置是否合理、SNR信噪比是多少、可以利用的帶寬會有多少及其他相關問題。如果某個AP出現突出流量,可能是因為有很多客戶端正在通過這個AP上網;另一方面,也可能是某種特別的應用或協(xié)議正在大量占用帶寬。技術人員攜帶無線分析儀可以搜索“發(fā)送流量最多者”,快速判斷是否有MP3下載、BT下載等應用,這些在無線網絡中是需要禁止的應用。
當一個無線網絡發(fā)生問題時,你應該首先從幾個關鍵問題入手進行排錯。一些硬件的問題會導致網絡錯誤,同時錯誤的配置也會導致網絡不能正常工作。以下介紹一些無線網絡排錯的方法和技巧。硬件排錯
當只有一個接入點以及一個無線客戶端出現連接問題時,我們可能會很快的找到出有問題的客戶端。但是當網絡非常大時,找出問題的所在可能就不是那么容易了。
在大型的無線網絡環(huán)境中,如果有些用戶無法連接網絡,而另一些客戶卻沒有任何問題,那么很有可能是眾多接入點中的某個出現了故障。一般來說,通過察看有網絡問題的客戶端的物理位置,你就能大概判斷出是哪個接入點出現問題。當所有客戶都無法連接網絡時,問題可能來自多方面。如果你的網絡只使用了一個接入點,那么這個接入點可能有硬件問題或者配置有錯誤。另外,也有可能是由于無線電干擾過于強烈,或者是無線接入點與有線網絡間的連接出現了問題。
檢查接入點的可連接性
要確定無法連接網絡問題的原因,首先需要檢測一下網絡環(huán)境中的電腦是否能正常連接無線接入點。簡單的檢測方法是在你的有線網絡中的一臺電腦中打開命令行模式,然后ping無線接入點的IP地址,如果無線接入點響應了這個ping命令,那么證明有線網絡中的電腦可以正常連接到無線接入點。如果無線接入點沒有響應,有可能是電腦與無線接入點間的無線連接出現問題,或者是無線接入點本身出現了故障。要確定到底是什么問題,你可以嘗試從無線客戶端ping無線接入點的IP地址,如果成功,說明剛才那臺電腦的網絡連接部分可能出現了問題,比如網線損壞。
如果無線客戶端無法ping到無線接入點,那么證明無線接入點本身工作異常。你可以將其重新啟動,等待大約五分鐘后再通過有線網絡中的電腦和無線客戶端,利用ping命令察看它的連接性。
如果從這兩方面ping無線接入點依然沒有響應,那么證明無線接入點已經損壞或者配置錯誤。此時你可以將這個可能損壞了的無線接入點通過一段可用的網線連接到一個正常工作的網絡,你還需要檢查它的TCP/IP配置。之后,再次在有線網絡客戶端ping這個無線接入點,如果依然失敗,則表示這個無線接入點已經損壞。這時你就應該更換新的無線接入點了。配置問題
無線網絡設備本身的質量一般還是可以信任的,因此最大的問題根源一般來自設備的配置上,而不是硬件本身。知道了這一點,我們下面就來看看幾種常見的由于錯誤配置而導致的網絡連接故障。測試信號強度
如果你可以通過網線直接ping到無線接入點,而不能通過無線方式ping到它,那么基本可以認定無線接入點的故障只是暫時的。如果經過調試,問題還沒有解決,那么你可以檢測一下接入點的信號強度。雖然對于我們來說,還沒有一個標準的測量無線信號強度的方法,但是大多數無線網卡廠商都會在網卡上包含某種測量信號強度的機制。無線路由器的位置擺放不當是造成信號微弱的直接原因。解決辦法很簡單:第一、放置在相對較高的位置上;第二、擺放的放置與接收端不應間隔較多水泥墻壁;第三、盡量放置在使用端的中心位置。試試改變頻道
如果經過測試,你發(fā)現信號強度很弱,但是最近又沒有做過搬移改動,那么可以試著改變無線接入點的頻道并通過一臺無線終端檢驗信號是否有所加強。由于在所有的無線終端上修改連接頻道是一項不小的工程,因此你首先應該在一臺無線終端上測試,證明確實有效后才可以大面積實施。有時候無線網絡的故障可能由于一個很細微的動作而突然好轉,例如關斷手機。檢驗SSID 不久前,我?guī)е业墓P記本去朋友家工作。由于朋友家也采用了無線網絡,因此我決定連接到他的網絡。回到家后,我并沒有再用這臺筆記本。過了兩周,當我再打開筆記本后,發(fā)現它無法連接到我的無線網絡了。很快我就找到了問題的根源:我忘記重新將服務區(qū)標識符(SSID,Service Set Identifier)修改回我自己的網絡標識了。記住,如果你的SSID沒有正確的指定網絡,那么你的筆記本根本不會ping到無線接入點,它會忽略無線接入點的存在,按給定的SSID來搜索對應的接入點。檢驗WEP密鑰
