航天航空標準精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇航天航空標準，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：XML；數據體制；統一標準化；航天測控網統一系統；綜合服務應用平臺

中圖分類號：TN915.4—34文獻標識碼：A文章編號：1004—373X（2012）18—0099—03

數據是航天測控系統處理和應用的核心[1]。隨著我國航天測控事業的不斷發展，整個航天測控系統將發展成為以中繼衛星為中心的天基測控網，以陸地測站為中心的陸基測控網和以測量船站為中心的海基測控網三個相對獨立的測控系統[2—3]，而且各方用戶對整個系統提供綜合應用服務的需求也不斷提高。現有傳統的航天測控數據體制，采用約定字段數據包結構的數據處理和應用模式，使得的數據處理及應用都較受限制。為此，構建一個統一化、標準化的數據體制，實現整個測控系統數據的統一標準化處理和應用，將對我國航天測控事業的進一步發展具有重要意義。隨著XML（eXtensibleMarkupLanguage）相關協議標準和應用技術的不斷成熟，使XML逐漸成為一種處理應用系統間數據交換的標準[4—5]。

1現有傳統航天測控數據體制分析

現有傳統的航天測控系統采用約定字段數據包結構的數據體制，這種體制在數據處理和應用方面，都有其自身的局限性。

1.1數據處理方面

在以約定字段數據包為核心的數據處理中，數據的生產者需要按照約定的格式填寫各個字段，建立完整的數據包并發送給數據的消費者。數據的消費者首先要按照約定的格式，從數據包中分解出各個數據字段，最終得到各個應用數據，然后才能對這些數據進行處理[6]。這種數據處理方式有幾個明顯的不足：一是數據處理的代碼耦合度高，為針對不同任務而進行的軟件維護設計將要求對軟件代碼的重新修改與測試，從而影響了軟件的可重用性和模塊化；二是不同數據處理單元之間的接口復雜，標準不統一。假設有n個模塊要進行信息交互，則會存在Cn2個接口，這使得數據的交互和集成變得十分困難。

此外，傳統數據體制對數據的處理不能有效區分實時與非實時數據，實際可用數據處理資源無法實現合理分配，傳輸帶寬的彈性較小。

1.2數據應用方面

數據應用以數據處理為基礎。一方面基于約定字段數據包結構的傳統數據體制限制了系統對底層數據的處理方式和處理能力，從而影響了數據應用的可實現行和豐富性；另一方面，在傳統的航天測控數據體制下，不同測控網之間的數據交互僅僅只解決了基本的數據鏈路和數據傳輸的問題，對數據網絡層與應用層的設計與處理較少。同時，數據的傳輸與網絡特性單一，使得系統對通信資源的分配和利用力不從心，系統可統一應用的數據范圍和綜合性較受限制，不利于系統的適應性和拓展性發展。

2基于XML的航天測控數據體制

2.1XML的特點

XML是由W3C（WorldWideWebConsortium）的一種標準，是標準通用標記語言（StandardGeneralizedMarkupLanguage，SGML）的一個簡化子集。它具有以下幾個傳統約定數據包結構數據不具有的顯著特點[7—8]：

（1）數據的自描述性，適用于特定領域的數據處理和應用。

（2）結構化的數據模型，為數據顯示和處理提供標準的處理方式。

（3）豐富的網絡傳輸特性，可作為性能良好的通信協議。

（4）成熟的XML應用標準與處理技術，如XSL，DOM，SAX，WML，XLink和XPointer等為XML的應用拓展提供了技術支持。

此外，航天測控網的IP化改造，也為XML的技術實現提供了硬件平臺。

2.2基于XML的航天測控數據體制

航天測控數據處理按時間的要求不同可分為實時數據處理和非實時數據處理。實時數據處理要求處理速度快，時間短，方法簡單，所使用的數據為流數據，大多不會重復使用。非實時數據處理流程多，方法精細、復雜，所使用的數據為積累數據，大多需要重復使用。

傳統約定字段數據包結構的數據處理方式具有實時性強，效率高的特點，而基于XML的數據處理模型，標準統一，具有良好的傳輸與網絡特性。基于此，對于測控網中要求實時處理的數據（大部分為單個測控網內部的設備數據），采用傳統數據的處理機制；而對于非實時處理數據（一般包括單個測控網內部與測控網之間的交互數據），使用XML數據格式進行統一標準化的封裝、處理和交互。為此，基于XML的航天測控數據體制的測控網信息交互框架如圖1所示。

