航空专用网络故障检测技术研究论文[合集五篇]

第一篇：航空专用网络故障检测技术研究论文

摘要：文章深入研究了多种航空专用网络技术，根据航空网络特点和具体应用的需求，分析总结了航空专用网络中存在的多种故障模式，并针对各种故障模式提出了适用于航空网络的切实可行的故障检测方法。该方法目前已在多个型号飞机的机电、航电网络上论证并实现，经过了实验室和机上大量的功能测试和验证，可满足具体型号的技术要求，能够及时准确的检测出网络运行过程中的已定义故障，具有良好的可用性和可靠性。

关键词:航空网络；故障检测

随着网络技术的飞速发展，多种适用于航空电子的专用网络技术（如AFDX网络、FC总线、1394总线、1553总线技术）也得到了大力发展。航空网络技术具有连线少、资源能共享能力强、稳定性好、适应性强、易于维护和扩展等优点，能够显著提高了飞机的综合性能。为了提高航空网络技术的稳定性和可靠性，这就需要自主研发相应的网络故障检测技术，用以保证整个机载网络中各设备安全可靠的运行。航电系统的网络结构复杂，各类传感器、终端设备和接口数量众多，对网络故障检测技术的安全性、稳定性和正确性的要求非常高，一般的网络故障检测技术无法满足其需求。因此，应该大力研究和发展航空专用网络故障检测技术。本文根据机载网络的故障检测要求，重点研究了多种拓扑结构下的网络故障模式，并针对故障模式提出了对应的故障检测方法。

1航空网络故障检测的需求

航空网络故障检测技术，不仅应该在系统规定的条件下检测出已定义的故障，还必须满足其自身的特殊需求，即:1）实时性：故障检测技术必须能够高效监视航空网络中多个节点设备的状态，必须能够在规定的时间范围内检测出已定义故障；2）可靠性：故障检测技术本身必须是可靠的，能够技术检测出故障且不会误报不存在的故障；3）低流量：尽管被监视的网络中各种设备数量众多、位置分散，但故障检测技术作为一种基础服务引入网格环境中，要求其对整个网格通信性能影响到尽可能的小，所耗费的资源尽可能低；4）灵活性：航空网络中的故障检测技术会用于网络中各个不同的设备，要与不同类型的应用程序兼容，要求故障检测技术能够根据应用程序类型的不同和需求的不同，相应调整检测策略。

2航空网络特点分析

航空网络的故障模式与网络的协议特性和拓扑结构密切相关，分析故障模式时必须考虑网络协议特性的拓扑结构

2.1航空网络的协议特性

航空专用网络协议多种多样，他们具有如下共同的特点：1）可靠性：航空网络对数据通信的可靠性要求较高，希望各设备按照事先定义的方式稳定运行，不允许既定数据丢失，也不允许产生不希望的数据。2）实时性：航空专用网络对数据通信的时间有着严格的要求，即规定了多个设备间的数据通信应该在固定的时间内完成，不可拖延。3）确定性：航空专用网络应具有可定义性，且各个消息应该在规定的范围内到达目的节点，该时间范围可确定。

2.2航空网络拓扑结构

航空专用网络一般为星型或总线型的拓扑结构，其中比较有代表性的有星型结构的AFDX网络技术，和总线结构的ARINC825CAN网络技术。AFDX网络结构为可拓展的星型拓扑结构，由端系统（EndSystem）、交换机（Switch）和传输链路组成，每个交换机允许连接若干个端系统，多个交换机可以互联组成更大的网络。ARINC825网络结构可设计为总线型拓扑结构，多个节点机通过与公共总线连接，组成总线型互联网络。该网络中的各个节点之间可以是对等的关系，也可以根据实际需要设计为主从模式。

3故障模式分析和检测

航空网络由节点机和连接节点机的设备组成。可以按照故障所在的位置，将航空网络中的故障分为单节点故障和网络连接故障。

3.1单节点故障分析和检测

单节点故障是指网络中某一单个节点发生了故障，该故障只对本节点的相关功能有影响，不应影响网络整体功能。该故障有以下几种类型。1）硬件故障硬件故障是指构成节点设备的各部分硬件出现的故障。硬件故障一般与时间和环境相关，一般来说，硬件故障可能是FLASH故障、CPU故障、SDRAM故障、DPRAM故障、时钟故障、PCI总线故障等。该故障的检测方法分为以下几种：对于DPRAM或SDRAM等具有存储功能的部件，检测一般为方法读写操作或CRC校验和对比；对于CPU或DSP等具有计算功能的部件，检测方法一般为算术和逻辑运算。2）软件故障软件故障是指软件没有按照既定的方式运行，或无法应对突发的异常时产生的故障。该故障一般为逻辑级故障、数据结构故障、软件差错和系统级的故障。软件故障的检测方法有：看门狗、心跳检测、状态监控、异常中断。3）通道故障通道故障是指节点设备的通信通道出现了故障，无法接入网络。通道故障的检测方法较多，但最可靠的检测方法为收发环路法，即节点机向网络中的另一设备发送一个请求，并在固定的时间内收到该请求的正确响应。

3.2网络连接故障分析和检测

链路故障是指网络中连接各节点机的链路发生了故障，该故障可能导致整个网络无法正常通信。该故障有如下几种类型。1）核心设备故障航空网络中的核心设备为网络通信的关键部件，一般是指星型拓扑结构中的交换机，或者总线型拓扑结构中的总线连接设备。核心设备故障故障是指这些关键设备无法正常工作，从而导致整个网络上所有节点不能通信，成为一个个孤立的节点设备。2）网络断裂网络断裂是指网络中某处通道连接的故障，导致多个节点组成的整体网络断裂成若干个局部网络，虽然各个节点的通信功能正常，但无法执行整体的网络功能。3）节点脱离节点脱离是指某节点设备与网络的连接断开，无法了接入网络中。该故障会导致此节点与网络脱离，成为孤立的节点。从以上分析可知，检测网络连接中的故障，不仅要检测单个节点，还应充分考虑所有节点的相互通信。可以引入网络管理的概念，在网络中定义一个管理端，其他的节点作为代理端。管理端可以主动的向代理端发送Get请求，代理端收到请求后将自身的状态信息整理好发回管理端，管理端就可以获取网络中其他节点的状态信息，从而获取网络中其他节点的状态（包括节点自身状态和与网络的连接状态）。

4故障检测实现与验证

4.1单节点故障检测方法

对于单个节点的故障，采用BIT（Build-In-Test）的方法进行检测。BIT可根据运行时机分为三类：上电BIT、周期BIT、维护BIT。1）上电BIT：该功能在设备上电时执行，检测设备的关键部件是否存在异常，如CPU、存储设备（FLASH、DPRAM）、时钟。该项检测应该在很短的时间内完成，并存储检测结果。2）周期BIT：该功能在设备正常工作时周期的执行，在不影响正常功能的情况下检测设备中的部件是否存在异常，该检测应注重实时状态，如软件是否正常运行，时钟是否稳定增长。该检测应周期执行，并存储检测结果。3）维护BIT：该检测在设备处于维护状态时执行，应该全面的检测设备的运行情况，检测范围可以很广，检测时间可以较长。该检测在设备正常运行时禁止使用。三类BIT的使用规则为：上电后立即执行上电BIT，设备运行过程中周期的执行周期BIT，设备在维护状态下执行维护BIT。网络中的设备多种多项，所以BIT的检测项和检测方法可根据具体情况来定义。三类BIT综合使用，可以全面的检测出设备中已定义的故障。将三类BIT的检测结果综合处理，形成节点状态信息，并将该状态信息妥善存储，将周期BIT的检测结果实时更新到该信息中。

4.2网络连接故障检测方法

网络连接故障检测的基本思想为：网络管理。在网络中，将某一节点定义为管理端，其他节点定义代理端。管理端可以向所有代理端发送请求，并在规定时间内接收到各个代理端的响应消息，根据收到响应消息的情况判断整个网络中的故障类型。但由于管理端本身也是一个节点，也有可能出现连接故障和设备故障，所以网络中设置两个管理端互为备份。使用网络管理方法进行网络连接故障检测的判断准则如下：1）管理端向某节点发送请求后，没有在规定时间内接收到响应消息，则可判断该节点故障。故障类型可能为连接故障或节点设备故障。通过查看该节点的自身状态信息，判断故障为连接故障还是节点故障。2）管理端向某节点发送请求后，在规定的时间内收到了响应消息，但响应中的状态信息中存在异常情况，即可检测出该节点中存在的具体故障。3）管理端向某节点发送请求后，在规定的时间内收到了响应消息，且响应中的状态信息中不存在异常情况，则说明该节点没有任何故障，可正常工作。

5总结

本文设计和实现的机载网络故障检测方法已完成工程设计与实现，并通过了大量测试验证，其功能和性能满足系统的应用要求。该技术对我国自主研发新一代飞机的机载网络技术具有重要意义和价值。由于机载网络技术的发展与升级，且网络中存在的故障很难定义全面，还应该深入分析网络的特点，提高存在故障的定义率；并考虑故障检测技术的可靠性、安全性需求，进一步改进和完善适用于航空网络的故障检测技术。

第二篇：航空论文

飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。

航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱，而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。

简况 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47％),钢（占35％）和布（占18％）,飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。

分类 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。

材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。

高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数：

比强度＝/

比刚度＝/式中[kg2][kg2]为材料的强度，为材料的弹性模量，为材料的比重。

飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。

优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。

耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。

适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。

寿命和安全 为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。

报告题目：我国航空发动机发展简述

所属系部：航空工程及自动化系

学生姓名： 万奎 班级、学号: 075032-28 专 业：飞机制造技术

西安航空职业技术学院制

2007年12月20日

摘 要

本文主要介绍我国航空发动机的发展状况，以及对我国未来航空发动提出了一些建议。依次是从我国航空发动机概貌、航空发动机的作用、我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因、对我国航空发动机发展的浅见以及我国常用的航空发动机等方面阐述我国发动机在民航领域和军事领域内的应用及重要作用。主要以发动机的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介绍给读者，让读者对我国航空发动机的发展能够有一个充分的认识和了解。同时也告诉航空发动机的科技工作者他们肩上的责任。要努力的发展我国的航空发动机事业，缩小与发达国家之间的差距。

关键词：航空发动机

目录

：

一 我国航空发动机发展道路的选择

二 我国航空发动机发展历程回顾

三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因

四 对我国航空发动机发展的浅见

随着社会的发展，科技的进步，人们在不停的改造这个世界。在很久以前，人们把升天看作是几乎不可能实现的事。可那些现如今已经变成了现实，并且人们把它当作一个高科技产业去发展。不管是在民航领域还是在军事领域都有广泛的发展前景。

要发展一个国家的航空事业，关键的核心就是要看这个国家的航空发动机水平的高低。飞机的飞行是要靠强大的动力系统的推进才能起飞的，没有了发动机那么飞机就是一堆可供人观赏的废品。因此，现代的人民认为，航空发动机水平的发展是衡量一个国家是否成为大国的重要标志。尤其是对我国这个航空事业比较落后的来说，航空发动机的发展显得尤为重要。它不仅仅是一个国家军事实力的重要标志之一，更重要的也是一个国家科技水平的重要标志之一。因此，可以毫不犹豫的这样说：“一个国家的科技水平的发展需要航空事业，一个国家的军事力量需要靠先进的航空事业做后盾。在战争中，是否拥有制空权还是要靠航空事业，而航空事业发展的核心又在于航空发动机的发展水平的高低。”所以说，航空发动机对发展航空事业是至关重要的。一 我国航空发动机发展道路的选择

虽然我国的航空发动机走的是一条引进仿制的路，其过程历经了不少失误与反复，但仍走完了引进-仿制-改进改型的全过程，积累了丰富的改进改型与生产经验。而且，20世纪80年代以来进行的高性能推进系统的预先研究工作，在核心机方面取得了重大进展，使我们有了一定的技术储备，已经具备了走适合我们自己的发动机发展道路的条件。总结我们过去走过的路，借鉴国外的成功经验，我们认为，目前应当集中物力财力，突破重点型号，以满足国内急需，在此基础上加大预先研究力度，走以核心机衍生的发展道路，在条件合适的情况下开展国际合作。

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（1）集中力量，突破重点型号。

国防动力的需要使我们不可能坐等研制出我们自己具有领先水平的航空发动机，因此，把改进改型的路继续走下去以满足军机发展的动力需求是当务之急。20世纪80年代中期，我国在国外某核心机的基础上研制的涡扇10发动机预计到2005年可装备部队，推重比7.5，相当于国外第三代发动机的技术水平，这将使我国与航空发达国家在航空发动机性能水平上的差距缩短到20年左右，为下一阶段的自行研制奠定基础。

（2）加强预先研究，走以核心机为基础的衍生发展道路。

总结我国新机研制的经验，代表一个新机水平的关键技术往往成为型号发展的障碍，其根本的原因在于技术储备不够。因此，下大力气搞好预先研究工作，集中有限的资源多开展几个类似“航空推进技术验证计划（APTD）”的预先研究，突破推重比为10一级的发动机的技术关键，进行技术储备，不仅是我国发动机发展的现实需要，而且是发动机发展规律的客观要求。