檢查WEP加密設置。如果WEP設置錯誤,那么你也無法從無線終端ping到無線接入點。不同廠商的無線網卡和接入點需要你指定不同的WEP密鑰。比如,有的無線網卡需要你輸入十六進制格式的密鑰,而另一些則需要你輸入十進制的密鑰。同樣,有些廠商采用的是40位和64位加密,而另一些廠商則只支持128位加密方式。要讓WEP正常工作,所有的無線客戶端和接入點都必須正確匹配。很多時候,雖然無線客戶端看上去已經正確的配置了WEP,但是依然無法和無線接入點通信。在面對這種情況時,我一般都會將無線接入點恢復到出廠狀態(tài),然后重新輸入WEP配置信息,并啟動WEP功能。DHCP 配置問題
另一個讓你無法成功的訪問無線網絡的原因可能是由DHCP配置錯誤引起的。網絡中的DHCP服務器可以說是你能否正常使用無線網絡的一個關鍵因素。很多新款的無線接入點都自帶DHCP服務器功能。一般來說,這些DHCP服務器都會將192.168.0.x這個地址段分配給無線客戶端。而且DHCP接入點也不會接受不是自己分配的IP地址的連接請求。這意味著具有靜態(tài)IP地址的無線客戶端或者從其它DHCP服務器獲取IP地址的客戶端有可能無法正常連接到這個接入點。
對于這種情況,有兩種解決方法:
禁用接入點的DHCP服務,并讓無線客戶端從網絡內標準的DHCP服務器處獲取IP地址。
修改DHCP服務的地址范圍,使它適用于你現有的網絡。
這兩種方法都是可行的,不過具體還要看你的無線接入點的固件功能。很多無線接入點都允許你采用其中一種方法,而能夠支持這兩種方法的無線接入點很少。
多個接入點的問題
設想一下假如有兩個無線接入點同時按照默認方式工作。在這種情況下,每個接入點都會為無線客戶端分配一個192.168.0.X的IP地址。由此產生的問題是,兩個無線接入點并不能區(qū)分哪個IP是自己分配的,哪個又是另一個接入點分配的。因此網絡中早晚會產生IP地址沖突的問題。
要解決這個問題,在每個接入點上設定不同的IP地址分配范圍,以防止地址重疊。結論 計算機網絡技術發(fā)展迅速,網絡故障也十分復雜,上述概括了常見的幾類故障及其排查方法。針對具體的診斷技術,但是具體情況要具體分析,這些經驗就需要長期的積累了。
在網絡維護中的還需要注重以下幾個方面:
第一,建立完整的組網文檔,以供維護時查詢。如系統(tǒng)需求分析報告、網絡設計總體思路和方案、網路拓撲結構的規(guī)劃、網絡設備和網線的選擇、網絡的布線、網絡的IP分配,網絡設備分布等等。
第二,做好網絡維護日志的良好習慣,尤其是有一些發(fā)生概率低但危害大的故障和一些概率高的故障,對每臺機器都要作完備的維護文檔,以有利于以后故障的排查。這也是一種經驗的積累。
第三,提高網絡安全防范意識,提高口令的可靠性,并為主機加裝最新的操作系統(tǒng)的補丁程序和防火墻、防黑客程序等來防止可能出現的漏洞
網絡發(fā)生故障是不可避免的。網絡建成運行后,網絡故障診斷是網絡管理的重要技術工作。搞好網絡的運行管理和故障診斷工作,提高故障診斷水平需要注意以下幾方面的問題:認真學習有關網絡技術理論;清楚網絡的結構設計,包括網絡拓樸、設備連接、系統(tǒng)參數設置及軟件使用;了解網絡正常運行狀況、注意收集網絡正常運行時的各種狀態(tài)和報告輸出參數;熟悉常用的診斷工具,準確的描述故障現象。致謝
在本次畢業(yè)設計中,我學到了很多東西。老師認真負責的工作態(tài)度,嚴謹的治學精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中,都給與我很大的幫助,使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助,感謝他耐心的輔導。另外,其它同學也給于我很大的幫助,幫助我解決了不少的難點,使得論文能及時完成,謝謝你們!附件清單
該系統(tǒng)的程序設計源代碼、安裝及運行說明、用戶操作手冊及其他軟件文檔見光盤。