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關鍵詞：焊接技術；航空航天工業；應用

焊接技術是鏈接技術中的一部分，是航空航天工業緊密器件制造中補課或缺的技術。在現代生產中，各種新型焊接技術的廣泛引用，極大地簡化了航空航天中各類構件的加工，節省了生產材料，提升了生產效率。隨著焊接技術的不斷進步，航天飛機的重量得到了堅強，同時也為航天飛機及其器件的設計提供了技術支持，帶動了航天飛機整體性能的提升。文章將對焊接技術在航空航天工業中的應用研究

1 航空航天工業常見焊接技術

1.1 電子束焊技術

在真空環境下，將高速電子流聚焦后對準工件進行縫接，而這時電子束的動能轉化為熱能，將金屬工件熔合，這種焊接方法就稱為電子束焊（ EBW）。它也是一種高能束流加工技術，與其它焊接技術相比具有很多優點，例如：能量密度高、焊接深寬比大、變形小、精度高，還可以自動控制等。電子焊接技術這些優勢，使得它在航空、航天、電子、核工業等產業方面應用廣泛。將電子束焊接技術運用于航空制造業中，使得制造飛機發動機更加精密，質量更加先進，也使得很多零件的減重設計、異種材料或者難以整體加工的零件材料的焊接得以實現。在航空航天產業方面，最重要的技術就是焊接零件具備高強度、低重量和穩定性的特點，而電子束焊接恰好解決了這一問題。由此可見，在航天航空領域，電子束焊接已經成為一項必不可少的技術。

1.2 激光焊技術

激光技術首先依靠偏光鏡反射裝置，將激光束聚焦在工件上，利用光束產生的巨大能量，瞬間就可以將工件熔化和蒸發，這種技術就是激光焊接。激光焊所需的裝置較為簡單，焊接時能量密度高、精確度高，工件變形小，而且可以焊接難熔零件等，這種技術在室溫或特殊條件下都可以進行。在對飛機大蒙皮和附件進行拼接時，經常用到激光焊技術。早在1970年左右，美國就將激光焊技術運用于航空航天工業中。他們制造了一臺15kW的CO2仿激光焊機弧光器，在生產飛機的各種零件和材料時運用了激光焊技術，對其進行焊接試驗及提高工藝標準。空中客車公司生產的A340飛機，其零件中的全部鋁合金內隔板都是利用激光焊接技術完成，使得機身重量有所，生產成本也得到降低。

1.3 攪拌摩擦焊技術

1991年，英國焊接研究所（英文簡稱為TWI），研發了一種新的固相連接技術，并將其命名為攪拌摩擦焊技術（英文簡稱為FSW）。該項技術是世界焊接技術發展史上研究歷史最短但傳播速度最快的焊接技術。它的工作原理是，通過一種非耗損的攪拌頭，使其高速旋轉，然后壓入待焊界面，經過高速摩擦加熱被焊金屬界面從而產生熱塑性。最后，零件在壓力、推力和擠壓力的共同作用下形成致密的金屬間擴散連接。該項技術的特點是，焊接時無需材料、無飛濺、無需氣體保護、零件損傷小等，由此也被稱作當代最具革命性的焊接技術。例如，波音公司在生產C-17和C-130運輸機時，也利用該技術焊接地板來代替緊固件連接，使得地板結構得到簡化，生產成本得到降低。總而言之，攪拌摩擦焊技術將在未來的工業應用中發揮巨大的潛力。

1.4 擴散焊技術

擴散焊又稱擴散連接，它是指在真空環境或者氣體保護下，對母材加熱至熔點以下，將兩個或多個零件表面施加壓力，使界面產生微觀塑性變形形成緊密接觸，保持某一溫度使原子在界面擴散而，最終將零件連接到一起。使用該焊接方法，一次可焊接多個接頭，零件的接頭質量好、形變小，而且焊后無需機加工。由于這些優點，在直升飛機的鈦合金旋翼槳轂、夾層風扇葉片、飛機大梁、發動機機匣、渦輪葉片等零件的生產制造過程中，擴散焊技術已經得到了廣泛的運用。在航空航天領域，焊接技術已經成為了必不可少的重要連接技術，該技術的運用使得飛行器重量有所減輕，發動機質量有所提高，所以大大推動了航天航空產業的發展和生產技術的提高。很顯然，我國航天航空工業在將來的發展中，離不開焊接技術。與此同時，該技術的運用也會推動航天航空工業的飛速發展。

