在航天军工这一追求极致“高精尖”的领域,装备研发周期漫长、试验成本高昂、运维复杂度攀升等问题,正成为制约行业发展的关键瓶颈。数字孪生技术凭借其构建物理世界与虚拟空间映射的独特能力,为航天军工装备的全生命周期管理开辟了一条创新路径,成为破解行业痛点的关键技术支撑。
以航天发射与水下装备为切入点,图扑HT数字孪生解决方案通过深度融合行业需求与技术优势,在航天军工领域展现出显著的业务价值。该方案不仅覆盖了从研发到运维的全流程,更通过技术突破推动场景验证,最终实现产业应用与体系升级的良性循环,为行业数字化转型提供了可复制的实践样本。
在航天发射场景中,图扑HT的解决方案针对“高风险、高投入、高精度”的核心需求,构建了覆盖研发验证、发射管控、在轨运维的完整技术体系。以火箭研发为例,系统通过毫米级三维建模技术,对长征六号甲等火箭的芯一级、芯二级及助推器等全系统进行1:1还原,每个模块均关联设计参数与工艺文档。在数字孪生环境中,研发人员可模拟“点火-助推器分离-星箭分离-卫星入轨”的全流程,通过轨道偏差预判优化发射时序与结构设计。这种“虚拟预演”模式使某型火箭的研发周期显著缩短,问题发现率大幅提升,避免了物理试验的反复迭代。
发射管控环节,图扑HT打造的数字孪生中枢整合了火箭液氧流量、发射场气象、测控站轨道等20余类多源数据,通过“态势大屏”实现发射全流程透明化。当火箭穿越“卡门线”时,系统同步呈现箭体振动、发动机温度等关键参数,异常情况自动触发“红色预警”并预演故障影响。某航天发射中心应用后,应急响应时间从“分钟级”压缩至“秒级”,发射成功率提升至行业领先水平。
针对卫星在轨运维需求,图扑HT的数字孪生平台集成GIS三维地球模型,实时推演卫星轨道并可视化呈现偏差与覆盖区域。测控人员可通过“轨道修正仿真”功能,提前计算调整方案,确保卫星精准维持在太阳同步轨道等目标轨道,显著提升任务执行精度。
水下装备领域,图扑HT从态势感知、设备运维、任务推演三个维度突破技术瓶颈。在态势感知方面,系统整合海水盐度、海床地形、水声通信数据,构建海洋环境数字孪生模型。潜艇执行“突防任务”时,系统基于海水密度跃层数据预演不同深度、航速下的声呐暴露风险,辅助制定最优路径。某型潜艇应用后,任务成功率显著提升。
设备运维层面,图扑HT对潜艇动力系统进行全生命周期建模,实时采集振动、温度、功率等数据,通过机器学习算法提前72小时预测“轴承磨损”“燃气泄漏”等故障,并自动生成维护工单,实现从“事后维修”到“预测性维护”的转变。
任务推演方面,系统可模拟“反潜、反舰、布雷”等复杂任务全流程。以反潜任务为例,系统整合己方潜艇、敌方舰艇、声呐浮标数据,通过AI算法推演不同战术动作的反潜效能,辅助制定战术手册。某型反潜任务的规划周期从“周级”压缩至“天级”,显著提升作战响应速度。
图扑HT的技术优势集中体现在三大内核:全要素建模、多源数据融合与智能决策引擎。全要素建模采用WebGL技术,实现火箭箭体结构、潜艇耐压壳等关键部件的1:1还原,长征六号甲拆解模型可清晰展示二级共底贮箱与三级发动机的装配关系,点击部件即可查看技术文档与参数阈值。
多源数据融合通过OPC UA、Modbus等协议打破“数据孤岛”,将火箭液氧流量、潜艇水下航速等超千个点位数据统一接入平台。“态势看板”实时呈现火箭轨道参数、潜艇盐度剖面等多维度数据,为指挥决策提供“分钟级”数据支撑。
智能决策引擎融合航天轨道力学、水下流体动力学等专业模型,支持复杂场景智能推演。通过“数字孪生模板”可快速复制至不同型号装备,降低智能化门槛;基于“军工数据池”的跨装备协同研发与联合作战推演能力,为“体系化作战”目标提供技术抓手。
图扑HT数字孪生技术的应用,正推动航天军工领域从“经验驱动”向“数据驱动”转型。航天发射的“黑箱操作”变为“透明预演”,潜艇运维的“经验决策”升级为“智能推演”,这一变革不仅提升了装备研发与运维效率,更为行业数字化转型树立了标杆。