核心机主要是指基准发动机上的高压系统，它包括高压压气机、主燃烧室和高压涡轮三大部件。在一个成熟的高压系统基础上加上不同的低压系统，就可衍生出各种形式的发动机，因此，核心机可以理解为同一级别发动机的发展平台。研制核心机主要有以下优点：a.缩短发动机的研制周期，降低成本，提高可靠性。b.可增加发动机的通用零件数，改善互换性。c.使发动机的研制周期赶上飞机的研制周期，且大幅度降低新机的发展经费。据国外经验，在一台成熟的核心机上发展新机只要3～5年，经费也只有全新发动机的40%左右。

另外，核心机的发展可促进新技术的发展，先进的核心机指标可以推动设计研究、试验、测试工作向前发展，带动新材料、新工艺的革命，但核心机的

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发展必须以大量的预先研究和技术储备为基础。我国近50年来测绘仿制经验和近20年来的预先研究积累已经具备了发展推重比为10一级的核心机的条件，因此，改革现有的发动机发展的组织管理体制，加大投入，坚定不移地根据国情发展相应水平的核心机，不断衍生出各类航空发动机，逐步向国际先进水平靠拢应是我国下一阶段发动机发展的主要道路。

试车中的F100发动机

（3）以我为主走国际合作的道路。

从前述美、英、法的发动机发展道路中可以看出，进入20世纪80年代以来，进行国际合作是当今发动机发展的主要途径之一。通过国际合作来分担经费和风险，加快进度，开拓市场，这是发动机所具有的知识密集、技术密集和资金密集的特点所决定的。不同的国家进行国际合作的目的是不同的，发达国家进行国际合作的目的是为了减小投资风险、扩大市场占有率与盈利水平；对于技术比较落后的国家来说，合作的目的则是想学到新的技术与先进的管理经验，以尽早使自己走上独立研制之路。国际合作的主要模式有：a.合作

生产。b.合作研制和经营。c.合作研究与发展。目前，我国所进行的国际合作主要是合作生产，这与我国的航空发动机发展水平是相称的。国际合作实际上是另一种竞争的形式，它以实力为基础来进行分工与互利，其目的是为了更大的市场利益和国防竞争的最后胜利。由于社会制度的关系，其它形式的合作对我们来说目前还较难实现，所以，我们应以我为主努力提高我国发动机的研究与发展能力，赶上国际先进水平，到那时，国际合作的大门就会自动向我们打开。

二 我国航空发动机发展历程回顾

航空发动机是飞机的心脏，是飞机性能的决定因素之一。由于战斗机发动机要在高温?高压?高转速和高负荷的环境中长期反复地工作，而且还要求具有重量轻?体积小?推力大?使用安全可靠及经济性好等特点，因此，目前世界上真正具备独立研制发动机的国家只有美?俄?英?法?中等少数几个。中国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的，从最初的仿制?改进?改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机，走过了一条布满荆棘的发展道路。

涡喷5发动机是我国根据前苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种涡喷发动机，由沈阳航空发动机厂研制。涡喷5是一种离心式?单转子?带加力式航空发动机，单台最大推力为25．5千牛，加力推力为32．5千牛，重量为980千克，主要用于国产歼-5战斗机。涡喷5发动机大量使用了高强度材料和耐高温合金，加上喷管的加工工艺要求精度高，叶片型面复杂，加力燃烧室薄壁焊接等多项先进制造技术，对我国当时的制造能力是一个考验。经过各方面的通力合作及努力，首批涡喷5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产，比原计划提前了近一年多，为国产歼-5战斗机的顺利投产起到了十分关键的作用。涡喷5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。

涡喷6发动机是我国根据前苏联提供的PⅡ-9B型发动机技术资料制造的一种加力式涡喷发动机，主要用于装备国产歼-6战斗机及稍后研制的强-5强击机。同涡喷5发动机相比，涡喷6在性能上有了很大的提高，由亚音速发展到了超音速，压气机的结构也从离心式发展为轴流式，其最大推力为25．5千牛，加力推力为31．8千牛，虽与涡喷5相差不大，但重量却减轻了23%，只有708千克，直径也缩短了48%，大大减少了飞机的迎风面积，适合歼-6超音速飞行。虽然涡喷6第一台发动机在1958年就已组装完毕，但因为受到当时“大跃进”运动的影响，使得涡喷6发动机出现了一系列的质量问题，1959年3月交付的60台发动机不断暴露出严重的质量问题，使得当时全军的歼-6飞机几乎全部停飞。1960年，中央军委决定对沈阳航空发动机厂进行全面质量整顿，并对涡喷6发动机进行重新试制。1961年10月，重新试制的涡喷6发动机最终通过了全寿命试车考核，随即转入批量生产，当年即交付了72台，保证了歼-6飞机作战的要求。但由于涡喷6发动机是依据前苏联提供的发动机资料仿制的产品，因此也具有前苏联发动机所存在的一些缺陷。直到1970年，沈阳航空发动机厂才彻底解决了使用中所出现的各种问题，再一次提高了歼-6飞机作战的机动能力。而后又相继研制了涡喷6甲和涡喷6A/B三种型号。

涡喷7发动机是按前苏联提供的P-Ⅱ-300发动机的技术资料制造的，主要用于当时研制的2倍音速歼-7飞机。涡喷7发动机性能较涡喷6有了很大的提高，其最大推力为38．2千牛，加力推力达55．9千牛，分别比涡喷6提高了50%和77%，并且为轴流式双转子结构，带有6级低压气机和2级涡轮组成高压和低压两个转子。火焰筒采用气膜冷却式，加力燃烧室也作了改进，消除了涡喷6发动机高空加力点火不稳定的缺点。尾喷口的调节由自动装置控制，材料上使用了较多的新材料，像压气机和涡轮叶片分别采用了不锈钢和高温合金。无论在性能还是在结构上，涡喷7都较涡喷6复杂，对制造工艺的要求也更加严格。1965年，涡喷7的研制工作全面展开，由于前期准备工作充足完备，试制工作进展顺利，同年10月第一台发动机即装配完成。1966年12月通过技术鉴定，开始批量生产。

1970年改由贵州航空发动机厂生产，后期贵州航空发动机厂对涡喷7发动机的技术又进行了多项革新，大大提高了涡喷7发动机的性能及质量水平。而后伴随着歼-8飞机动力装置的需求，我国又成功研制了涡喷7甲型发动机，成功地实现了从单纯仿制生产到自行设计改型的转变。

1964年，我国开始了新一代歼击机和强击机的研制工作，即歼-9和强-6的研制计划。为此，沈阳航空发动机设计研究所提出了双轴涡喷?单轴涡喷和涡扇三类共22个设计方案进行对比，经过筛选一致认为只有涡扇型可以满足这两种飞机的性能要求，遂将其命名为涡扇6型发动机。这是我国第一次设计大推力发动机，其设计为双轴内外涵混合加力式涡扇发动机，设计最大推力为70．6千牛，加力推力为121．5千牛，推重比为6。涡扇6于1964年10月开始进行初步设计，1966年完成了全部图纸设计。1966年初开始由沈阳航空发动机厂进行样机试制，1969年完成了2台试验机的制造工作。涡扇6的初步调试在1968年就已开始，整个调试工作包括运转试车?性能调试?持久试车?高空台及飞行台试验?国家定型试验等5部分。在5年多的运转调试期间，先后解决了压气机部件性能差和高压压气机喘振裕度小的问题?起动及中转速喘振等故障。1974年，发动机达到了100%转速，进入高转速运转试车。但此时又出现了高压转子振动大?高转速喘振和涡轮前温度超过设计值等问题。1979年11月，所出现的各种问题相继被解决，发动机实现了高转速长时间稳定运转。1980年，涡扇6开始进入性能摸底试验阶段，1981年进行了加力燃烧室试验，发动机加力推力达到了123．5千牛，达到了加力状态的设计性能。1973年，由于歼-9飞机的设计指标进行了修改，性能有了进一步的提升(达到了双2．5，即升限2．5万米，速度2．5马赫)，加之为满足1976年上马的歼-13飞机的研制需要，1980年又拟定了对涡扇6发动机的改型方案，即涡扇6G。改进工作主要是在保持原发动机外形尺寸不变的情况下，将发动机的最大推力增加到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，首台涡扇6G进行了地面试验，实测其最大推力和加力推力均达到预期指标，可以进行实机飞行试验，为其进一步发展铺平了道路。然而，在80代初期，由于空军装备体制发生变化，歼-9和强-6飞机计划相继下马，作为其配套动力的涡扇6也失去了使用对象。1983年7月，涡扇6发动机的研制工作全部中止，1984年初，研制计划被正式取消。

涡喷13系列发动机的研制使我国结束了不能研制生产高性能涡喷发动机的历史，虽然其性能及技术还不是特别先进，但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变。进入80年代后，我国的航空发动机研制能力已具备了一定的实力，而这个时期也是我国新型歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ飞机研制的关键时刻。由于飞机性能要求的提高，必须要有一种新的发动机作为这两种飞机的动力装置，因此涡喷13“受命而生”。涡喷13发动机在结构上对压气机进行了大幅度改进，使得喘振裕度明显提高，低压转子加了轴间轴承，振动小，压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金，既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外，还增加了较为先进的发动机控制装置，提高了发动机的控制性能?可靠性和稳定性。发动机的推力也提高到了43．1千牛，加力推力则达到了64．7千牛，分别比涡喷7提高了50%和15%，发动机的翻修间隔也达到了350小时。涡喷13发动机的研制工作从1978年开始全面展开，1980年，首批3台发动机开始进行调试试车，到1984年先后完成了可靠性试车，1985年开始装机试飞，满足了歼-8Ⅱ飞机的研制进度。80年代末，经过改进的涡喷13A发动机也开始了研制，改进的主要方向放到提高性能及可靠性上，并采取了多项措施。改进后的发动机前涡轮温度提高了50度，发动机的加力推力提高到了64．7千牛。多项试验表明，涡喷13A发动机的匹配性好，工作稳定，可靠性有了明显的改善。1991年，涡喷13A开始进入批量生产，成为量产歼-8Ⅱ的改型机歼-8B的标配动力。后又相继研制了涡喷13F发动机?涡喷13FⅠ型发动机以及涡喷13AⅡ和涡喷13B等型号。值得一提的是涡喷13B发动机，该发动机的各方面性能都是涡喷13系列中性能最好的，主要是在压气机?机匣?涡轮叶片及加力燃烧室上作了重大的改进，发动机的加力推力提高到了68．6千牛，耗油率则下降了2．5%，达到了当初的设计目标。

“昆仑”发动机（如下图）是我国第一种完全自行设计?研制的国产涡喷发动机，具有完全的“自主知识产权”，其所使用的技术?材料?工艺等完全立足国内。“昆仑”发动机的研制有几分偶然因素在内，最终能有今天的这个结果非常不易。1984年，上级下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务。1987年正式立项，开始进入原型机的研制阶段。而此时恰逢我国颁布了“全新的发动机通用规范”，上级要求“昆仑”发动机的研制要全面贯彻新的国军标，这使“昆仑”发动机研制进度大大拖慢。“昆仑”发动机的地面试车过程中曾先后出现过高压涡轮叶片折断?高压压气机和低压压气机叶片断裂?发动机管路渗漏油?空中润滑油消耗量过大?舱壁温度过高等问题，而在装机试飞中又出现了部分加力脉冲?加力点火成功率低?高空大速度喘振停车?高空小速度切断加力停车等各种重大技术问题。公司技术人员经过近一年多的攻关，将出现的所有技术问题都圆满解决了，研制工作也顺利进入了最后阶段，最后在2001年12月通过了国家测试，于2002年正式设计定型，历经18年的时间。后来，我国又先后推出“昆仑”Ⅰ?“昆仑”Ⅱ型发动机。尤其是“昆仑”Ⅱ型发动机，其最大推力和加力推力分别比“昆仑”型发动机提高到了53．9千牛和76．4千牛，最大推力和加力推力时的耗油率则下降到0．093千克/牛“小时和0．18千克/牛”小时，推重比为7。由于“昆仑”Ⅱ型发动机的安装方式和外形尺寸与我国大量在役的涡喷7?涡喷13系列发动机基本相同，具有很好的互换性，因此可以很方便地安装到现役各型歼-7?歼-8飞机上，从而使这两种飞机的性能有了一个跨越式的提高，极大地提高了我海空军航空兵的空中作战能力。三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因

关于我国现代航空发动机的性能水平，1989年原航空工业部高推预研办公室与北京航空航天大学管理学院曾进行过定量分析，在修正了美国兰德公司Birkler的TOA模型并发展了中国航空发动机的TOA模型后，用它对我国已获得的和将发展的航空发动机性能水平进行了分析和预测，分析认为，当时我国可获得的航空发动机性能水平与美国的差距约为20年，到2000年这个差距约为25年。在过去的30几年中，我国可获得的航空发动机性能水平提高的平均速度仅为美国的55%，若不采取恰当措施，差距会越来越大。有文献对我国现役航空发动机的主要参数与航空发达国空家进行了对比，认为到2005年我们比发达国家落后20年左右。因此可以认为，我国航空动力的总体技术水平比发达国家落后25～30年。