2 焊接技術在航空航天工業中的應用―以電子束焊接技術為例

隨著技術的不斷進步，越來越多的先進焊接技術被研發出來，不僅可以有效地減輕航天航天結構的重量，更可以通過提供先進的技術支持，為航天航空飛機、發動機綜合性能和整體性能的提升提供幫助。電子束焊接技術則是航空航天工業中普遍運用的一種焊接技術。

2.1 電子束焊接在發動機燃燒室中的應用

發動機燃燒室身部主要使用的是不銹鋼焊接結構和銅胎上電鑄金屬。但是，在進行焊接時，由于受各自物理化學性能存在巨大差別，極大地增加了焊接難度，特別是在接頭處記憶產生雜質。當存在較大的焊接應力時，接頭處容易出現開裂。同時，在高溫情況下，電鑄層容易出現削弱，甚至剝離。此外，在采用電子束焊接時，也會受到來自電鑄金屬層的磁性的影響。因此，在采用電子束焊接技術進行焊接時，首先應對電鑄金屬層進行整體退磁，對電子束的路徑進行磁場屏蔽處理。焊接時，主要采用高壓型電子束焊機對燃燒室進行焊接。要盡量避免焊接時產生過多熱量，避免變形，并盡可能的降低接頭的應力，防止易熔夾層的形成，避免應高溫而出現的結合力降低的情況，可以有效地避免開裂情況的出現。

2.2 電子束焊接在波紋管組合件中的應用

航空航天發動機產品中波紋管組合件是其重要組件之一。同時，也是需要利用電子束焊接技術進行焊接的重要部分。一般而言，多層金屬波紋管是航天發動機的主要的動密封原件。多層金屬波紋管作為動密封原件的主要優勢在于不會出現卡滯現象，相對比較靈活。為此，保證運動靈活與良好氣密性是波紋管組合件生產的關鍵所在，而這個環節需要通過焊接來實現。采用電子束焊接技術，可以有效地增強波紋管的接頭強度，從而在盡可能避免變形的同時，保證焊接的美觀和密封性。

2.3 電子束焊接在壓力容器中的應用

在航空航天工業應用中，壓力容器的主要用途在于對各種流體介質進行存儲。壓力容器質量的好壞，直接關系到空間系統的穩定性。電子束焊接在制造高質量壓力容器中具有主導作用。在推進系統中，燃料儲箱與氣瓶是關鍵部件。根據有關部門的統計結果顯示，壓力容器的多發故障主要集中在氣瓶焊縫處。因此，在進行焊接時，氣瓶處焊接要求極高。采用電子束焊接時，可以通過單面焊雙面成形，從設備和工藝的角度控制焊縫內外表面的咬邊缺陷的出現。此外，隨著近年來復核材料氣瓶逐漸增多，其由內外兩層構成。其中，內層為金屬襯層，而外層的復合材料層。前者的作用在于氣密作用，而后者的復核材料則主要承擔大部分內壓載荷。通過電子束焊接技術主要針對氣瓶中的內層，即金屬內襯進行焊接，這部分的金屬一般采用鈦合金或鋁合金制作，因而相對比較薄。通過真空電子束可以更加精確的進行焊接，避免氣孔缺陷。

3 結束語

焊接技術是航空航天領域的重要連接技術，它在促進航空航天制造技術的發展、實現飛行器的減重、高效中發揮著越來越重要的作用。可以預見，我國航空航天工業在突飛猛進的焊接技術的推動下定將取得快速發展。我們相信，隨著技術焊接技術的不斷進步，我國航空航天工業水平也將得到明顯的提升。

參考文獻

[1]王亞軍，盧志軍.焊接技術在航空航天工業中的應用和發展建議[J].航空制造技術，2008，16：26-31.

[2]馬卓.先進焊接技術發展現狀與趨勢[J].科技創新與應用，2013，3：122.

