2018年度国家科技进步奖

2018年度国家科技进步奖安徽省提名项目公示（一）项目名称飞机雷电防护关键技术及应用（二）提名意见该项目组突破国外封锁，经过近20年的努力拼搏，攻克了飞机雷电电磁仿真方法，以及结构、燃油、电子电气三大系统的雷电防护关键技术，填补了国内空白。项目成果已应用于大型运输机、C919大型客机、TA600水上飞机，以及ARJ21新支线飞机、EC175/Z15直升机（中法合研）、歼10战斗机、四代机等30余飞机型号，其中ARJ21的工作获得了美国联邦航空局、EC175/Z15的工作获得了欧洲航空安全局的认可。项目的研究工作使我国成为世界上第三个全面掌握此技术的国家，在军、民机研制中发挥了不可替代的作用，确保了我国航空工业战略的快速发展，经济社会效益显著。项目材料填写规范，内容真实，经公示无异议。对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。（三）项目简介飞机是我国国防和国民经济的重大战略产业，国家特别提出了包括大型运输机、C919客机及水上飞机等的大飞机工程。飞机雷电防护是飞机能否定型飞行的关键技术。雷电可造成飞机的结构解体、燃油起火爆炸、电子电气系统失控、甚至坠毁，经济损失及社会影响巨大。发达国家高度重视飞机雷电安全，是飞机研制的强制性要求。由于技术封锁，此前我国飞机雷电防护技术几乎为空白。自主研究飞机雷电防护关键技术，建立飞机雷电防护技术体系，是大飞机研制和我国航空工业战略发展的重大需求。飞机雷电防护是复杂系统工程，主要面临三方面问题：一、飞机雷电流传导和电磁扩散的多路径强关联耦合，其准确建模、快速计算困难；二、飞机极高安全要求和质量、空间受限条件下，优化飞机结构、燃油及电子电气系统的雷电防护难度大；三、飞机雷电直接效应和间接效应过程复杂，等效模拟数十种能谱试验难度大。依托国家大飞机专项等项目，历经十余年科研攻关，项目组攻克了飞机雷电电磁仿真方法，以及结构、燃油、电子电气三大系统的雷电防护关键技术，形成了完整的技术体系。取得四方面创新成果：①国内首创了基于离散线面耦合等效的瞬态电磁模型，提出了多尺度/多层次飞机雷电电磁耦合快速仿真方法，计算精度达6dB，解决了雷电电磁仿真准确建模和快速计算难题。②建立了大飞机全机差异化雷电分区方法，提出了基于损伤模型碳纤维结构表面低阻设计的雷电防护方法，研制了我国首套飞机雷电异形波发生装置，解决了飞机结构轻质化雷电防护设计与试验难题。③提出了基于耦合权重调控雷电流细粒化分布和优化多尺度结构界面的燃油系统引燃源防护设计方法，建立了测温、辨识与燃爆结合多维的引燃源检测系统，解决了大飞机燃油系统雷电防护可靠设计和检测难题。④提出了电磁耦合调控与浪涌量化抑制多元协同的电子电气系统雷电防护方法，建立了由设备及系统至全机分层综合的雷电间接效应试验方法，研制了我国首套全机雷电试验装置，完成了国内首次大型运输机全机雷电防护设计和试验，解决了飞机雷电间接效应协调设计与试验难题。项目获得发明专利3项，编制国标2项、国军标2项、行标1项，出版专著1部，获得软件著作权10余项，发表SCI/EI等论文100余篇。项目成果已应用于大型运输机、C919大型客机、TA600水上飞机等，以及ARJ21新支线飞机、EC175/Z15直升机（中法合研）、歼10战斗机、四代机等30余飞机型号，其中ARJ21获得了美国联邦航空局、EC175/Z15获得了欧洲航空安全局的认可。项目打破了国外封锁，填补了国内空白，满足了大飞机研制的重大需求,使我国成为世界上第三个掌握此技术的国家，在军、民机研制中发挥了不可替代的作用，确保了我国航空工业战略的快速发展，经济社会效益显著。（四）客观评价1.成果鉴定(1)2015年12月8日，在中国航空工业集团、安徽省科技厅等组织单位对科研项目的成果鉴定和验收评审中，专家组一致认为：项目组在国内首次构建了完整的飞机整机雷电防护试验方法和电磁仿真与试验相结合的方法，突破了雷电流C分量精确控制试验技术、全参量超长回路雷电流组合分量注入技术等关键技术；研制的飞机整机雷电波形发生装置填补了国内空白，达到国际先进水平；继美、法之后，创建了全球第三个具备飞机整机雷电试验能力的实验室，总体技术达到国际领先水平。