我国在航空发动机发展中所遇到的问题和造成落后现状的原因是多方面的。在航空界从领导到广大从业人员对航空发动机在整个航空发展中的地位、作用和重要性及“振兴航空，动力先行”的口号已有共识;有权威的飞机专家也都认为“应把发动机发展放在航空的首位”;中央领导也指示“要像抓两弹那样把涡扇发动机搞上去。”对新研制航空发动机，技术难度大、投资费用高和研制周期长等特点，也都有深刻的认识。作为一个航空发动机科技工作者，当然对其当前的落后状态非常焦急和优虑，对其落后的原因经常不断地进行了多年的思考.我认为:我国航空发动机发展落后的关键问题和根本原因是管理。现将对此问题的思考和看法论述如下:(一)航空航天发展对我们的启示

当前航空落后于航天，发动机又落后于飞机，这是客观的事实。为什么航空发动机会落后呢?只要简单对比一下:航天是先研制发展型号而带动工厂生产，而航空是先仿制生产，工厂只管批生产;航天是研究、设计、试验、生产一体化，统一领导管理，航空的发动机设计在研究所与生产工厂是两个独立的(各自为的)组织领导系统。总之，航天是走了自立更生、自我发展、自行研制的道路和有一个完整、协调、统一的符合新机研制的组织管理系统。如果从发展历史看，航空比航天起步还早，航空发动机起始的技术基础也比航天好。所以，这不是个技术问题，而是一个管理问题。

其实，在航空系统也有值得思考和总结的事例。(1)贵州航空发动机研究所无论在技术力量、试验设备和设计经验等方面，都无法与国内的发动机老研究所和大的研究所相比，但该所能不断改进改型，研制成16个型别，改进发展成两个系列发动机，保证了国内歼击机发动机和空海军急需的装备，并出口创汇。深思其根本主要的原因，是从实际出发，遵循了“量力而行，有所作为，循序渐进，发展产品”的设计思想和“厂所结合，公司统一领导”的管理体制。(2)成都飞机公司，多年来改进发展的歼七系列，成为国内主战歼击机并出口创汇，也不能说成飞公司在同行业中技术力量最强，而最重要的是该公司实行了设计、试验、生产一体化的组织领导体制。(3)1984年4月航空工业部实现了两型新机首飞成

功，并能按计划完成了两机定型，主要原因是按系统工程严格科学管理、加强统一领导和组织协调了各分系统。这些事例进一步说明:新机研制发展，技术是很重要的、必要的，但关键是管理。

(二)管理理论给我们提供了依据 世界各国普遍的经验证明:在现代化进程中，资金、技术和管理是三大关键，而管理又处在核心的地位，即管理是现代化关键的关键。美国近代管理学家杜克洛指出:“促进现代社会文明的三根支柱是管理、科学和技术，而管理是促成社会经济技术发展最关键的因素”。人们常说，不论是一项工程还是一个企业的成功是“三分技术，七分管理”。这里不是说笠技术不重要”，只是要强调，技术很重要，而管理更重要。那么，究竟什么是管理?管理的理论是一门科学，是一软科学，管理的实践也是一门艺术:“管理”一词在《管理学》中的定义是:“管理是通过计划、组织、控制、激励和领导等环节，来协调人力、物力和财力等资源，以期更好地达成组织目标的过程”。这里所讲的计划、组织、控制、激励和领导等是管理的五大基本职能，这对航空发动机发展至关重要

(三)过去实践中的问题值得总结

回顾过去航空发动机发展中，新机研制未能最终成功，都不是因为技术问题，而是与执行上述管理职能中的失误有关。

计划职能是根据预测结果和实际需要建立目标，实际需要是制定计划的依据，正确的需要是新机发展研制成功的前提。如当年研制喷发一1A，既没有进行科学预测，更没有掌握空军的实际需要，最终，因空军不用，而停止研制。这正说明计划这一管理职能的重要性。

组织职能是指为实施计划而建立的组织结构和为实现目标而进行的组织过程。我国的发动机设计研究所是学习苏联设计局(O.K.E)的模式，但又未学全学好，只能设计、试验而无工厂保证试制;其实前苏联的发动机设计局也都进行了组织结构重组，改组为航空发动机科研生产联合体;我国航空发动机的管理体制仍然是组织分散，厂所分离，甚至相互对立，或者是有名无实的联合;因而新机是不会更好、更快研制成功的。近年来，为了企业的生存和发展，美国波音和麦道尔公司的合并;德国航空航天工业机构合并，组织结构重组也很成功。这都说明组织这一管理职能的重要性。

领导职能主要是决策和用人，任何事如决策错误，一开始就错了，一切都错了。如决定研制高指标的814号发动机，这种当时接近国际水平、完全脱离我国实际的决策，不仅浪费了人力、物力、财力和时间，最终不得不停止研制;而且也使红旗2号发动机研制半途而废。又如引进斯贝发动机仿制，既无明确的使用对象，又把技术引进与自行研制分割开并对立起来，致使涡扇一6研制失去更好地借鉴斯贝新技术的机会。以上问题，是由于我国没有科学决策机制而造成的。所以说决策科学化是新机发展研制成功的根本。

综上所述，严格的科学管理是航空发动机发展、研制成功的关键，没有科学管理则是其失败的根源。

四 对我国航空发动机发展的浅见

(一)制订航空发动机发展战略

航空发动机发展关系到整个航空发展的全局.其发展战略即是一定时期内航空发动机发展全局性的方针任务及主要目标。目前世界航空大国都在实施航空发动机研究和发展计划，针对我国的落后现状，首先，必须制定出我国航空发动机发展战略，为今后实施提供依据。(二)建立专门决策机构，严格遵循决策程序

专门的决策机构是科学决策的组织保证，它必须由专职的各方面专家和有关领导组成，并要有明确的责任制度。决策程序是决策科学化的重要措施，它从制度上规定了论证、评审和决策的方法和过程，杜绝行政首长意志的干扰。因决策失误，导致新机研制半途而废、无限延期、最终失败或严重浪费，在国内外都不乏其例。为避免“一着失误，全盘皆输”的恶果，必须加强决策科学化。

(三)确立实事求是的设计原则和指导思想

新机研制正确的设计思想首先要处理好先进性与现实性的关系。因设计思想片面迫求，在新机方案竞争遭到失败或最终研制失败的事例，在国内外都不胜枚举。法国和前苏联在技术储备和实力上都不如美国，但是他们都设计研制了先进的飞机和发动机。法国达索公司和SNECMA公司在新机设计上都遵循了“渐改法”的原则;原苏联在新机设计中都贯彻了“简单实用”的原则。对我国来说，技术经济实力更差，法国和前苏联的设计原则和思想，是非常值得我们借鉴的。

(四)改革现行的组织结构和管理体制

不论西方航空发达国家，还是前苏联或俄罗斯.他们都是航空发动机研究、设计、试验、试制和生产一体化的组织管理体制—公司或联合体;而我国是分散的、分离的、分割的。实践证明:只有设计研究与试制生产单位组成一个整体，有共同的利益、共同011事业和共同的目标，才能更好、更快地研制出新机。不仅要厂所结合，而且要“厂所一体，公司统一领导”，才是航空发动机发展和新机研制的组织保证。

(五)树立竞争观念，强化竞争机制，实施多方案竞争

竞争是推动经济和技术发展的动力，能激发和挖掘创新的积极性和潜能，国外正反两方面的经验证明，强化竞争，优选方案是确保成功实施新机研制的重要途径和行之有效的方法。西方航空发达国家是靠竞争机制，前苏联之所以成为军用航空大国，也是由于采取竞争择优机制和竞争的激励作用。我国航空至今还是政府指令，例如歼八11飞机改型选择动力装置，如果采用多方案竞争择优机制，可以断言，会使飞机早日成功并能节约大量研制费用。这也说明，竞争机制无疑是加速我国航空发动机发展的必由之路。

(六)运用系统工程的原理与方法，进行组织管理

系统工程是一门实现系统最优化的科学，是组织管理的科学方法。我国著名科学家钱学森在《组织管理的技术—系统工程》一文中指出“系统工程学则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。”航空推进系统的研制和发展是一项复杂的系统工程，虽然是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统。运用系统工程必然会更有效地推动和加速航空发动机的研制和发展。

(七)抓住机遇、加快预研，加强技术基础的建设 在当前航空发动机技术加速发展的形势下，我们应抓住机遇，尽力引进国外先进技术，但必须坚持自力更生发展我国航空发动机特别是军用发动机的国策。如法国二战后航空技术基础被彻底破坏，但它坚持独立自主发展军用航空发动机作为国策，宁愿本国发动机性能差些，也绝不依靠别国先进的发动机。这种指导思想和自立自强精神.非常值得我们学习。为此，必须加快航空发动机预研发展，加强其技术基础建设。考虑到我国实际及原有基础。设计研制新机，在积极引进英、美的先进技术同时，目前还是以俄罗斯的先进发动机为参考基础，可能会更快更稳妥地发展我国的航空发动机。

（八）发扬创新精神，加强技术队伍的建设

航空发动机发展，归根到底是靠一支高水平的、有进取精神和创新能力的技术队伍。管理的核心是管理人，对人不仅要“管”，更重要的是“理”，即理顺关系、理解人的心理，尊重人的创造。只要人的积极性、主动性和创造性被调动和发挥出来，航空发动机的研制发展，就会出现奇迹。当然，由于航空基层所在地理位置等客观环境条件，不仅要不断提高这支队伍，还要采取有效措施稳定住这支技术队伍。

以上所述，均属管理范畴的意见，为了航空发动机发展，供商榷探讨。笔者认为:上述的意见和问题得不到解决或有效的落实，没有科学管理:特别是组织管理现状不改变，即使国家给再多的投资，引进再多新技术，也研制不出先进的新发动机;即使研制出来，也是耗费几倍不该拖延的时间周期，待研制出来或取得成果，已经大大落后而无人采用了。总之，航空发动机发展的关键和核心问题是管理，这是一个值得认真思考和必须解决的问题。

参考文献

[1] 陈光.现代航空发动机发展与分析.北航动力系.1995年

[2]陈大光.未来先进飞机推进系统技术发展的新特点.北航动力系.1994年

[31温俊峰试论发动机发展的“渐改法”，贵州航空发动机研究所.1986年

[4]方昌德.2020年航空发动机技术发展预测，航空信息研究报告.1998年

[5]郭洪.国外军用飞机研制决策与管理成败实例研究航空信息 研究报告.1998年

[6]徐国华.管理学.清华大学出版社，1989年

[7]吴昊.韩新伟《航空科学技术》

第三篇：网络安全技术研究论文.

网络安全技术研究论文

摘要:网络安全保护是一个过程,近年来,以Internet为标志的计算机网络协议、标准和应用技术的发展异常迅速。但Internet恰似一把锋利的双刃剑,它在为人们带来便利的同时,也为计算机病毒和计算机犯罪提供了土壤,针对系统、网络协议及数据库等,无论是其自身的设计缺陷,还是由于人为的因素产生的各种安全漏洞,都可能被一些另有图谋的黑客所利用并发起攻击,因此建立有效的网络安全防范体系就更为迫切。若要保证网络安全、可靠,则必须熟知黑客网络攻击的一般过程。只有这样方可在黒客攻击前做好必要的防备,从而确保网络运行的安全和可靠。

本文从网络安全、面临威胁、病毒程序、病毒防治安全管理等几个方面,联合实例进行安全技术浅析。并从几方面讲了具体的防范措施,让读者有全面的网络认识,在对待网络威胁时有充足的准备。

关键词:网络安全面临威胁病毒程序病毒防治

一、网络安全

由于互联网络的发展,整个世界经济正在迅速地融为一体,而整个国家犹如一部巨大的网络机器。计算机网络已经成为国家的经济基础和命脉。计算机网络在经济和生活的各个领域正在迅速普及,整个社会对网络的依赖程度越来越大。众多的企业、组织、政府部门与机构都在组建和发展自己的网络,并连接到Internet上,以充分共享、利用网络的信息和资源。网络已经成为社会和经济发展的强大动力,其地位越来越重要。伴随着网络的发展,也产生了各种各样的问题,其中安全问题尤为突出。了解网络面临的各种威胁,防范和消除这些威胁,实现真正的网络安全已经成了网络发展中最重要的事情。

网络安全问题已成为信息时代人类共同面临的挑战,国内的网络安全问题也日益突出。具体表现为:计算机系统受病毒感染和破坏的情况相当严重;电脑黑客活动已形成重要威胁;信息基础设施面临网络安全的挑战;信息系统在预测、反应、防范和恢复能力方面存在许多薄弱环节;网络政治颠覆活动频繁。

随着信息化进程的深入和互联网的迅速发展,人们的工作、学习和生活方式正在发生巨大变化,效率大为提高,信息资源得到最大程度的共享。但必须看到,紧随信息化发展而来的网络安全问题日渐凸出,如果不很好地解决这个问题,必将阻碍信息化发展的进程。

二、面临威胁 1.黑客的攻击

黑客对于大家来说,不再是一个高深莫测的人物,黑客技术逐渐被越来越多的人掌握和发展,目前,世界上有20多万个黑客网站,这些站点都介绍一些攻击方法和攻击软件的使用以及系统的一些漏洞,因而系统、站点遭受攻击的可能性就变大了。尤其是现在还缺乏针对网络犯罪卓有成效的反击和跟踪手段,使得黑客攻击的隐蔽性好,“杀伤力”强,是网络安全的主要威胁。