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本地連接數據包只有發(fā)送,沒有接收的解決方法 網卡惹的禍
故障現象:公司局域網一臺電腦不能連網,本地網絡連接狀態(tài)只發(fā)送數據,而接收數據包為0。
故障處理:使用筆記本電腦測試,網絡正常,于是更換計算機網卡,故障解決。
故障原因:網卡物理故障。雙絞線惹的禍
故障現象:利用ADSL MODEM的路由功能,多用戶通過一個10M HUB共享一條ADSL寬帶上網,運行正常。個別電腦突然不能上網了,ADSL虛擬撥號不通,而其它用戶都能正常上網。
故障處理:首先懷疑是系統(tǒng)故障,于是在Windows XP中重裝網卡驅動程序,重建ADSL拔號連接,仍然不能撥通;換用其它能正常上網電腦,故障依舊,這就排除了電腦本身的問題。在HUB上調換了端口,甚至直接連接到ADSL MODEM上,故障依舊,而他人利用該端口卻能正常上網,這也就排除了HUB端口故障。查看本地連接,網絡連接圖標正常地顯示在任務欄,上面并未出現“×”(事實上網絡不通時網絡連接圖標上往往有個“×”),再查看網絡連接狀態(tài),發(fā)現只有發(fā)送數據包,接收數據包為0,由此斷定網絡連接有問題,于是檢查了一下線路,看是否有扭曲或斷裂,并未發(fā)現異常現象,然后在雙絞線兩端依次重新制作水晶頭接頭,故障還是沒有解決。
思考了一下,雙絞線有四對線,水晶頭中1、2、3、4、5、6、7、8位臵依次為白橙、橙、白綠、蘭、白蘭、綠、棕、白棕,實際使用的是其中兩對線,它們排在水晶頭的1、2與3、6位臵。由于接收數據包為0,懷疑是其中一對線有問題(白橙、橙或白綠、綠,事實上應該是排在3、6位臵的一對線為接收數據線),于是在雙絞線兩端重新制作接頭,按照非常規(guī)的排線順序:水晶頭中1、2、3、4、5、6、7、8位臵依次為白橙、橙、白蘭、棕、白棕、蘭、白綠、綠,當然仍要保持1、2為一對線,3、6為一對線。重新連接好雙絞線,問題解決了。為了進一步證明自己的推斷,白綠、綠這一對線有問題,后來借來了網線測試儀,果然測得白綠、綠這一對線不通,但由于7、8位臵上這一對線是備用線,實際上不起作用,對網絡連接并沒有影響。
故障原因:5類UTP雙絞線有4對線,實際使用的是其中兩對用于接收和發(fā)送數據,由于1、2或3、6位臵的某一對線出現故障,引起網絡通訊故障,事實上即使4、5或7、8位臵的兩對線斷裂也不會影響網絡通訊。VLAN惹的禍
故障現象:公司局域網通過CISCO 4006交換機千兆光纖接口與上級總部相聯,交換機有四個模塊,共劃分為三個VLAN,網絡一直運行正常。后來因上級部門要求,對VLAN及IP地址進行了重新規(guī)劃與調整,結果公司大部分電腦能正常連網,但有一些電腦卻不能正常連網。在不能正常連網的電腦上發(fā)現:網絡連接圖標顯示在任務欄,上面并未出現“×”,再查看網絡連接狀態(tài),發(fā)現只有發(fā)送數據包,接收數據包為0。
故障處理:首先懷疑是交換機物理故障,但觀察交換機的指示燈狀態(tài)以及各端口的狀態(tài),顯示為綠燈,狀態(tài)正常。接著用筆記本電腦在故障點進行測試,故障依舊。這就排除了電腦本身故障。然后用網線測試儀在網絡兩端進行了測試,網線正常。最后仔細地檢查了交換機配制,發(fā)現有一條設臵VLAN的命令,SET VLAN 80 3/1-48,5/1-34,而實際上只有4個模塊,這里將模塊號4錯寫成了5,重新配制VLAN 80,SET VLAN 80 3/1-48,4/1-34,故障排除。
故障原因:由于連接在模塊4上的端口的計算機IP地址是按VLAN 80進行配制,事實上因配制錯誤,模塊4的端口并沒有劃入VLAN 80,這些計算機實際上并不屬于任何VLAN,導致計算機不能通訊的故障。結論:
出現網絡故障要善于分析,依次排除。當網絡連接圖標出現在任務欄中,只有發(fā)送數據包而接收數據包為0時,可能的故障原因至少有:網卡物理故障、網線故障、計算機IP地址與交換機上對應的端口所在VLAN不匹配。
第五篇:航空材料論文
目錄