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賈可：航天高科技成果轉化門類達18個

中國航天科技集團公司2014年營業收入超過1680億元，其中民用產業986.4億元。展覽上，中國航天科技集團公司抓總研制的五號運載火箭、嫦娥三號著陸器與巡視器、高分工程、北斗衛星導航系統等航天重大工程，以及通信衛星、風云三號衛星、50噸液氫液氧發動機、直徑2米分段式固體助推發動機等展品集體展出，備受矚目。

“以北斗導航系統的應用為例，不僅滿足我國交通運輸、漁業、林業、電信、水利等行業需求，而且支撐起我國衛星導航產業鏈，推動導航衛星在國民經濟和社會生活各方面的應用。”賈可說，“國民經濟目前20個門類中，我們集團公司航天高技術涉及的科技成果轉化門類達到18個，為促進國民經濟結構優化升級，提高國民經濟科技含量發揮了積極作用。”

呂曉戈：軍工企業研發民品也是大咖

中國航天科工集團公司攜“航天云網”等用40余項展品重磅“亮相”，涉及信息安全、高端裝備、公共安全、大型活動安保、智慧城市、應急救援等多個領域。

航天科工打造的以云制造服務為核心，以資源共享、能力協同為目標的產業化創新服務平臺――“航天云網”2015年6月正式上線運行。截至目前，已吸引2萬余家企業用戶、覆蓋全國30個省區市。此外，被譽為中國新稅制“生命線”的防偽稅控系統和3000馬力大功率液力變速器分獲國防科技工業軍民融合發展產業先鋒獎和技術創新獎。

“在抗震搶險的一線，在反恐維穩的戰場，在刑偵禁毒的山區……海鷹無人機猶如一個個空中智能機器人，以‘無人機+’捍衛著國家安全。它可以24小時全天候實施監控，可抗擊大風沙，目前已成功應用于國土測繪、警用巡邏、應急救援、農林植保等眾多行業領域。”呂曉戈說。

馬學文：民機機隊數量年均增長27%

中航工業同樣以強大陣容亮相展會，展品涉及民用飛機、車輛及零部件、電子信息、智能產品、高端裝備制造、新能源與新材料等六大“技術同源、產業同根”的民用產業。

11項展品組成強大飛機方陣，全方位展示中航工業在大型客機、直升機、通用飛機、無人機、航空發動機、飛行模擬器等民機領域的研制實力。AC311和小鷹500兩型真機在室外展區展示。AC312、新舟700、新舟60、AG600、運12F、鷂鷹無人機以模型形式出現在室內展區。兩軸全向飛行模擬器可以全方位、無死角模擬飛機的各個姿態，同時加入了空戰元素和聯網對抗機制，讓觀眾切身感受飛行的樂趣。

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Comic Life是一個相當有意思的應用程序，用戶可以通過它以自己的照片為素材制作漫畫。它最讓人覺得舒心的莫過于使用簡單了。使用時，就像在漫畫中生活的感覺一樣。用戶可以快速把圖片拖進程序窗口中，并按順序排開，還可以同時拖進一些文本框，加進一些注釋。Comic Life提供了許多獨具風格的圖形，表格和文字字體讓人聯想到一些優秀的動畫片和漫畫。過濾器可以將同一圖片制作成不同的風格，比如轉換成SimCity中的場景。

圖片去水印工具 Inpaint

Inpaint是一款可以從圖片上去除不必要的物體，讓用戶輕松擺脫照片上的水印、劃痕、污漬、標志等瑕疵的實用型軟件；簡單說來，Inpaint就是一款強大實用的圖片去水印軟件，圖片中不想要的部分，如額外的線、人物、文字等，Inpaint都會幫你全自動進行擦除，同時Inpaint會根據附近圖片區域重建擦除的區域，使看起來完美無瑕，沒有痕跡。

NASA開源飛機設計軟件 OpenVSP

美國航空航天航空航天科學會議最近在納什維爾研究所舉行，美國航空航天局的工程師推出了新的開源的OpenVSP。根據這項開源協議，這款軟件能夠讓用戶自己簡單的參數比如翼展和機身長度等就能構建完整的飛機模型。OpenVSP采用NASA開源協議，提供了Windows和Mac OS X的預編譯版。OpenVSP的前任由NASA工程師在1990年代開發，目前的版本是OpenVSP 2.0。