2.管理的欠缺

网络系统的严格管理是企业、机构及用户免受攻击的重要措施。事实上,很多企业、机构及用户的网站或系统都疏于这方面的管理。据IT界企业团体ITAA 的调查显示,美国90%的IT企业对黑客攻击准备不足。目前,美国75%-85%的网站都抵挡不住黑客的攻击,约有75%的企业网上信息失窃,其中25%的企业损失在25万美元以上。

3.网络的缺陷

因特网的共享性和开放性使网上信息安全存在先天不足,因为其赖以生存的TCP/IP协议簇,缺乏相应的安全机制,而且因特网最初的设计考虑是该网不会因局部故障而影响信息的传输,基本没有考虑安全问题,因此它在安全可靠、服务质量、带宽和方便性等方面存在着不适应性。

4.软件的漏洞或“后门”

随着软件系统规模的不断增大,系统中的安全漏洞或“后门”也不可避免的存在,比如我们常用的操作系统,无论是Windows还是UNIX几乎都存在或多或少的安全漏洞,众多的各类服务器、浏览器、一些桌面软件等等都被发现过存在安全隐患。大家熟悉的尼母达,中国黑客等病毒都是利用微软系统的漏洞给企业造成巨大损失,可以说任何一个软件系统都可能会因为程序员的一个疏忽、设计中的一个缺陷等原因而存在漏洞,这也是网络安全的主要威胁之一。

5.企业网络内部

网络内部用户的误操作,资源滥用和恶意行为防不胜防,再完善的防火墙也无法抵御来自网络内部的攻击,也无法对网络内部的滥用做出反应。

网络环境的复杂性、多变性,以及信息系统的脆弱性,决定了网络安全威胁的客观存在。我国日益开放并融入世界,但加强安全监管和建立保护屏障不可或缺。目前我国政府、相关部门和有识之士都把网络监管提到新的高度,衷心希望在不久的将来,我国信息安全工作能跟随信息化发展,上一个新台阶。

三、计算机病毒程序及其防治

计算机网络数据库中存储了大量的数据信息,尤其是当前的电子商务行业 中,网络已经成为其存贮商业机密的常用工具。经济学家曾就“网络与经济”这一话题展开研究,70%的企业都在采取网络化交易模式,当网络信息数据丢失后带来的经济损失无可估量。

1、病毒查杀。这是当前广大网络用户们采取的最普遍策略,其主要借助于各种形式的防毒、杀毒软件定期查杀,及时清扫网络中存在的安全问题。考虑到病毒危害大、传播快、感染多等特点,对于计算机网络的攻击危害严重,做好软件升级、更新则是不可缺少的日常防范措施。

2、数据加密。计算机技术的不断发展使得数据加技术得到了更多的研究,当前主要的加密措施有线路加密、端与端加密等,各种加密形式都具备自己独特的运用功能,用户们只需结合自己的需要选择加密措施,则能够发挥出预期的防范效果。

3、分段处理。“分段”的本质含义则是“分层次、分时间、分种类”而采取的安全防御策略,其最大的优势则是从安全隐患源头开始对网络风险实施防范,中心交换机具备优越的访问控制功能及三层交换功能,这是当前分段技术使用的最大优势,可有效除去带有病毒文件的传播。

例如熊猫烧香病毒给我们带来了很大的冲击,它是一种经过多次变种的蠕虫病毒变种,2006年10月16日由25岁的中国湖北武汉新洲区人李俊编写,2007年1月初肆虐网络,它主要通过下载的档案传染。对计算机程序、系统破坏严重。熊猫烧香其实是一种蠕虫病毒的变种,而且是经过多次变种而来的,由于中毒电脑的可执行文件会出现“熊猫烧香”图案,所以也被称为“熊猫烧香”病毒。但原病毒只会对EXE图标进行替换,并不会对系统本身进行破坏。而大多数是中的病毒变种,用户电脑中毒后可能会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。同时,该病毒的某些变种可以通过局域网进行传播,进而感染局域网内所有计算机系统,最终导致企业局域网瘫痪,无法正常使用,它能感染系统中exe,com,pif,src,html,asp等文件,它还能终止大量的反病毒软件进程并且会删除扩展名为gho的文件,该文件是一系统备份工具GHOST的备份文件,使用户的系统备份文件丢失。被感染的用户系统中所有.exe可执行文件全部被改成熊猫举着三根香的模样。除了通过网站带毒感染用户之外,此病毒还会在局域网中传播,在极短时间之内就可以感染几千台计算机,严重时可以导致网络瘫痪。中毒电脑上会出现“熊猫烧香”图案,所以也被称为“熊猫烧香”病毒。中毒电脑会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。病毒危害病毒会删除扩展名为gho的文件,使用户无法使用ghost软件恢复操作系统。“熊猫烧香”感染系统的.exe.com.f.src.html.asp文件,添加病毒网址,导致用户一打开这些网页文件,IE就会自动连接到指定的病毒网址中下载病毒。在硬盘各个分区下生成文件autorun.inf和setup.exe,可以通过U盘和移动硬盘等方式进行传播，并且利用Windows系统的自动播放功能来运行,搜索硬盘中的.exe可执行文件并感染,感染后的文件图标变成“熊猫烧香”图案。“熊猫烧

香”还可以通过共享文件夹、系统弱口令等多种方式进行传播。该病毒会在中毒电脑中所有的网页文件尾部添加病毒代码。一些网站编辑人员的电脑如果被该病毒感染,上传网页到网站后,就会导致用户浏览这些网站时也被病毒感染。

由于这些网站的浏览量非常大,致使“熊猫烧香”病毒的感染范围非常广,中毒企业和政府机构已经超过千家,其中不乏金融、税务、能源等关系到国计民生的重要单位。总之,计算机网络系统的安全管理和维护工作不是一朝一夕的事情,而是一项长期的工作,要做好这项工作,需要我们不断总结经验,学习新知识,引入先进的网络安全设备和技术,确保网络的高效安全运行。

参考文献: [1] 施威铭工作室.网络概论.北京: 中国铁道出版社.2003 [2] 高传善, 曹袖.数据通信与计算机网络.北京:高等教育出版社.2004.11 [3] 郭秋萍.计算机网络实用教程.北京航空航天大学出版社 [4] 蔡开裕.计算机网络.北京:机械工业出版社

第四篇：典型的网络故障分析、检测与排除

典型的网络故障分析、检测与排除

摘要：

网络故障极为普遍，故障种类也十分繁杂。如果把网络故障的常见故障进行归类查找，那么无疑能够迅速而准确的查找故障根源，解决网络故障。文章主要就网络常见故障的分类诊断及排除进行了阐述。根据网络故障的性质把网络故障分为物理故障与逻辑故障。其物理故障也就是网络设备的故障。其逻辑故障是网络中配置管理的错误。也可根据网络故障的对象把网络故障分为线路故障、路由故障和主机故障。本文主要介绍路由器故障、配置故障、及连接故障的诊断与排除。通过运用工具和方法分析出导致网络故障的主要原因，及解决方法。

关键词：计算机网络，网络故障，分析诊断，物理类故障，逻辑类故障 引言

计算机网络故障是与网络畅通相对应的一个概念，计算机网络故障主要是指计算机无法实现联网或者无法实现全部联网。引起计算机网络故障的因素多种多样但总的来说可以分为物理故障与逻辑故障，或硬件故障与软件故障。采取有效的故障防预措施网络故障目前已经成为影响计算机网络使用稳定性的重要因素之一，加强对计算机网络故障的分析和网络维护已经成为网络用户经常性的工作之一。及时进行网络故障分析和网络维护也已经成为保障网络稳定性的重要方式方法。本文从实际出发，即工作中遇到的网络故障，描述了通过运用网络知识进行故障排除。按照故障现象—>故障分析-->故障解决的研究路线阐述了如何在实际中排除网络故障，及其在网络安全的应用中的重要性。

本文着重讲解了网络故障的排除方法，通过运用解决问题的策略与排除故障的思路在故障现场很快的检测出是属于哪种故障然后再基于故障提出方案给予解决。正文：

一、网络故障

（一）物理类故障

物理故障，是指设备或线路损坏、插头松动、线路受到严重电磁干扰等情况。比如说，网络中某条线路突然中断，这时网络管理人员从监控界面上发现该线路流量突然掉下来或系统弹出报警界面，这时首先用ping检查线路在网络管理中心这端的端口是否连通，如果不连通，则检查端口插头是否松动，如果松动则插紧，再用ping检查，如果连通如故障解决。这时须把故障的特征及其解决步骤详细记录下来。也有可能是线路远离网络管理中心的那端插头松动，则需要通知对方进行解决。

另一种常见的物理故障就是网络插头误接。这种情况经常是没有搞清网络插头规范或没有弄清网络拓扑规划的情况下导致的。比如说网络插头都有一些规范，只有搞清网线中每根线的颜色和意义，才能做出符合规范的插头，否则就会导致网络连接出错。

另一种情况，比如两个路由器直接连接，这时应该让一台路由器的出口连接另一路由器的入口，而这台路由器的入口连接另一路由器的出口才行，这时制作的网线就应该满足这一特性，否则也会导致网络误解。不过像这种网络连接故障显得很隐蔽，要诊断这种故障没有什么特别好的工具，只有依靠经验丰富的网络管理人员了。1.线路故障

在日常网络维护中，线路故障的发生率是相当高的，约占发生故障的70％。线路故障通常包括线路损坏及线路受到严重电磁干扰。

排查方法：假如是短距离的范围内，判定网线好坏简单的方法是将该网络线一端插入一台确定能够正常连入局域网的主机的RJ45插座内，另一端插入确定正常的HUB端口，然后从主机的一端Ping线路另一端的主机或路由器，根据通断来判定即可。假如线路稍长，或者网线不方便调动，就用网线测试器测量网线的好坏。假如线路很长，比如由邮电部门等供给商提供的，就需通知线路提供商检查线路，看是否线路中间被切断。对于是否存在严重电磁干扰的排查，我们可以用屏蔽较强的屏蔽线在该段网路上进行通信测试，假如通信正常，则表明存在电磁干扰，注重远离如高压电线等电磁场较强的物件。假如同样不正常，则应排除线路故障而考虑其他原因。2.端口故障

端口故障通常包括插头松动和端口本身的物理故障。排查方法：此类故障通常会影响到与其直接相连的其他设备的信号灯。因为信号灯比较直观，所以可以通过信号灯的状态大致判定出故障的发生范围和可能原因。也可以尝试使用其它端口看能否连接正常。3.主机物理故障

网卡故障，笔者把其也归为主机物理故障，因为网卡多装在主机内，靠主机完成配置和通信，即可以看作网络终端。此类故障通常包括网卡松动，网卡物理故障，主机的网卡插槽故障和主机本身故障。

排查方法：对于网卡松动、主机的网卡插槽故障最好的解决办法是更换网卡插槽。对于网卡物理故障的情况，如若上述更换插槽始终不能解决问题的话，就拿到其他正常工作的主机上测试网卡，如若仍无法工作，可以认定是网卡物理损坏，更换网卡即可。

网络硬件故障的分析与诊断方法

网络中的硬件故障比较复杂，现就日常工作中常见的网络连线问题和网卡问题来进行探讨。如，网线至交换机或集线器之间的故障分析与诊断方法，故障诊断：通过看网卡指示灯集线器指示灯。首先，检查网线是否插好；其次，若有数台工作站同时出现网络故障，则有可能是连接这些计算机的交换机或集线器出故障。如，网卡故障，故障分析：这是最常发生的问题。如网卡设置错误，网卡在安装过程中是否正确地设置中断号，I/0端口地址，驱动程序是否出错，网卡是否出故障等。

（二）逻辑类故障

逻辑故障中的最常见情况是配置错误，也就是指因为网络设备的配置错误而导致的网络异常或故障。

1、一些重要进程或端口关闭

一些有关网络连接数据参数得重要进程或端口受系统或病毒影响而导致意外关闭。比如，路由器的SNMP进程意外关闭，这时网络治理系统将不能从路由器中采集到任何数据，因此网络治理系统失去了对该路由器的控制。或者线路中断，没有流量。排查方法：用Ping线路近端的端口看是否能Ping通，Ping不通时检查该端口是否处于down的状态，若是说明该端口已经给关闭了，因而导致故障。这时只需重新启动该端口，就可以恢复线路的连通。

2、主机逻辑故障

主机逻辑故障所造成网络故障率是较高的，通常包括网卡的驱动程序安装不当、网卡设备有冲突、主机的网络地址参数设置不当、主机网络协议或服务安装不当和主机安全性故障等。

（1）网卡的驱动程序安装不当。网卡的驱动程序安装不当，包括网卡驱动未安装或安装了错误的驱动出现不兼容，都会导致网卡无法正常工作。

排查方法：在设备治理器窗口中，检查网卡选项，看是否驱动安装正常，若网卡型号前标示出现“！”或“X”，表明此时网卡无法正常工作。解决方法很简单，只要找到正确的驱动程序重新安装即可。