1.航空復合材料概述........................................................................................................................2 1.1復合材料...............................................................................................................................2 1.2復合材料在飛行器上的應用...............................................................................................3 1.3C/C復合材料在高超飛行器中應用.....................................................................................4 2.C/ C 復合材料...............................................................................................................................5 2.1概述......................................................................................................................................5 2.2碳/碳復合材料的組成及微觀結構.....................................................................................5 2.3 碳/碳復合材料的性能........................................................................................................6
2.3.1 物理性能...................................................................................................................6 2.3.2 力學性能...................................................................................................................6 2.3.3 熱學及燒蝕性能.......................................................................................................6 2.3.4 摩擦磨損性能.........................................................................................................7 2.4碳/碳復合材料制備及加工.................................................................................................7
2.4.1液相浸漬工藝..........................................................................................................7 2.4.2化學氣相沉積工藝..................................................................................................7 2.4.3碳/碳復合材料的切削加工..................................................................................8 2.5碳/碳復合材料的應用.........................................................................................................8
2.5.1固體火箭發(fā)動機噴管上的應用..............................................................................8 2.5.2剎車領域的應用......................................................................................................8 2.6碳/碳復合材料的氧化及防氧化.........................................................................................9
2.6.1碳/碳改性抗氧化....................................................................................................9 2.6.2 碳/碳涂層防氧化...................................................................................................9
參考文獻.........................................................................................................................................10
航空復合材料與碳/碳復合材料概述
摘要:復合材料是由兩種或兩種以上的不同材料、不同形狀、不同性質的物質復合形成的新型材料。一般由基體材料和功能組元所組成。復合材料可經設計,即通過對原材料的選擇、各組分布設計和工藝條件的保證等,使原組分材料優(yōu)點互補,因而呈現了出色的綜合性能。
C/ C 復合材料是目前新材料領域重點研究和開發(fā)的一種新型超高溫熱結構材料,密度小、比強度大、線膨脹系數低(僅為金屬的1/ 5~ 1/ 10)、熱導率高、耐燒蝕、耐磨性能良好。特別是C/ C 復合材料在1 000℃~ 2 300℃ 時強度隨溫度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工業(yè)領域的高溫材料。關鍵詞:航空復合材料,碳/碳復合材料
1.航空復合材料概述
1.1復合材料
復合材料是由兩種或兩種以上的不同材料、不同形狀、不同性質的物質復合形成的新型材料。一般由基體材料和功能組元所組成。復合材料可經設計,即通過對原材料的選擇、各組分布設計和工藝條件的保證等,使原組分材料優(yōu)點互補,因而呈現了出色的綜合性能。
早期飛機為復合材料,由木質框架,金屬絲支架和織物組成。焊接鋼質框架從20世紀20年代早期開始代替木質框架。輕質鋁殼結構則從20世紀30年代開始采用。到20世紀50年代完全轉變成“全金屬”飛機的過程完成。隨著玻璃纖維、凱夫拉爾、碳纖維等復合材料的發(fā)展,并且早期復合材料結構的使用預示著復合材料運用的輝煌。在飛機上翼尖小翼、雷達罩和尾錐上少量玻璃纖維增強塑料的使用標志著飛機設計上復合材料的重新應用。從那時起復合材料在這些部件上的成功應用導致在每一種新機型上復合材料應用的增加。波音747使用了超過10000平方英尺表面的復合材料結構。在過去幾年當中先進復合材料技術運用到諸如大翼面板、地板梁等主要結構上。顯而易見對基本復合材料結構和復合材料結構修理技術的理解對于航空公司人員來說是多么重要。