Amaze － 迷宮生成器

Amaze 迷宮生成器，用它生成迷宮，打印給家里的小朋友玩。最大可以生成“800×800”個單元格的迷宮。相當變態。有方格迷宮，六邊形迷宮和三角形迷宮可選。“Ctrl + 空格”變換迷宮類型，“Ctrl + G”可以看到唯一穿過迷宮的路徑，最后一個“Stay”，是迷宮的復雜度，“1”表示復雜度最高。還可以設置背景顏色、線條顏色。設置完畢，即可打印或導出為圖片等格式。這里再告訴大家一個100%能走出迷宮的方法，當進入迷宮后，把左手放在左邊的墻上，一直沿著左邊的墻走，就一定能走出去哦！

鍵盤鼠標共享 Synergy

Synergy允許用戶輕松地在辦公桌上的多臺計算機之間共享鼠標和鍵盤，用戶要做的只是將鼠標指針從一臺計算機的屏幕邊緣移出到另一個計算機的屏幕上。它還可以共享剪貼板。所有這一切需要的僅僅是一個網絡連接。Synergy是跨平臺的（可以運行于Windows，Mac OS X和Linux）。

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關鍵詞：臨近空間飛行器；虛擬試驗；高層體系結構；多物理場耦合；異構仿真模型

引言i

臨近空間（Near space）通常是指20～100km的高空，由于技術和認識上的原因，臨近空間的政治、經濟和軍事價值直到最近才引起各國的重視，并成為美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區近期飛行器技術研究的熱點。與其他飛行器不同，臨近空間飛行器高速在相當高度的大氣層內飛行，各物理場耦合作用特性較強。

臨近空間飛行器具有重要政治、經濟價值，是一類典型的復雜產品,其研究雖然剛剛起步，但對于我國航天、航空領域建設具有重要意義和深遠影響，也是未來幾十年內最重要的航天、航空飛行器研究之一。受政治、經濟等方面因素的影響，臨近空間飛行器的飛行試驗不能進行全程驗證，難以全面評估飛行性能。虛擬飛行試驗在一定的精度下，能夠替代真實試驗對臨近空間飛行器進行性能分析，對真實飛行試驗進行預示，并指導方案設計。從而為提升系統的總體設計水平，提高飛行試驗成功率，縮短研制周期，降低研制成本和風險等提供技術保障。

與傳統航天航空飛行器系統研究中主要進行基于HLA的航天航空體系仿真及導航、制導與控制閉路的協同仿真不同，臨近空間飛行器需要開展多學科、全系統、多物理場耦合過程的協同仿真研究。學科領域的仿真，功能結構復雜，技術含量高，領域間存在著大量的耦合與交互關系，其中一些涉及領域間交互的復雜仿真問題需要多個學科領域的仿真模型、軟件相互協作共同完成。協同仿真不需要拆散一個系統，應保持其全貌，使得對系統的分析、設計和評價過程盡可能地接近人們認識系統的方法和習慣；使得分析、設計、實現系統的方法學（原理）與人們認識客觀世界的過程盡可能一致。

本文結合臨近空間飛行器的各領域模型研究成果，開發了一套能夠綜合考慮各學科子系統多場耦合作用的跨學科領域的協同建模與仿真的平臺，實現基于HLA的臨近空間高超聲速虛擬飛行仿真試驗，為系統總體性能分析與驗證提供有效的技術途徑。

1臨近空間飛行器虛擬試驗系統

如圖1所示，本文開發的臨近空間飛行器虛擬試驗軟件系統針對結構、強度、控制系統、載荷、熱環境、氣動力等幾個領域的模型，提供其與協同仿真支撐環境相鏈接的高層模型轉換方法來建立起聯邦對象模型，并結合上述模型仿真計算所基于的ABAQUS、MSC、ANSYS、MATLAB/SIMULINK、FORTRAN等計算工具研制的仿真軟件，并提供仿真適配器與領域模型仿真工具的聯結，提供各組成邦員之間數據交換的約定，統一各邦員之間可見的仿真對象及屬性，定義交互類，按照對象模型模版格式創建，描述邦員間互操作的約定。