(2)2016年12月7日，在中国航空工业集团、安徽省科技厅等组织单位对科研项目的成果鉴定和验收评审中，专家组一致认为：发动机尾吊式飞机分区雷电防护技术具有开拓性，调波电阻组合脉冲高压技术和多节臂、阻容结合、弱阻尼分压测量技术均达到国家先进水平；认为机动式系留气球平台及电子系统雷电防护设计与验证技术国内领先，达到国际先进技术水平，具有良好的军事和社会效益。2.曾获奖励项目部分成果获2010年度安徽省科技进步一等奖。3.国内外用户认可(1)1998年1月，中航工业第603研究所就“运七飞机复合材料垂尾雷电防护能力试验”项目，提交用户意见：运七飞机复合材料垂尾在合肥航太电物理技术研究所进行的雷电防护能力试验取得了圆满成功，填补了我国民用飞机复合材料雷电防护试验的空白。(2)2009年5月21日，空军装备部“关于合肥航太物理技术研究所承担大型XX机雷电防护试验任务的证明”中明确：合肥航太电物理技术研究所建有我国目前唯一的大型飞机雷电防护试验室，是承担我国大飞机雷电防护试验任务的唯一国家实验室。(3)2012年2月2日，中航工业第633研究所就“XSJ-1型发动机参数显示设备的雷电防护试验”项目，提交用户意见：H425直升机XSJ-1型发动机参数显示设备在合肥航太电物理技术有限公司进行的雷电防护试验取得了圆满成功，满足了中国民航局适航部门的要求，填补了我国机载设备雷电适航取证试验的空白。(4)2012年4月8日，中国商飞上海飞机设计研究院就“ARJ21-700飞机雷电防护试验”项目，提交用户意见：ARJ21-700飞机在合肥航太电物理技术研究所进行的雷电防护能力试验取得了圆满成功，不仅获得了中国民航局的认可，还获得了美国联邦航空局（FAA）的认可，为ARJ21-700飞机的顺利定型作出了重要贡献。(5)2015年12月8日，中国航空工业集团公司基础技术研究院就“某直升机雷电防护试验技术研究”项目形成评审意见：本项目通过了欧洲航空安全局（EASA）和中国民航局（CAAC）的适航审查，获得了国际适航认可，属于国内首次，关键技术已到达国际先进水平，提升了我国飞机雷电防护试验技术在国际上的影响。4.第三方评价(1)2008年11月18日，安徽省科技厅批复：同意依托合肥工业大学和合肥航太电物理技术有限公司建立“安徽省飞机雷电防护省级实验室”。(2)2009年4月1日，安徽省科学技术情报研究所查新报告结论：国内在飞机雷电防护标准制定方面，未见除查新单位合肥航太电物理技术有限公司之外有相同研究的文献报告。(3)2008年11月28日，总装备部批复：同意依托合肥航太电物理技术有限公司建立“军用飞机雷电防护实验室”。(4)2013年11月16日，中国合格评定国家认可委员会批复：“合肥航太电物理技术有限公司飞行器雷电防护实验室”符合ISO/IEC17025:2005《检测和校准实验室能力的通用要求》，并颁发CNAS认可证书。(5)2015年1月22日，中国航空工业集团公司批复：同意依托合肥航太电物理技术有限公司建立“强电磁环境防护技术航空科技重点实验室”。2017年9月1日，中国人民解放军92919部队特发来感谢信，高度评价段泽民教授为其做的雷电/静电防护安全培训，有效提升了部队雷电与静电安全意识和防护能力。（五）推广应用情况应用单位名称应用技术应用起止时间应用单位联系人经济、社会效益沈阳飞机设计研究所飞机雷电防护技术2011.11—至今雷虹13840168161解决我国J8、J11、J5等战斗机的雷电防护问题，保障装备的雷电安全性。航空工业第一飞机设计研究院大飞机雷电防护技术2005.3—至今冯立新13571987068系统解决大型运输机雷电防护仿真、设计和试验，保障国家重要战略装备顺利研制。