先進復合材料優(yōu)異的力學性能和明顯的減重效果在航空器領域得到廣泛認可。隨著飛機性能的不斷提高,作為現代飛機結構材料的復合材料的應用已由小型、簡單的次承力構件發(fā)展到大型、復雜的主承力構件。在飛機機翼、機身、操縱面、起落架艙門、蒙皮、安定面、雷達罩等部件多處使用[1]。
復合材料的優(yōu)點:(1)相對不易腐蝕;(2)不會產生金屬疲勞;(3)可設計載荷;
(4)可減少連接部件(同步成型);(5)減重,節(jié)油。復合材料的缺點:
(1)原料高成本(增強纖維,如CF);(2)制造維修人力成本高,耗時;(3)力學性能受溫度濕度影響高;(4)檢測損傷難度大;
(5)可導致鋁等電位低的金屬腐蝕。
1.2復合材料在飛行器上的應用
先進復合材料技術的實際應用在飛行器設計與制造中具有重要的地位。這是因為復合材料的許多優(yōu)異性能,如比強度和比模量高,優(yōu)良的抗疲勞性能,以及獨特的材料可設計性等,都是飛行器結構盼望的理想性能。高性能飛行器要求結構重量輕,從而可以減少燃料消耗,延長留空時間,飛得更高更快或具有更好的機動性;也可以安裝更多的設備,提高飛行器的綜合性能。
減輕結構的重量可大大節(jié)約飛機的使用成本,取得明顯的經濟效益。據國外有關資料報告,先進戰(zhàn)斗機每減重1kg,就可節(jié)約1760美元。西方國家在很短的時間內就實現了從非受力件和次受力件到主受力件應用的過渡,無論是用量還是技術覆蓋面都有了很大的發(fā)展。目前正在研制的戰(zhàn)斗機中所使用的復合材料可占飛機結構總重量的50%以上。飛機隱身技術的發(fā)展與應用,進一步擴大了對復合材料技術的需求。在繼民用飛機中出現全復合材料飛機(如Lear Fan 2100,Starship和Vayager)之后又出現了全復合材料機身的隱身轟炸機B2。此外,也只有采用了復合材料,才使前掠翼得以在X-29上實現[2]。
目前,國內飛機型號應用復合材料的比例越來越高,應用復合材料的部件越來越大,復合材料構件的結構也越來越復雜,復合材料構件已經逐步從次承力構件到主承力構件轉變,復合材料的垂直安定面、水平尾翼、前機身、艙門、整流罩等構件已在多種型號飛機上使用并形成了批量生產能力。機翼、旋翼等主承力構件也已經在小批量生產[3]。
國內復合材料在飛機上應用最多的是新研制的中、高空長航時無人機,其機體復合材料的使用量達到70%,機翼翼展18米,為全復合材料結構;其中,機翼整體盒段運用設計工藝一體化技術,將機翼的前、后梁,上蒙皮和所有中間肋整體共固化成型,在復合材料應用技術上有所突破。在自行設計制造的直升機上,應用復合材料最多的是Z10專用武裝直升機,其主槳葉、尾槳葉和尾段為全復合材料結構。
1.3C/C復合材料在高超飛行器中應用
碳/碳(C/C)復合材料是一種新型高性能結構、功能復合材料,具有高強度、高模量、高斷裂韌性、高導熱、隔熱優(yōu)異和低密度等優(yōu)異特性,在機械、電子、化工、冶金和核能等領域中得到廣泛應用,并且在航天、航空和國防領域中的關鍵部件上大量應用。我國對C/C復合材料的研究和開發(fā)主要集中在航天、航空等高技術領域,較少涉足民用高性能、低成本C/C復合材料的研究。
導彈、載人飛船、航天飛機等 ,在再入環(huán)境時飛行器頭部受到強激波,對頭部產生很大的壓力,其最苛刻部位溫度可達2760℃,所以必須選擇能夠承受再入環(huán)境苛刻條件的材料。設計合理的鼻錐外形和選材,能使實際流入飛行器的能量僅為整個熱量1%~10%左右。對導彈的端頭帽,也要求防熱材料在再入環(huán)境中燒蝕量低,且燒蝕均勻對稱,同時希望它具有吸波能力、抗核爆輻射性能和全天候使用的性能。三維編織的 C/ C復合材料,其石墨化后的熱導性足以滿足彈頭再入時由160 ℃至氣動加熱至1700 ℃時的熱沖擊要求,可以預防彈頭鼻錐的熱應力過大引起的整體破壞;其低密度可提高導彈彈頭射程,已在很多戰(zhàn)略導彈彈頭上得到應用。除了導彈的再入鼻錐,C/ C 復合材料還可作熱防護材料用于航天飛機。
C/ C 復合材料在渦輪機及燃氣系統(tǒng)(已成功地用于燃燒室、導管、閥門)中的靜止件和轉動件方面有著潛在的應用前景,例如用于葉片和活塞,可明顯減輕重量 ,提高燃燒室的溫度 ,大幅度提高熱效率。