（2）网卡设备有冲突。网卡设备与主机其它设备有冲突，会导致网卡无法工作。排查方法：磁盘大多附有测试和设置网卡参数的程序，分别查验网卡设置的接头类型、IRQ、I/O端口地址等参数。若有冲突，只要重新设置（有些必须调整跳线），或者更换网卡插槽，让主机认为是新设备重新分配系统资源参数，一般都能使网络恢复正常。

（3）主机的网络地址参数设置不当。主机的网络地址参数设置不当是常见的主机逻辑故障。比如，主机配置的IP地址与其他主机冲突，或IP地址根本就不在于网范围内，这将导致该主机不能连通。

排查方法：查看网络邻居属性中的连接属性窗口，查看TCP/IP选项参数是否符合要求，包括IP地址、子网掩码、网关和DNS参数，进行修复。

（4）主机网络协议或服务安装不当。主机网络协议或服务安装不当也会出现网络无法连通。主机安装的协议必须与网络上的其它主机相一致，否则就会出现协议不匹配，无法正常通信，还有一些服务如“文件和打印机共享服务”，不安装会使自身无法共享资源给其他用户，“网络客户端服务”，不安装会使自身无法访问网络其他用户提供的共享资源。再比如E-mail服务器设置不当导致不能收发E-mail，或者域名服务器设置不当将导致不能解析域名等。排查方法：在网上邻居属性或在本地连接属性窗口查看所安装的协议是否与其他主机是相一致的，如TCP/IP协议，NetBEUI协议和IPX/SPX兼容协议等。其次查看主机所提供的服务的相应服务程序是否已安装，假如未安装或未选中，请注重安装和选中之。注重有时需要重新启动电脑，服务方可正常工作。典型案例：

（1）计算机在局域网中能看到其他计算机，可就是上不了网。计算机的设置和其它计算机一样，网关、DNS服务器地址、IP地址设置都正确，网卡也没有故障。

故障分析：既然可以在网络中看到其它计算机，说明网络连接和网络协议的安装是正确的。如果确认IP地址信息设置无误，可以试着PING一下网络内的其他计算机、默认网关、外部WEB网站的IP地址和DNS。

①如果PING不通网络内的计算机，说明IP地址信息设置有问题，或者没有正确安装TCP/IP协议。

②如果PING不通默认网关，说明IP地址信息中有关默认网关的设置是错误的，应当认真检查该项设置。

③如果PING不通外部WEB网站的IP地址（要先使用连接正常的计算机进行测试，确认可以PING通该IP地址），说明IP地址信息中默认网关的设置是错误的，或者没有安装代理服务器软件，或者在代理服务器或宽带路口上作了限制，不允许该IP地址或MAC地址访问网络。

④如果以上PING测试全部通过，仍然无法访问WEB网站，查看Internet Explorer 的局域网设置。依次选择“工具”—“Internet选项”—“连接”—“局域网设置”命令，取消“自动检测设置”复选框。如果采用宽带路由器，或者ICS、SyGate等网关类代理服务器共享Internet连接，取消选中“为LAN设置代理服务器”复选框。如果使用WinGate作为代理服务器，则应当选中该复选框，并输入代理服务器的IP地址及使用的端口号。

（5）主机安全性故障。主机故障的另一种可能是主机安全故障。通常包括主机资源被盗、主机被黑客控制、主机系统不稳定等。

排查方法：主机资源被盗，主机没有控制其上的finger，RPC，rlogin等服务。攻击者可以通过这些进程的正常服务或漏洞攻击该主机，甚至得到管理员权限，进而对磁盘所有内容有任意复制和修改的权限。还需注重的是，不要轻易的共享本机硬盘，因为这将导致恶意攻击者非法利用该主机的资源。（6）网络配置故障的分析与诊断

故障分析：网络配置故障就是由网络中的各项配置不当而产生的故障。它是一种较复杂的现象，不但要检查服务器的各项配置、工作站的各项配置，还要根据出现的错误信息和现象查出原因。如，域名、计算机名和地址故障的分析与诊断。故障分析：在实际工作中经常会出现在“网上邻居”中看不到其它计算机或只能看到部分计算机，无法找到指定的计算机等现象。故障诊断：检查网络中每个域、每台计算机的名称是否唯一；检查网络中的计算机名是否和域名或工作组名重复，使用TCP/IP时，检查分配给网络适配器的IP地址有无重复。在如协议故障的分析与诊断，故障分析：确认您所使用的协议与网络上其它计算机使用的协议相同。否则，将看不到网络上其它计算机。在配置和使用TCP/IP协议时的主要问题是IP地址、子网掩码和路由问题。IP地址的分配复杂，分配不好，容易造成网络混乱。计算机无法上网故障排除案例

首先要分别确定此计算机的网卡安装是否正确，是否存在硬件故障，网络配置是否正确，在实际工作中，我们一般采用Ping本机的回送地址(127.0.0.1)来判断网卡硬件安装和TCP/IP协议的正确性。如果能Ping通，即说明这部分没有问题。如果出现超时情况，则要检查计算机的网卡是否与机器上的其它设备存在中断冲突的问题。通过查看系统属性中的设备管理器，查看是否在网络适配器的设备前面有黄色惊叹号或红色叉号，如有则说明硬件的驱动程序没有安装成功，可删除后重新安装。另外，要确保TCP/IP协议安装的正确性，并且要绑定在你所安装的网卡上。如果重新安装后还是Ping不通回送地址，最好换上一块正常的网卡试一试。如果在局域网中划分了VLAN，那么连在不同VLAN中的计算机都有各自不同的IP地址、子网掩码和网关。要在机器的网络属性中设定的IP地址等数据与连接的VLAN相匹配，否则将出现网络不通的情况。当确保了计算机的硬件设备和网络配置正确后，接着就要查看计算机与交换机之间的双绞线，交换机的RJ45端口或交换机的配置是否有问题。此时我们要Ping上网计算机所在VLAN的网关，不通的话就要分段检查上面所说的各项。

最简单的方法是检查双绞线，用线缆测试仪检测双绞线是否断开。双绞线没有问题，就要查看交换机的端口是否坏了。交换机的参数配置表也是网络管理员必备的资料之一，并且随着网络用户的变化要不断地修改，检测到此，如果端口指示灯不亮，就只能是端口损坏了，可以把跳线接到正常使用的端口上排除其它原因。

主机被黑客控制，会导致主机不受操纵者控制。通常是由于主机被安置了后门程序所致。发现此类故障一般比较困难，一般可以通过监视主机的流量、扫描主机端口和服务、安装防火墙和加补系统补丁来防止可能的漏洞。

主机系统不稳定，往往也是由于黑客的恶意攻击，或者主机感染病毒造成。通过杀毒软件进行查杀病毒，排除病毒的可能。或重新安装操作系统，并安装最新的操作系统的补丁程序和防火墙、防黑客软件和服务来防止可能的漏洞的产生所造成的恶性攻击。

逻辑链路故障诊断应用最多的工具，大多还是Windows内置的一些工具。其中，使用使用频率最高的就是PING 命令、Tracert命令和 ipconfig了。

Ping 命令主要用于测试是否发生逻辑链路故障，以及定位链路故障的位置。使用Ping 命令基本可以判断故障是发生在本地计算机，还是发生在接入交换机；是发生在汇聚交换机，还是发生在核心交换机。

Tracert命令主要用于追踪路由，多用于比较复杂的网络结构中，可以大致定位故障发生的路由或三层设备。

IPCONFIG 命令则主要用于显示本地计算机的IP地址信息，可以查看IP地址信息设置是否正确无误。

二、交换机故障

（一）硬件故障

硬件故障主要指交换机电源、背板、模块、端口等部件的故障，可以分为以下几类。

1、电源故障：

由于外部供电不稳定，或者电源线路老化或者雷击等原因导致电源损坏或者风扇停止，从而不能正常工作。由于电源缘故而导致机内其他部件损坏的事情也经常发生。

如果面板上的POWER指示灯是绿色的，就表示是正常的；如果该指示灯灭了，则说明交换机没有正常供电。这类问题很容易发现，也很容易解决，同时也是最容易预防的。针对这类故障，首先应该做好外部电源的供应工作，一般通过引入独立的电力线来提供独立的电源，并添加稳压器来避免瞬间高压或低压现象。如果条件允许，可以添加UPS（不间断电源）来保证交换机的正常供电，有的UPS提供稳压功能，而有的没有，选择时要注意。在机房内设置专业的避雷措施，来避免雷电对交换机的伤害。现在有很多做避雷工程的专业公司，实施网络布线时可以考虑。

2、端口故障：

这是最常见的硬件故障，无论是光纤端口还是双绞线的RJ-45端口，在插拔接头时一定要小心。如果不小心把光纤插头弄脏，可能导致光纤端口污染而不能正常通信。我们经常看到很多人喜欢带电插拔接头，理论上讲是可以的，但是这样也无意中增加了端口的故障发生率。在搬运时不小心，也可能导致端口物理损坏。如果购买的水晶头尺寸偏大，插入交换机时，也容易破坏端口。此外，如果接在端口上的双绞线有一段暴露在室外，万一这根电缆被雷电击中，就会导致所连交换机端口被击坏，或者造成更加不可预料的损伤。

一般情况下，端口故障是某一个或者几个端口损坏。所以，在排除了端口所连计算机的故障后，可以通过更换所连端口，来判断其是否损坏。遇到此类故障，可以在电源关闭后，用酒精棉球清洗端口。如果端口确实被损坏，那就只能更换端口了。（3）模块故障：

交换机是由很多模块组成，比如：堆叠模块、管理模块（也叫控制模块）、扩展模块等。这些模块发生故障的机率很小，不过一旦出现问题，就会遭受巨大的经济损失。如果插拔模块时不小心，或者搬运交换机时受到碰撞，或者电源不稳定等情况，都可能导致此类故障的发生。

当然上面提到的这3个模块都有外部接口，比较容易辨认，有的还可以通过模块上的指示灯来辨别故障。比如：堆叠模块上有一个扁平的梯形端口，或者有的交换机上是一个类似于USB的接口。管理模块上有一个CONSOLE口，用于和网管计算机建立连接，方便管理。如果扩展模块是光纤连接的话，会有一对光纤接口。

在排除此类故障时，首先确保交换机及模块的电源正常供应，然后检查各个模块是否插在正确的位置上，最后检查连接模块的线缆是否正常。在连接管理模块时，还要考虑它是否采用规定的连接速率，是否有奇偶校验，是否有数据流控制等因素。连接扩展模块时，需要检查是否匹配通信模式，比如：使用全双工模式还是半双工模式。当然如果确认模块有故障，解决的方法只有一个，那就是应当立即联系供应商给以更换。（4）背板故障：

交换机的各个模块都是接插在背板上的。如果环境潮湿，电路板受潮短路，或者元器件因高温、雷击等因素而受损都会造成电路板不能正常工作。比如：散热性能不好或环境温度太高导致机内温度升高，指使元器件烧坏。

在外部电源正常供电的情况下，如果交换机的各个内部模块都不能正常工作，那就可能是背板坏了，遇到这种情况即使是电器维修工程师，恐怕也无计可施，惟一的办法就是更换背板了。（5）线缆故障：

其实这类故障从理论上讲，不属于交换机本身的故障，但在实际使用中，电缆故障经常导致交换机系统或端口不能正常工作，所以这里也把这类故障归入交换机硬件故障。比如接头接插不紧，线缆制作时顺序排列错误或者不规范，线缆连接时应该用交叉线却使用了直连线，光缆中的两根光纤交错连接，错误的线路连接导致网络环路等。

（二）软件故障

交换机的软件故障是指系统及其配置上的故障，它可以分为以下几类。

1、系统错误：

交换机系统是硬件和软件的结合体。在交换机内部有一个可刷新的只读存储器，它保存的是这台交换机所必需的软件系统。这类错误也和我们常见的Windows、Linux一样，由于当时设计的原因，存在一些漏洞，在条件合适时，会导致交换机满载、丢包、错包等情况的发生。所以交换机系统提供了诸如Web、TFTP等方式来下载并更新系统。当然在升级系统时，也有可能发生错误。对于此类问题，我们需要养成经常浏览设备厂商网站的习惯，如果有新的系统推出或者新的补丁，请及时更新。

2、配置不当：

初学者对交换机不熟悉，或者由于各种交换机配置不一样，管理员往往在配置交换机时会出现配置错误。比如VLAN 划分不正确导致网络不通，端口被错误地关闭，交换机和网卡的模式配置不匹配等原因。这类故障有时很难发现，需要一定的经验积累。如果不能确保用户的配置有问题，请先恢复出厂默认配置，然后再一步一步地配置。

3、密码丢失：

这可能是每个管理员都曾经经历过的。一旦忘记密码，都可以通过一定的操作步骤来恢复或者重置系统密码。有的则比较简单，在交换机上按下一个按钮就可以了。而有的则需要通过一定的操作步骤才能解决。