圖1  臨近空間飛行器虛擬試驗系統及異構仿真模型集成方法

各領域仿真模型與應用軟件通過異構仿真模型的協同集成軟件系統與仿真運行平臺相鏈接。協同集成軟件系統與仿真運行平臺均按照高層體系結構（High Level Architecture, HLA）接口規范建立的，是HLA協同仿真系統進行分層管理控制的工具，也是進行臨近空間仿真技術研究的立足點。HLA期望通過提供一個采用標準的方法解決聯邦模式仿真中存在的固有問題，支持對應用系統的即插即用；支持對未來新技術的充分兼容與應用；支持對不同仿真應用的重用，實現聯邦的快速組合與重新配置；支持用戶協同地開發復雜仿真應用系統，并最終降低開發新應用系統的成本和時間。基于HLA的軟總線式協同仿真模式克服了其它協同仿真模式的不足，在開放性、靈活性和通用性上都具有很大的優勢。

2 協同仿真運行平臺

為便于描述飛行器系統仿真內部邏輯，明確多學科協同仿真運行平臺的規劃、設計、實施和運行，并提供一個完整通用的參考結構，需要首先從系統的角度對其進行分析和描述。如圖2所示的仿真運行框架中，三層體系結構將數據、服務與應用分離開來，便于各種應用軟件，包括商用仿真軟件的集成，保證了整個系統的靈活性和開放性。

仿真運行服務主要需解決：互操作問題，如何由最高層的應用互操作映射到最底層的網絡互操作，以保證整個運行過程的可行性；時間同步問題，如何保證多學科協同仿真系統能夠正確的順利的向前推進，并提供相應的容錯機制；運行管理問題，如何實現對協同仿真運行過程進行有效的監視和控制，以增強整個系統的可操作性，實現系統調試、自動優化、用戶交互等復雜操作。

圖2  虛擬飛行仿真運行平臺

協同仿真運行管理器符合HLA1516標準規范，從整體角度對協同仿真系統進行運行管理，包括仿真運行支撐軟件的啟動/停止，協同仿真聯邦的創建/撤銷、仿真進程的啟動/暫停/恢復/完成等等。協同仿真運行管理器基于交互類通信機制，對協同仿真系統的運行過程進行管理。主要用戶界面。仿真運行監控器提供對聯邦成員的行為的實時監控功能，實現仿真過程的可視化并反饋給網絡中的各個設計節點，使得仿真過程更加直觀，實時顯示仿真聯邦的狀態，便于用戶進行監視，與仿真運行管理器共同通過相應的權限管理機制來保證系統的安全性。

仿真運行服務集的核心是仿真引擎，動態載入不同仿真任務相關的仿真模型后，形成相應的仿真應用系統，實現系統行為調度的形式化和可視化。支持模型的直接連接與快速運行，非編譯模式構建系統。仿真引擎基于有限狀態機算法實現了系統對模型行為的形式化調度。

3 虛擬飛行試驗

基于本文虛擬試驗軟件平臺進行臨近空間飛行器虛擬飛行試驗過程如圖3所示。

圖3 飛行段每幀的仿真時序和數據流

在全系統的協同仿真試驗階段，所有的模型都參與了仿真試驗，能夠充分反映臨近空間飛行器飛行過程 中各學科的相互耦合關系，能夠完成全程虛擬飛行，具備實現驗證總體參數的合理性，驗證各學科模型與虛擬試驗系統的匹配性，對真實飛行試驗進行預示，并指導飛行決策和飛行試驗方案設計。

4 結論

與傳統航天飛行器系統不同，臨近空間飛行器全程飛行的總體性能分析與驗證問題非常復雜，進行各相關學科、領域的一體化協同仿真來完成虛擬飛行試驗是必要的途徑。本文開發了基于HLA的臨近空間飛行器虛擬試驗系統軟件并建立了虛擬飛行試驗方法，基于協同仿真適配器和高層模型轉換算法提出實現異構模型協同集成的技術，介紹了所提出體系中仿真運行平臺和支撐平臺的構建方法，所提虛擬飛行試驗方法既可體現該復雜系統的整體性，又有效地重用了現有的信息資源，完成臨近空間飛行器全程飛行的總體性能驗證，符合目前尖端飛行器系統虛擬驗證的發展趨勢。