美國F22、F100、F119軍機和俄羅斯航空發(fā)動機上已經采用碳/碳制作航空發(fā)動機燃燒室、導向器、內錐體、尾噴管魚鱗片和密封片及聲擋板等。
2.C/ C 復合材料
2.1概述
C/ C 復合材料是目前新材料領域重點研究和開發(fā)的一種新型超高溫熱結構材料,密度小、比強度大、線膨脹系數低(僅為金屬的1/ 5~ 1/ 10)、熱導率高、耐燒蝕、耐磨性能良好。特別是C/ C 復合材料在1 000℃~ 2 300℃ 時強度隨溫度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工業(yè)領域的高溫材料。
2.2碳/碳復合材料的組成及微觀結構
碳/碳復合材料的組成有兩大部分: 碳纖維和基體碳。
碳纖維織物結構形式
A:2D平紋 ;b:2D8H緞紋 ;c:3D徑向編織
d:3D;e:4D; f:5D 碳纖維的增強形式有單向(1D)、雙向(2D)及多向。單向增強可在一個方向上得到最高拉伸強度的碳/碳;雙向織物提高了抗熱應力性能和斷裂韌性,容易制成大尺寸形狀復雜的部件,有廣泛的應用基礎。三向及多向編織具有更好的結構完整性和各向同性。
2.3 碳/碳復合材料的性能
2.3.1 物理性能
碳/碳復合材料在高溫熱處理后的化學成分,碳元素高于99%,像石墨一樣,具有耐酸、堿和鹽的化學穩(wěn)定性。其比熱容大,熱導率隨石墨化程度的提高而增大,線膨脹系數隨石墨化程度的提高而降低等。2.3.2 力學性能
碳/碳復合材料的力學性能主要取決于碳纖維的種類、取向、含量和制備工藝等。單向增強的碳/碳復合材料,沿碳纖維長度方向的力學性能比垂直方向高出幾十倍。隨著溫度的升高,碳/碳復合材料的強度不僅不會降低,而且比室溫下的強度還要高。一般的碳/碳復合材料的拉伸強度大于 270MPa, 單向高強度碳/碳復合材料可達700MPa 以上。在1000 ℃以上,強度最低的 碳/碳復合材料的比強度也較耐熱合金和陶瓷材料的高。碳/碳復合材料的斷裂韌性較碳材料有極大的提高,其破壞方式是逐漸破壞, 而不是突然破壞, 因為基體碳的斷裂應力和斷裂應變低于碳纖維。
2.3.3 熱學及燒蝕性能
碳/碳復合材料導熱性能好、熱膨脹系數低,因而熱沖擊能力很強,不僅可用于高溫環(huán)境, 而且適合溫度急劇變化的場合。其比熱容高, 這對于飛機剎車等需要吸收大量能量的應用場合非常有利。碳/碳復合材料是一種升華-輻射型燒蝕材料,且燒蝕均勻。通過表層材料的燒蝕帶走大量的熱,可阻止熱流傳入飛行器內部。因此該材料被廣泛用作宇航領域中的燒蝕防熱材料。2.3.4 摩擦磨損性能
碳/碳復合材料中碳纖維的微觀組織為亂層石墨結構,其摩擦系數比石墨高,特別是它的高溫性能特點,在高速高能量條件下摩擦升溫高達 1000 ℃以上時,其摩擦性能仍然保持平穩(wěn),這是其它材料所不具備的。因此,碳/碳復合材料為軍用和民用飛機的剎車盤材料越來越廣泛。
2.4碳/碳復合材料制備及加工
碳/碳復合材料的主要制備步驟為:預制體的成型,致密化處理和石墨化,其中致密化是制備碳/碳復合材料的關鍵技術。致密化
成型后的預制體含有許多孔隙,密度也低,不能直接應用,須將碳沉積于預制體,填滿其孔隙,才能成為真正的結構致密、性能優(yōu)良的碳/碳復合材料,此即致密化過程.傳統(tǒng)的致密化工藝大體分為液相浸漬和化學氣相沉積兩種。2.4.1液相浸漬工藝
液相浸漬工藝一般在常壓或減壓下進行.工藝過程上圖所示, 液相浸漬(LPI)工藝是將碳纖維預制體置于浸漬罐中,抽真空后充惰性氣體加壓使浸漬劑向預制體內部滲透,然后進行固化或直接在高溫下進行碳化,一般需重復浸漬和碳化5~6次而完成致密化過程。此工藝存在問題是:(1)工藝繁復、周期長、效率低;(2)液體難以浸漬到預制體微孔中;(3)有些浸漬液在常壓和減壓下碳化效率低,必須加壓, 如煤瀝青;(4)有些浸漬液碳化時粘附性過好,易于阻塞氣孔口,難以達到致密要求,如樹脂。2.4.2化學氣相沉積工藝
化學氣相沉積(CVD)工藝是以丙烯或甲烷為原料,其工藝過程下如圖所示。在預制體內部發(fā)生多相化學反應(如CH4=C+2H2)的致密化過程。CVD工藝的優(yōu)點是材料性能優(yōu)異、工藝簡單、致密化程度能夠精確控制,缺點是制備周期太長(500~600h甚至上千小時),生產效率很低。2.4.3碳/碳復合材料的切削加工