此类情况一般在人为遗忘或者交换机发生故障后导致数据丢失，才会发生。

4、外部因素：

由于病毒或者黑客攻击等情况的存在，有可能某台主机向所连接的端口发送大量不符合封装规则的数据包，造成交换机处理器过分繁忙，致使数据包来不及转发，进而导致缓冲区溢出产生丢包现象。还有一种情况就是广播风暴，它不仅会占用大量的网络带宽，而且还将占用大量的CPU处理时间。网络如果长时间被大量广播数据包所占用，正常的点对通信就无法正常进行，网络速度就会变慢或者瘫痪。一块网卡或者一个端口发生故障，都有可能引发广播风暴。由于交换机只能分割冲突域，而不能分割广播域（在没有划分VLAN 的情况下），所以当广播包的数量占到通信总量的30%时，网络的传输效率就会明显下降。总的来说软件故障应该比硬件故障较难查找，解决问题时，可能不需要花费过多的金钱，而需要较多的时间。最好在平时的工作中养成记录日志的习惯。每当发生故障时，及时做好故障现象记录、故障分析过程、故障解决方案、故障归类总结等工作，以积累自己的经验。比如有时在进行配置时，由于种种原因，当时没有对网络产生影响或者没有发现问题，但也许几天以后问题就会逐渐显现出来。如果有日志记录，就可以联想到是否前几天的配置有错误。由于很多时候都会忽略这一点，以为是在其他方面出现问题，当走了许多弯路之后，才找到问题所在。所以说记录日志及维护信息是非常必要的。故障分析排除

对于同时有一批计算机上不了网的故障，首先要找到这些计算机的共性，如是不是属于同一VLAN或接在同一交换机上的，若这些计算机属于同一VLAN，且属于计算机分别连接于不同的楼层交换机，那么检查一下路由器上是否有acl限制，在路由器上对该VLAN的配置是否正确，路由协议(如我局的OSPF协议)是否配置正确。若这些计算机属于同一交换机，则应到机房检查该交换机是否有电源松落情况，或该交换机CPU负载率是否很高，与上一级网络设备的链路是否正常。通常某交换机连接的所有电脑都不能正常与网内其它电脑通讯，这是典型的交换机死机现象，可以通过重新启动交换机的方法解决。如果重新启动后故障依旧，则检查一下那台交换机连接的所有电脑，看逐个断开连接的每台电脑的情况，慢慢定位到某个故障电脑，会发现多半是某台电脑上的网卡故障导致的。故障通常使交换机的某个端口变得非常缓慢，最后导致整台交换机或整个堆叠慢下来。通过控制台检查交换机的状态，发现交换机的缓冲池增长得非常快，达到了90％或更多。原因及解决方法为：首先应该使用其它电脑更换这个端口上原来的连接，看是否由这个端口连接的那台电脑的网络故障导致的，也可以重新设置出错的端口并重新启动交换机。

三、路由器故障

（一）物理故障

路由器的安装和使用注意事项应该严格按照安装手册进行。安装前应检查安装场所的温湿度、洁净度、静电、干扰、防雷击等要求是否满足；安装后应检查电源的输入电压幅值、频率、中性点的连接及保护地、接地电阻等是否满足要求。

以下是使用路由器需要注意的几点故障：(1)、安装后无法使用

*线路连接问题。如线路阻抗不匹配 线序连接错误、中间传输设备故障。*与其它设备配合有问题。*接口配置问题。*电源或接地不符合要求。

*在安装过程也要考虑模块接口电缆所支持的最大传输长度、最大速率等因素。

(2)、使用过程中发生故障

*电源、接地和防护方面不符合要求，在有电压漂移或雷击时造成器件损坏。*传输线受到干扰。*中间传输设备故障。*环境的温湿度、洁净度、静电等指标超出使用范围。

在故障定位的过程中，可把不必要的相连设备先去掉，缩小故障定位的范围，从而有利于快速准确地定位故障。1． 串口故障排除

串口出现连通性问题时，为了排除串口故障，一般是从show interface serial命令开始，分析它的屏幕输出报告内容，找出问题之所在。串口报告的开始提供了该接口状态和线路协议状态。接口和线路协议的可能组合有以下几种：(1）串口运行、线路协议运行，这是完全的工作条件。该串口和线路协议已经初始化，并正在交换协议的存活信息。

(2）串口运行、线路协议关闭，这个显示说明路由器与提供载波检测信号的设备连接，表明载波信号出现在本地和远程的调制解调器之间，但没有正确交换连接两端的协议存活信息。可能的故障发生在路由器配置问题、调制解调器操作问题、租用线路干扰或远程路由器故障，数字式调制解调器的时钟问题，通过链路连接的两个串口不在同一子网上，都会出现这个报告。

(3)串口和线路协议都关闭，可能是电信部门的线路故障、电缆故障或者是调制解调器故障。

(4）串口管理性关闭和线路协议关闭，这种情况是在接口配置中输入了shutdown命令。通过输入no shutdown命令，打开管理性关闭。接口和线路协议都运行的状况下，虽然串口链路的基本通信建立起来了，但仍然可能由于信息包丢失和信息包错误时会出现许多潜在的故障问题。正常通信时接口输入或输出信息包不应该丢失，或者丢失的量非常小，而且不会增加。如果信息包丢失有规律性增加，表明通过该接口传输的通信量超过接口所能处理的通信量。解决的办法是增加线路容量。查找其他原因发生的信息包丢失，查看show interface serial命令的输出报告中的输入输出保持队列的状态。当发现保持队列中信息包数量达到了信息的最大允许值，可以增加保持队列设置的大小。2．以太接口故障排除

以太接口的典型故障问题是：带宽的过分利用；碰撞冲突次数频繁；使用不兼容的幀类型。使用show interface ethernet命令可以查看该接口的吞吐量、碰橦冲突、信息包丢失、和幀类型的有关内容等。

（1）通过查看接口的吞吐量可以检测网络的利用。如果网络广播信息包的百分比很高，网络性能开始下降。光纤网转换到以太网段的信息包可能会淹没以太口。互联网发生这种情况可以采用优化接口的措施，即在以太接口使用no ip route-cache命令，禁用快速转换，并且调整缓冲区和保持队列。

（2）两个接口试图同时传输信息包到以太电缆上时，将发生碰橦。以太网要求冲突次数很少，不同的网络要求是不同的，一般情况发现冲突每秒有3、5次就应该查找冲突的原因了。碰橦冲突产生拥塞，碰橦冲突的原因通常是由于敷设的电缆过长、过分利用、或者“聋”节点。以太网络在物理设计和敷设电缆系统管理方面应有所考虑，超规范敷设电缆可能引起更多的冲突发生。（3）如果接口和线路协议报告运行状态，并且节点的物理连接都完好，可是不能通信。引起问题的原因也可能是两个节点使用了不兼容的幀类型。解决问题的办法是重新配置使用相同幀类型。如果要求使用不同幀类型的同一网络的两个设备互相通信，可以在路由器接口使用子接口，并为每个子接口指定不同的封装类型。

（二）配置故障

逻辑故障中的最常见情况是配置错误，也就是指因为网络设备的配置错误而导致的网络异常或故障。

1、路由器逻辑故障

路由器逻辑故障通常包括路由器端口参数设定有误，路由器路由配置错误、路由器CPU利用率过高和路由器内存余量太小等。

排查方法：路由器端口参数设定有误，会导致找不到远端地址。用Ping命令或用Traceroute命令，查看在远端地址哪个节点出现问题，对该节点参数进行检查和修复。

路由器路由配置错误，会使路由循环或找不到远端地址。比如，两个路由器直接连接，这时应该让一台路由器的出口连接到另一路由器的入口，而这台路由器的入口连接另一路由器的出口才行，这时制作的网线就应该满足这一特性，否则也会导致网络错误。该故障可以用Traceroute工具，可以发现在Traceroute的结果中某一段之后，两个IP地址循环出现。这时，一般就是线路远端把端口路由又指向了线路的近端，导致IP包在该线路上往返反复传递。解决路由循环的方法就是重新配置路由器端口的静态路由或动态路由，把路由设置为正确配置，就能恢复线路了。路由器CPU利用率过高和路由器内存余量太小，导致网络服务的质量变差。比如路由器内存余量越小丢包率就会越高等。检测这种故障，利用MIB变量浏览器较直观，它收集路由器的路由表、端口流量数据、计费数据、路由器CPU的温度、负载以及路由器的内存余量等数据，通常情况下网络治理系统有专门的治理进程，不断地检测路由器的关键数据，并及时给出报警。解决这种故障，只有对路由器进行升级、扩大内存等，或者重新规划网络拓扑结构。故障与排错

想要明确的给“故障”和“排错”下个定义想来并不是一件容易的事，路由器的“故障”总是多种多样的，造成某种故障现象的原因也是多种多样的。有的场合要迅速地找到故障并加以排除，其要求是相当严格的。有些现象是设备在正常运行中出现故障的，另外一种情况就是当我们在实施某种应用，已经完成了配置，但却得不到预期的效果。我们把解决这些问题的方法叫做排错技术。因为它和路由器的配置是不一样的，所以排错技术需要在维护和管理路由器的过程中慢慢积累才能有所提高。一个系统化的故障处理技术就是合理地一步一步找出故障原因并加以解决。思路

(1)路由器状态

弄清楚路由器发生故障时处于什么状态，才能进行下一步操作。最直接的方法就是观察路由器上各种指示灯的工作状态，如果你不知道他具体代表什么意思，可以查看相应的用户手册。使用命令行界面和路由器直接对话能够得到更详细的信息，常见的路由器都可以使用“show”或“display”就可以显示路由器当前的工作状态和配置信息。总之弄清状况是一个最基本的要求。(2)正常情况应该得到什么结果

你首先应该明确你想让路由器做什么，并按照你的想法来配置路由器，以确认路由器应该可以实现什么功能。例如，你应该能ping通指定接口的地址吗？一个广播网上OSPF所有邻居应该是Full吗？在你调试完路由器后应该对这些问题能够正确回答，确认你想要的东西。(3)可能造成某种错误的原因

回答这个具有挑战性的问题光有勇气是不够的，更需要学识和经验。无论那种错误现象，其原因可能有多种，可能是一种故障，也可能是多种故障叠加。当然，对原因的全面可靠列举，需要对特定网络和设备的状况做全面的了解。你的知识水平和经验在此展露无遗。(4)排除假象，寻找真凶

对于一个故障，形成它的“原因”会有很多种，但并不意味着所有“原因”都发生问题。所以排除法就是最好的排错选择，我们可以归纳出下面的这种过程框图对它加以回答。

网络环境变得复杂后，病毒攻击已经成为路由器排错和维护不得不考虑的因素。病毒和非法报文通过路由器转发，会占用路由器的大量资源。如果路由器的CPU 使用率过高，数据包丢包率高，你可以断开本地局域网，通过抓包等手段来判断是否有本地攻击的情况发生。根据这些攻击报文的特定在路由器上使用访问控制过滤非法数据包，一般会起到一定的效果。当然，最根本的解决方法是对本地计算机进行彻底地杀毒，但工作量也是巨大的。

Sniffer（嗅探器）是一种常用的收集有用数据方法，这些数据可以是用户的帐号和密码，可以是一些商用机密数据等等。Snifffer可以作为能够捕获网络报文的设备,ISS为Sniffer这样定义：Sniffer是利用计算机的网络接口截获目的地为其他计算机的数据报文的一种工具。Sniffer的正当用处主要是分析网络的流量,以便找出所关心的网络中潜在的问题。例如,假设网络的某一段运行得不是很好,报文的发送比较慢,而我们又不知道问题出在什么地方,此时就可以用嗅探器来作出精确的问题判断。

四、无线网络的故障

基于IEEE 802.11标准的WLAN逐渐进入主流网络,使得针对无线网络的故障诊断和安全保障变得与有线网络一样重要。

支持多种模式的分析仪可以扫描所有802.11频段，包括2.4GHz和5GHz频段中的所有通道，并以图形化的形式显示，从这些图表中可以查看配置是否合理、SNR信噪比是多少、可以利用的带宽会有多少及其他相关问题。如果某个AP出现突出流量，可能是因为有很多客户端正在通过这个AP上网；另一方面，也可能是某种特别的应用或协议正在大量占用带宽。技术人员携带无线分析仪可以搜索“发送流量最多者”，快速判断是否有MP3下载、BT下载等应用，这些在无线网络中是需要禁止的应用。

当一个无线网络发生问题时，你应该首先从几个关键问题入手进行排错。一些硬件的问题会导致网络错误，同时错误的配置也会导致网络不能正常工作。以下介绍一些无线网络排错的方法和技巧。硬件排错

当只有一个接入点以及一个无线客户端出现连接问题时，我们可能会很快的找到出有问题的客户端。但是当网络非常大时，找出问题的所在可能就不是那么容易了。

在大型的无线网络环境中，如果有些用户无法连接网络，而另一些客户却没有任何问题，那么很有可能是众多接入点中的某个出现了故障。一般来说，通过察看有网络问题的客户端的物理位置，你就能大概判断出是哪个接入点出现问题。当所有客户都无法连接网络时，问题可能来自多方面。如果你的网络只使用了一个接入点，那么这个接入点可能有硬件问题或者配置有错误。另外，也有可能是由于无线电干扰过于强烈，或者是无线接入点与有线网络间的连接出现了问题。