成都飞机设计研究所飞机雷电防护技术2008.1—至今杨家勇13688170137解决我国J10战斗机、翼龙无人机、四代机的雷电防护问题，保障重要国防航空装备研制。中国直升机设计研究所直升机雷电防护技术2010.8—至今周文兵13479821159解决中法合作Z15/EC175等直升机的雷电防护问题，并获得中国民航局、欧洲航空安全局（EASA）认可。中国特种飞行器研究所特种飞行器雷电防护2013.3—至今彭平13872932966解决我国多型浮空器的雷电防护问题，避免雷击坠毁事故发生。中国商用飞机有限责任公司民用大飞机雷电防护技术2010.8—至今赵毅13916226742解决我国ARJ21、C919飞机的雷电防护问题，并获得中国民航局和美国联邦航空局（FAA）的认可，哈尔滨飞机工业集团有限责任公司直升机雷电防护技术2005.1—至今李继国15304651442解决了H425、AC312E直升机研制过程中的雷电防护问题，为型号研制提供了重要技术支撑中航通用飞机有限责任公司整体技术2014.11—至今曲霞18675617745为TA600、AG300等型号的雷电防护提供了技术支撑，保障了型号顺利研制。航空工业济南特种结构研究所雷达罩雷电防护技术2004.11—至今乔承晓13064010192解决多型飞机天线罩的雷电防护问题，保障了天线罩的顺利研制。深圳光启高等理工研究院整体技术2014.12—至今李霄鹏18033059559解决某新型飞机天线罩的雷电防护问题，保障了天线罩的顺利应用。（六）主要知识产权证明目录1、著作航空器雷电防护技术中国ZLISBN987-7-5165-0296-92013年12月合肥航太电物理技术有限公司段泽民、司晓亮，孙安宏，李卫民有效2、国军标军用飞机雷电防护鉴定试验方法中国GJB3567-991999年9月合肥航太电物理技术有限公司段泽民、吴彦灵、张宏珍、孟莹、姚宗琦有效3、国军标机载雷电抑制器通用规范中国GJB7512-20122012年9月证书号第1886299号中国人民解放军空军驻安徽地区军事代表室、合肥航太电物理技术有限公司姚志成、田坤、井世贤、李磊、段泽民、刘明齐、刘燕飞、余洋有效4、国标雷电防护系统部件（LPSC）第3部分：隔离放电间隙（ISG）的要求中国GB/T33588.3-20172017年12月合肥航太电物理技术有限公司张松、司晓亮、马立、王凯、李涵、曾阳斌、周红伟、高志、曾献昌有效5、发明专利基于DSP和CPLD的三电平共模电压调制方法中国ZL201210190748.32014年8月13日第1461401号合肥工业大学王付胜，张兴，何立灿，李飞，刘淳，刘芳有效6、发明专利一种利用大功率电感测试装置测量大功率电感的方法中国ZL201210513727.02015年11月18日第1839874号合肥工业大学汪海宁，张健，赖纪东，苏建徽，张国荣，茆美琴有效7、发明专利软开关DC-DC变换器中国ZL201410654243.72014年11月14日第2368171号合肥工业大学王付胜，田龙翔，张兴，文鹏，王东毅，欧阳秋，杨淑英，谢震有效8、计算机软件著作权雷电波形发生器控制软件V1.0中国2010SR0525182010年10月11日软著登字第0240791号合肥航太电物理技术有限公司有效9、计算机软件著作权雷电抑制器测试系统V1.0中国2010SR0547012010年10月19日软著登字第0242974号合肥航太电物理技术有限公司有效10、实用新型一种雷电流C分量专控电路中国ZL201520190828.82015年7月8日软著登字第4422042号合肥航太电物理技术有限公司段泽民有效（七）主要完成人情况段泽民，排名第一，项目负责人，教授。工作单位与完成单位：合肥工业大学。项目总负责人，全面负责大飞机结构、燃油系统以及电子电气系统雷电防护设计与试验研究，。司晓亮，排名第二，项目主要负责人，助理研究员。工作单位与完成单位：合肥航太电物理技术有限公司。负责大飞机雷电分区研究，负责大飞