據文獻報導,車削該復合材的料所得到的切削用量各要素對切削力的影響規(guī)律與切削一般脆性材料的基本一致。雖然基體硬度較低,切削力數值不大,但材料中硬質點對刀具的磨損比較嚴重,故選用CBN為宜。因材料為脆性,故切屑常呈粉末狀,必須用吸屑法來排屑。
2.5碳/碳復合材料的應用
碳/碳 復合材料作為優(yōu)異的熱結構功能一體化工程材料,自1958年誕生以來,在軍工方面得到了長足的發(fā)展,其中最重要的用途是用于制造導彈的彈頭部件 由于其耐高溫,摩擦性好,目前已廣泛用于固體火箭發(fā)動機噴管、航天飛機結構部件飛機及賽車的剎車裝置、熱元件和機械緊固件、熱交換器、航空發(fā)動的熱端部件等。
2.5.1固體火箭發(fā)動機噴管上的應用
在固體火箭發(fā)動機(SRM)中,噴管喉部的燒蝕狀態(tài)最為惡劣,因此,必須采用具有良好耐燒蝕和抗沖刷性能的噴管喉襯材料來抵御嚴酷的燒蝕環(huán)境。采用碳/碳復合材料的喉襯、擴張段延伸出口錐,具有極低的燒蝕率和良好的燒蝕輪廓,可提高噴管效率 1 % ~3 %,即可大大提高 SRM 的比沖。2.5.2剎車領域的應用
碳/碳復合材料制作的飛機剎車盤重量輕、耐溫高,比熱容比鋼高 2.5 倍;同金屬剎車材料相比,可節(jié)省 40 %的結構重量,碳/碳復合材料剎車盤的使用壽命是金屬基的 5 7 倍,剎車力矩平穩(wěn),剎車時噪聲小,因此碳/碳復合材料剎車盤的問世被認為是剎車材料發(fā)展史上的一次重大的技術進步。目前法國歐洲動力,碳工業(yè)等公司已批量生產碳/碳 復合材料剎車片,英國鄧祿普公司也已大量生產碳/碳復合材料剎車片,用于賽車、火車和戰(zhàn)斗機的剎車材料。2.6碳/碳復合材料的氧化及防氧化
C /C 復合材料存在一個致命的弱點,即在高溫氧化性氣氛下極易發(fā)生氧化反應: 2C+O2 →2CO。碳/碳復合材料的防氧化
碳/碳的防氧化的方法有材料改性和涂層保護兩種,材料改性是提高碳/碳本身的抗氧化能力,涂層防氧化是利用涂層使碳/碳與氧隔離。2.6.1碳/碳改性抗氧化
通過對碳/碳改性可提高抗氧化能力,改性的方法有纖維改性和基體改性兩種,纖維改性是在纖維表面制備各種涂層,基體改性是改變基體的組成以提高基體的抗氧化能力。①碳/碳纖維改性
在纖維表面制備涂層不僅能防止纖維的氧化,而且能改變纖維/基體界面特性。提高碳/碳首先氧化的界面區(qū)域的抗氧化能力。纖維改性的缺點是降低了纖維本身的強度,同時影響纖維的柔性,不利于纖維的編織[4]。②碳/碳基體改性
基體是界面氧化之后的主要氧化區(qū)域,因此基體改性是碳/碳改性的主要手段。基體改性主要有固相復合和液相浸漬等方法。
固相復合是將抗氧化劑(如Si、Ti、B、BC、SiC等)以固相顆粒的形式引入碳/碳基體??寡趸瘎┑淖饔檬菍μ蓟w進行部分封填和吸收擴散入碳基體中的氧。
液相浸漬是將硼酸、硼酸鹽、磷酸鹽、正硅酸乙脂、有機金屬烷類等引入碳/碳基體,通過加熱轉化得到抗氧化劑
2.6.2 碳/碳涂層防氧化
基體改性防氧化不僅壽命有限,而且工作溫度一般不超過l000℃,對基體的性能影響也很大。在更高溫度下工作的碳/碳必須依靠涂層防氧化,因此涂層是碳/碳最有效的防氧化手段。首先涂層必須具有低的氧滲透率和盡可能少的缺陷,以便有效阻止氧擴散。其次涂層必須具有低的揮發(fā)速度,以防止高速氣流引起的過量沖蝕。再次涂層與基體必須具有足夠的結合強度,以防止涂層剝落。最后涂層中的各種界面都必須具有良好的界面物理和化學相容性,以減小熱膨脹失配引起的裂紋和界面反應
參考文獻
[1] 崔巖.碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的航空航天應用[J].材料工程,2002(6): 3-6.[2]王國榮,武衛(wèi)莉,谷萬里.復合材料概論,哈爾濱工業(yè)大學出版社,2007 [3]戴永耀.碳/碳復合材料及其在航空上的應用前景[J].材料工程1993,(11): 43-46.[4]付前剛,李賀軍,李克智等.C/C復合材料防氧化涂層sic麟C—MOSi2的制備與抗氧化性能硼.金屬學報.2009,45(4):503—506.