检查接入点的可连接性

要确定无法连接网络问题的原因，首先需要检测一下网络环境中的电脑是否能正常连接无线接入点。简单的检测方法是在你的有线网络中的一台电脑中打开命令行模式，然后ping无线接入点的IP地址，如果无线接入点响应了这个ping命令，那么证明有线网络中的电脑可以正常连接到无线接入点。如果无线接入点没有响应，有可能是电脑与无线接入点间的无线连接出现问题，或者是无线接入点本身出现了故障。要确定到底是什么问题，你可以尝试从无线客户端ping无线接入点的IP地址，如果成功，说明刚才那台电脑的网络连接部分可能出现了问题，比如网线损坏。

如果无线客户端无法ping到无线接入点，那么证明无线接入点本身工作异常。你可以将其重新启动，等待大约五分钟后再通过有线网络中的电脑和无线客户端，利用ping命令察看它的连接性。

如果从这两方面ping无线接入点依然没有响应，那么证明无线接入点已经损坏或者配置错误。此时你可以将这个可能损坏了的无线接入点通过一段可用的网线连接到一个正常工作的网络，你还需要检查它的TCP/IP配置。之后，再次在有线网络客户端ping这个无线接入点，如果依然失败，则表示这个无线接入点已经损坏。这时你就应该更换新的无线接入点了。配置问题

无线网络设备本身的质量一般还是可以信任的，因此最大的问题根源一般来自设备的配置上，而不是硬件本身。知道了这一点，我们下面就来看看几种常见的由于错误配置而导致的网络连接故障。测试信号强度

如果你可以通过网线直接ping到无线接入点，而不能通过无线方式ping到它，那么基本可以认定无线接入点的故障只是暂时的。如果经过调试，问题还没有解决，那么你可以检测一下接入点的信号强度。虽然对于我们来说，还没有一个标准的测量无线信号强度的方法，但是大多数无线网卡厂商都会在网卡上包含某种测量信号强度的机制。无线路由器的位置摆放不当是造成信号微弱的直接原因。解决办法很简单:第一、放置在相对较高的位置上;第二、摆放的放置与接收端不应间隔较多水泥墙壁；第三、尽量放置在使用端的中心位置。试试改变频道

如果经过测试，你发现信号强度很弱，但是最近又没有做过搬移改动，那么可以试着改变无线接入点的频道并通过一台无线终端检验信号是否有所加强。由于在所有的无线终端上修改连接频道是一项不小的工程，因此你首先应该在一台无线终端上测试，证明确实有效后才可以大面积实施。有时候无线网络的故障可能由于一个很细微的动作而突然好转，例如关断手机。检验SSID 不久前，我带着我的笔记本去朋友家工作。由于朋友家也采用了无线网络，因此我决定连接到他的网络。回到家后，我并没有再用这台笔记本。过了两周，当我再打开笔记本后，发现它无法连接到我的无线网络了。很快我就找到了问题的根源：我忘记重新将服务区标识符(SSID，Service Set Identifier)修改回我自己的网络标识了。记住，如果你的SSID没有正确的指定网络，那么你的笔记本根本不会ping到无线接入点，它会忽略无线接入点的存在，按给定的SSID来搜索对应的接入点。检验WEP密钥

检查WEP加密设置。如果WEP设置错误，那么你也无法从无线终端ping到无线接入点。不同厂商的无线网卡和接入点需要你指定不同的WEP密钥。比如，有的无线网卡需要你输入十六进制格式的密钥，而另一些则需要你输入十进制的密钥。同样，有些厂商采用的是40位和64位加密，而另一些厂商则只支持128位加密方式。要让WEP正常工作，所有的无线客户端和接入点都必须正确匹配。很多时候，虽然无线客户端看上去已经正确的配置了WEP，但是依然无法和无线接入点通信。在面对这种情况时，我一般都会将无线接入点恢复到出厂状态，然后重新输入WEP配置信息，并启动WEP功能。DHCP 配置问题

另一个让你无法成功的访问无线网络的原因可能是由DHCP配置错误引起的。网络中的DHCP服务器可以说是你能否正常使用无线网络的一个关键因素。很多新款的无线接入点都自带DHCP服务器功能。一般来说，这些DHCP服务器都会将192.168.0.x这个地址段分配给无线客户端。而且DHCP接入点也不会接受不是自己分配的IP地址的连接请求。这意味着具有静态IP地址的无线客户端或者从其它DHCP服务器获取IP地址的客户端有可能无法正常连接到这个接入点。

对于这种情况，有两种解决方法：

禁用接入点的DHCP服务，并让无线客户端从网络内标准的DHCP服务器处获取IP地址。

修改DHCP服务的地址范围，使它适用于你现有的网络。

这两种方法都是可行的，不过具体还要看你的无线接入点的固件功能。很多无线接入点都允许你采用其中一种方法，而能够支持这两种方法的无线接入点很少。

多个接入点的问题

设想一下假如有两个无线接入点同时按照默认方式工作。在这种情况下，每个接入点都会为无线客户端分配一个192.168.0.X的IP地址。由此产生的问题是，两个无线接入点并不能区分哪个IP是自己分配的，哪个又是另一个接入点分配的。因此网络中早晚会产生IP地址冲突的问题。

要解决这个问题，在每个接入点上设定不同的IP地址分配范围，以防止地址重叠。结论 计算机网络技术发展迅速，网络故障也十分复杂，上述概括了常见的几类故障及其排查方法。针对具体的诊断技术，但是具体情况要具体分析，这些经验就需要长期的积累了。

在网络维护中的还需要注重以下几个方面：

第一，建立完整的组网文档，以供维护时查询。如系统需求分析报告、网络设计总体思路和方案、网路拓扑结构的规划、网络设备和网线的选择、网络的布线、网络的IP分配，网络设备分布等等。

第二，做好网络维护日志的良好习惯，尤其是有一些发生概率低但危害大的故障和一些概率高的故障，对每台机器都要作完备的维护文档，以有利于以后故障的排查。这也是一种经验的积累。

第三，提高网络安全防范意识，提高口令的可靠性，并为主机加装最新的操作系统的补丁程序和防火墙、防黑客程序等来防止可能出现的漏洞

网络发生故障是不可避免的。网络建成运行后，网络故障诊断是网络管理的重要技术工作。搞好网络的运行管理和故障诊断工作，提高故障诊断水平需要注意以下几方面的问题：认真学习有关网络技术理论；清楚网络的结构设计，包括网络拓朴、设备连接、系统参数设置及软件使用；了解网络正常运行状况、注意收集网络正常运行时的各种状态和报告输出参数；熟悉常用的诊断工具，准确的描述故障现象。致谢

在本次毕业设计中，我学到了很多东西。老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。另外，其它同学也给于我很大的帮助，帮助我解决了不少的难点，使得论文能及时完成，谢谢你们！附件清单

该系统的程序设计源代码、安装及运行说明、用户操作手册及其他软件文档见光盘。

本文出自 “晴日” 博客，请务必保留此出处http://21288624.blog.51cto.com/847079/181249

本地连接数据包只有发送,没有接收的解决方法 网卡惹的祸

故障现象:公司局域网一台电脑不能连网，本地网络连接状态只发送数据，而接收数据包为0。

故障处理:使用笔记本电脑测试，网络正常，于是更换计算机网卡，故障解决。

故障原因:网卡物理故障。双绞线惹的祸

故障现象:利用ADSL MODEM的路由功能，多用户通过一个10M HUB共享一条ADSL宽带上网，运行正常。个别电脑突然不能上网了，ADSL虚拟拨号不通，而其它用户都能正常上网。

故障处理:首先怀疑是系统故障，于是在Windows XP中重装网卡驱动程序，重建ADSL拔号连接，仍然不能拨通；换用其它能正常上网电脑，故障依旧，这就排除了电脑本身的问题。在HUB上调换了端口，甚至直接连接到ADSL MODEM上，故障依旧，而他人利用该端口却能正常上网，这也就排除了HUB端口故障。查看本地连接，网络连接图标正常地显示在任务栏，上面并未出现“×”(事实上网络不通时网络连接图标上往往有个“×”)，再查看网络连接状态，发现只有发送数据包，接收数据包为0，由此断定网络连接有问题，于是检查了一下线路，看是否有扭曲或断裂，并未发现异常现象，然后在双绞线两端依次重新制作水晶头接头，故障还是没有解决。

思考了一下，双绞线有四对线，水晶头中1、2、3、4、5、6、7、8位臵依次为白橙、橙、白绿、兰、白兰、绿、棕、白棕，实际使用的是其中两对线，它们排在水晶头的1、2与3、6位臵。由于接收数据包为0，怀疑是其中一对线有问题(白橙、橙或白绿、绿，事实上应该是排在3、6位臵的一对线为接收数据线)，于是在双绞线两端重新制作接头，按照非常规的排线顺序:水晶头中1、2、3、4、5、6、7、8位臵依次为白橙、橙、白兰、棕、白棕、兰、白绿、绿，当然仍要保持1、2为一对线，3、6为一对线。重新连接好双绞线，问题解决了。为了进一步证明自己的推断，白绿、绿这一对线有问题，后来借来了网线测试仪，果然测得白绿、绿这一对线不通，但由于7、8位臵上这一对线是备用线，实际上不起作用，对网络连接并没有影响。

故障原因:5类UTP双绞线有4对线，实际使用的是其中两对用于接收和发送数据，由于1、2或3、6位臵的某一对线出现故障，引起网络通讯故障，事实上即使4、5或7、8位臵的两对线断裂也不会影响网络通讯。VLAN惹的祸

故障现象:公司局域网通过CISCO 4006交换机千兆光纤接口与上级总部相联，交换机有四个模块，共划分为三个VLAN，网络一直运行正常。后来因上级部门要求，对VLAN及IP地址进行了重新规划与调整，结果公司大部分电脑能正常连网，但有一些电脑却不能正常连网。在不能正常连网的电脑上发现:网络连接图标显示在任务栏，上面并未出现“×”，再查看网络连接状态，发现只有发送数据包，接收数据包为0。

故障处理:首先怀疑是交换机物理故障，但观察交换机的指示灯状态以及各端口的状态，显示为绿灯，状态正常。接着用笔记本电脑在故障点进行测试，故障依旧。这就排除了电脑本身故障。然后用网线测试仪在网络两端进行了测试，网线正常。最后仔细地检查了交换机配制，发现有一条设臵VLAN的命令，SET VLAN 80 3/1-48，5/1-34，而实际上只有4个模块，这里将模块号4错写成了5，重新配制VLAN 80，SET VLAN 80 3/1-48，4/1-34，故障排除。

故障原因:由于连接在模块4上的端口的计算机IP地址是按VLAN 80进行配制，事实上因配制错误，模块4的端口并没有划入VLAN 80，这些计算机实际上并不属于任何VLAN，导致计算机不能通讯的故障。结论：

出现网络故障要善于分析，依次排除。当网络连接图标出现在任务栏中，只有发送数据包而接收数据包为0时，可能的故障原因至少有:网卡物理故障、网线故障、计算机IP地址与交换机上对应的端口所在VLAN不匹配。

第五篇：航空材料论文

目录

1.航空复合材料概述........................................................................................................................2 1.1复合材料...............................................................................................................................2 1.2复合材料在飞行器上的应用...............................................................................................3 1.3C/C复合材料在高超飞行器中应用.....................................................................................4 2.C/ C 复合材料...............................................................................................................................5 2.1概述......................................................................................................................................5 2.2碳/碳复合材料的组成及微观结构.....................................................................................5 2.3 碳/碳复合材料的性能........................................................................................................6

2.3.1 物理性能...................................................................................................................6 2.3.2 力学性能...................................................................................................................6 2.3.3 热学及烧蚀性能.......................................................................................................6 2.3.4 摩擦磨损性能.........................................................................................................7 2.4碳/碳复合材料制备及加工.................................................................................................7

2.4.1液相浸渍工艺..........................................................................................................7 2.4.2化学气相沉积工艺..................................................................................................7 2.4.3碳／碳复合材料的切削加工..................................................................................8 2.5碳/碳复合材料的应用.........................................................................................................8

2.5.1固体火箭发动机喷管上的应用..............................................................................8 2.5.2刹车领域的应用......................................................................................................8 2.6碳/碳复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/碳涂层防氧化...................................................................................................9

参考文献.........................................................................................................................................10

航空复合材料与碳/碳复合材料概述

摘要：复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。一般由基体材料和功能组元所组成。复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。

C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料,密度小、比强度大、线膨胀系数低(仅为金属的1/ 5~ 1/ 10)、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。特别是C/ C 复合材料在1 000℃~ 2 300℃ 时强度随温度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料。关键词：航空复合材料，碳/碳复合材料

1.航空复合材料概述

1.1复合材料

复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。一般由基体材料和功能组元所组成。复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。

早期飞机为复合材料，由木质框架，金属丝支架和织物组成。焊接钢质框架从20世纪20年代早期开始代替木质框架。轻质铝壳结构则从20世纪30年代开始采用。到20世纪50年代完全转变成“全金属”飞机的过程完成。随着玻璃纤维、凯夫拉尔、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上。显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对于航空公司人员来说是多么重要。

先进复合材料优异的力学性能和明显的减重效果在航空器领域得到广泛认可。随着飞机性能的不断提高，作为现代飞机结构材料的复合材料的应用已由小型、简单的次承力构件发展到大型、复杂的主承力构件。在飞机机翼、机身、操纵面、起落架舱门、蒙皮、安定面、雷达罩等部件多处使用[1]。

复合材料的优点：（1）相对不易腐蚀；（2）不会产生金属疲劳；（3）可设计载荷；

（4）可减少连接部件（同步成型）；（5）减重，节油。复合材料的缺点：

（1）原料高成本（增强纤维，如CF）；（2）制造维修人力成本高，耗时；（3）力学性能受温度湿度影响高；（4）检测损伤难度大；

（5）可导致铝等电位低的金属腐蚀。

1.2复合材料在飞行器上的应用

先进复合材料技术的实际应用在飞行器设计与制造中具有重要的地位。这是因为复合材料的许多优异性能，如比强度和比模量高，优良的抗疲劳性能，以及独特的材料可设计性等，都是飞行器结构盼望的理想性能。高性能飞行器要求结构重量轻，从而可以减少燃料消耗，延长留空时间，飞得更高更快或具有更好的机动性；也可以安装更多的设备，提高飞行器的综合性能。

减轻结构的重量可大大节约飞机的使用成本，取得明显的经济效益。据国外有关资料报告，先进战斗机每减重1kg，就可节约1760美元。西方国家在很短的时间内就实现了从非受力件和次受力件到主受力件应用的过渡，无论是用量还是技术覆盖面都有了很大的发展。目前正在研制的战斗机中所使用的复合材料可占飞机结构总重量的50%以上。飞机隐身技术的发展与应用，进一步扩大了对复合材料技术的需求。在继民用飞机中出现全复合材料飞机（如Lear Fan 2100，Starship和Vayager）之后又出现了全复合材料机身的隐身轰炸机B2。此外，也只有采用了复合材料，才使前掠翼得以在X-29上实现[2]。

目前，国内飞机型号应用复合材料的比例越来越高，应用复合材料的部件越来越大，复合材料构件的结构也越来越复杂，复合材料构件已经逐步从次承力构件到主承力构件转变，复合材料的垂直安定面、水平尾翼、前机身、舱门、整流罩等构件已在多种型号飞机上使用并形成了批量生产能力。机翼、旋翼等主承力构件也已经在小批量生产[3]。

国内复合材料在飞机上应用最多的是新研制的中、高空长航时无人机，其机体复合材料的使用量达到70%，机翼翼展18米，为全复合材料结构；其中，机翼整体盒段运用设计工艺一体化技术，将机翼的前、后梁，上蒙皮和所有中间肋整体共固化成型，在复合材料应用技术上有所突破。在自行设计制造的直升机上，应用复合材料最多的是Z10专用武装直升机，其主桨叶、尾桨叶和尾段为全复合材料结构。

1.3C/C复合材料在高超飞行器中应用

碳/碳（C/C）复合材料是一种新型高性能结构、功能复合材料，具有高强度、高模量、高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优异特性，在机械、电子、化工、冶金和核能等领域中得到广泛应用，并且在航天、航空和国防领域中的关键部件上大量应用。我国对C/C复合材料的研究和开发主要集中在航天、航空等高技术领域，较少涉足民用高性能、低成本C/C复合材料的研究。

导弹、载人飞船、航天飞机等 ,在再入环境时飞行器头部受到强激波，对头部产生很大的压力，其最苛刻部位温度可达2760℃,所以必须选择能够承受再入环境苛刻条件的材料。设计合理的鼻锥外形和选材，能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量1%～10%左右。对导弹的端头帽,也要求防热材料在再入环境中烧蚀量低，且烧蚀均匀对称,同时希望它具有吸波能力、抗核爆辐射性能和全天候使用的性能。三维编织的 C/ C复合材料，其石墨化后的热导性足以满足弹头再入时由160 ℃至气动加热至1700 ℃时的热冲击要求，可以预防弹头鼻锥的热应力过大引起的整体破坏;其低密度可提高导弹弹头射程，已在很多战略导弹弹头上得到应用。除了导弹的再入鼻锥，C/ C 复合材料还可作热防护材料用于航天飞机。

C/ C 复合材料在涡轮机及燃气系统(已成功地用于燃烧室、导管、阀门)中的静止件和转动件方面有着潜在的应用前景,例如用于叶片和活塞，可明显减轻重量 ,提高燃烧室的温度 ,大幅度提高热效率。

美国F22、F100、F119军机和俄罗斯航空发动机上已经采用碳/碳制作航空发动机燃烧室、导向器、内锥体、尾喷管鱼鳞片和密封片及声挡板等。

2.C/ C 复合材料

2.1概述

C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料,密度小、比强度大、线膨胀系数低(仅为金属的1/ 5~ 1/ 10)、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。特别是C/ C 复合材料在1 000℃~ 2 300℃ 时强度随温度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料。

2.2碳/碳复合材料的组成及微观结构

碳/碳复合材料的组成有两大部分: 碳纤维和基体碳。

碳纤维织物结构形式

A：2D平纹 ；b：2D8H缎纹 ；c：3D径向编织

d：3D；e：4D； f：5D 碳纤维的增强形式有单向(1D)、双向(2D)及多向。单向增强可在一个方向上得到最高拉伸强度的碳/碳;双向织物提高了抗热应力性能和断裂韧性，容易制成大尺寸形状复杂的部件，有广泛的应用基础。三向及多向编织具有更好的结构完整性和各向同性。

2.3 碳/碳复合材料的性能

2.3.1 物理性能

碳/碳复合材料在高温热处理后的化学成分,碳元素高于99%,像石墨一样,具有耐酸、碱和盐的化学稳定性。其比热容大,热导率随石墨化程度的提高而增大,线膨胀系数随石墨化程度的提高而降低等。2.3.2 力学性能

碳/碳复合材料的力学性能主要取决于碳纤维的种类、取向、含量和制备工艺等。单向增强的碳/碳复合材料,沿碳纤维长度方向的力学性能比垂直方向高出几十倍。随着温度的升高,碳/碳复合材料的强度不仅不会降低,而且比室温下的强度还要高。一般的碳/碳复合材料的拉伸强度大于 270MPa, 单向高强度碳/碳复合材料可达700MPa 以上。在1000 ℃以上,强度最低的 碳/碳复合材料的比强度也较耐热合金和陶瓷材料的高。碳/碳复合材料的断裂韧性较碳材料有极大的提高,其破坏方式是逐渐破坏, 而不是突然破坏, 因为基体碳的断裂应力和断裂应变低于碳纤维。

2.3.3 热学及烧蚀性能

碳/碳复合材料导热性能好、热膨胀系数低,因而热冲击能力很强,不仅可用于高温环境, 而且适合温度急剧变化的场合。其比热容高, 这对于飞机刹车等需要吸收大量能量的应用场合非常有利。碳/碳复合材料是一种升华-辐射型烧蚀材料,且烧蚀均匀。通过表层材料的烧蚀带走大量的热,可阻止热流传入飞行器内部。因此该材料被广泛用作宇航领域中的烧蚀防热材料。2.3.4 摩擦磨损性能

碳/碳复合材料中碳纤维的微观组织为乱层石墨结构,其摩擦系数比石墨高,特别是它的高温性能特点,在高速高能量条件下摩擦升温高达 1000 ℃以上时,其摩擦性能仍然保持平稳,这是其它材料所不具备的。因此,碳/碳复合材料为军用和民用飞机的刹车盘材料越来越广泛。

2.4碳/碳复合材料制备及加工

碳/碳复合材料的主要制备步骤为：预制体的成型，致密化处理和石墨化，其中致密化是制备碳/碳复合材料的关键技术。致密化

成型后的预制体含有许多孔隙,密度也低,不能直接应用,须将碳沉积于预制体,填满其孔隙,才能成为真正的结构致密、性能优良的碳/碳复合材料,此即致密化过程.传统的致密化工艺大体分为液相浸渍和化学气相沉积两种。2.4.1液相浸渍工艺

液相浸渍工艺一般在常压或减压下进行.工艺过程上图所示, 液相浸渍(LPI)工艺是将碳纤维预制体置于浸渍罐中，抽真空后充惰性气体加压使浸渍剂向预制体内部渗透，然后进行固化或直接在高温下进行碳化，一般需重复浸渍和碳化5～6次而完成致密化过程。此工艺存在问题是:(1)工艺繁复、周期长、效率低;(2)液体难以浸渍到预制体微孔中;(3)有些浸渍液在常压和减压下碳化效率低,必须加压, 如煤沥青;(4)有些浸渍液碳化时粘附性过好,易于阻塞气孔口,难以达到致密要求,如树脂。2.4.2化学气相沉积工艺

化学气相沉积(CVD)工艺是以丙烯或甲烷为原料，其工艺过程下如图所示。在预制体内部发生多相化学反应（如CH4=C+2H2）的致密化过程。CVD工艺的优点是材料性能优异、工艺简单、致密化程度能够精确控制，缺点是制备周期太长(500～600h甚至上千小时)，生产效率很低。2.4.3碳／碳复合材料的切削加工

据文献报导，车削该复合材的料所得到的切削用量各要素对切削力的影响规律与切削一般脆性材料的基本一致。虽然基体硬度较低，切削力数值不大，但材料中硬质点对刀具的磨损比较严重，故选用CBN为宜。因材料为脆性，故切屑常呈粉末状，必须用吸屑法来排屑。

2.5碳/碳复合材料的应用

碳/碳 复合材料作为优异的热结构功能一体化工程材料，自1958年诞生以来，在军工方面得到了长足的发展，其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件 由于其耐高温，摩擦性好，目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件飞机及赛车的刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动的热端部件等。

2.5.1固体火箭发动机喷管上的应用

在固体火箭发动机(SRM)中，喷管喉部的烧蚀状态最为恶劣，因此，必须采用具有良好耐烧蚀和抗冲刷性能的喷管喉衬材料来抵御严酷的烧蚀环境。采用碳/碳复合材料的喉衬、扩张段延伸出口锥，具有极低的烧蚀率和良好的烧蚀轮廓，可提高喷管效率 1 % ~3 %，即可大大提高 SRM 的比冲。2.5.2刹车领域的应用

碳/碳复合材料制作的飞机刹车盘重量轻、耐温高，比热容比钢高 2.5 倍；同金属刹车材料相比，可节省 40 %的结构重量，碳/碳复合材料刹车盘的使用寿命是金属基的 5 7 倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小，因此碳/碳复合材料刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。目前法国欧洲动力，碳工业等公司已批量生产碳/碳 复合材料刹车片，英国邓禄普公司也已大量生产碳/碳复合材料刹车片，用于赛车、火车和战斗机的刹车材料。2.6碳/碳复合材料的氧化及防氧化

C /C 复合材料存在一个致命的弱点，即在高温氧化性气氛下极易发生氧化反应： 2C+O2 →2CO。碳/碳复合材料的防氧化

碳/碳的防氧化的方法有材料改性和涂层保护两种，材料改性是提高碳/碳本身的抗氧化能力，涂层防氧化是利用涂层使碳/碳与氧隔离。2.6.1碳/碳改性抗氧化

通过对碳/碳改性可提高抗氧化能力，改性的方法有纤维改性和基体改性两种，纤维改性是在纤维表面制备各种涂层，基体改性是改变基体的组成以提高基体的抗氧化能力。①碳/碳纤维改性

在纤维表面制备涂层不仅能防止纤维的氧化，而且能改变纤维/基体界面特性。提高碳/碳首先氧化的界面区域的抗氧化能力。纤维改性的缺点是降低了纤维本身的强度，同时影响纤维的柔性，不利于纤维的编织[4]。②碳/碳基体改性

基体是界面氧化之后的主要氧化区域，因此基体改性是碳/碳改性的主要手段。基体改性主要有固相复合和液相浸渍等方法。

固相复合是将抗氧化剂(如Si、Ti、B、BC、SiC等)以固相颗粒的形式引入碳/碳基体。抗氧化剂的作用是对碳基体进行部分封填和吸收扩散入碳基体中的氧。

液相浸渍是将硼酸、硼酸盐、磷酸盐、正硅酸乙脂、有机金属烷类等引入碳/碳基体，通过加热转化得到抗氧化剂

2.6.2 碳/碳涂层防氧化

基体改性防氧化不仅寿命有限，而且工作温度一般不超过l000℃，对基体的性能影响也很大。在更高温度下工作的碳/碳必须依靠涂层防氧化，因此涂层是碳/碳最有效的防氧化手段。首先涂层必须具有低的氧渗透率和尽可能少的缺陷，以便有效阻止氧扩散。其次涂层必须具有低的挥发速度，以防止高速气流引起的过量冲蚀。再次涂层与基体必须具有足够的结合强度，以防止涂层剥落。最后涂层中的各种界面都必须具有良好的界面物理和化学相容性，以减小热膨胀失配引起的裂纹和界面反应

参考文献

[1] 崔岩.碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J].材料工程，2002(6): 3-6.[2]王国荣,武卫莉,谷万里.复合材料概论,哈尔滨工业大学出版社,2007 [3]戴永耀.碳/碳复合材料及其在航空上的应用前景[J].材料工程1993,(11): 43-46.[4]付前刚,李贺军,李克智等．C／C复合材料防氧化涂层sic麟C—MOSi2的制备与抗氧化性能硼.金属学报.2009,45(4):503—506.