航空發(fā)動機數(shù)智化科普系列叢書共分為六冊，《圖解航空發(fā)動機數(shù)字孿生》是該系列叢書的第一冊。數(shù)字工程是一種集成多學科和智能技術的數(shù)字化方法，其核心是構建智能架構、運用數(shù)字主線，基于研發(fā)、測試、制造和運行等過程中的數(shù)據(jù)，采用智能方法進行數(shù)字孿生模型的構造與訓練，進而支撐裝備全壽命周期從方案設計直至退役處置的所有工程和管理活動�；�于數(shù)字工程技術可以開展數(shù)字試驗、健康管理、數(shù)字維護、險情預警、延期服役、反向設計、智能控制、流程優(yōu)化和優(yōu)選優(yōu)配等諸多工作，進而縮短研發(fā)周期、降低試驗成本、提升裝備安全并實現(xiàn)精準快速維護等。近年來，各大國在多因素驅(qū)動下全力推動了數(shù)字工程技術的發(fā)展和應用，已形成了清晰的戰(zhàn)略目標，引發(fā)了一系列變革。數(shù)字主線和數(shù)字孿生是數(shù)字工程的核心技術，前者強調(diào)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，后者強調(diào)數(shù)據(jù)之間復雜的映射關系。數(shù)字孿生完全不同于傳統(tǒng)的根據(jù)物理現(xiàn)象進行數(shù)學建模的思路，其將物理知識融入智能架構，通過有限數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，特別是在現(xiàn)行規(guī)則無法解決或者難以解決的問題上具有巨大優(yōu)勢。
　　航空發(fā)動機數(shù)字孿生模型根據(jù)應用對象的不同，又分為數(shù)字孿生小模型和數(shù)字孿生大模型。數(shù)字孿生小模型主要應用于科研數(shù)學化試驗．破壞性故障數(shù)字化試驗、智能控制、數(shù)字維護、險情預警、延期服役，其時間維度主要應用于初步設計方案后。數(shù)字孿生大模型類似于ChatGPT大模型，其根據(jù)歷史型號數(shù)據(jù)推測新的設計方案并快速給出其性能，例如根據(jù)遄達900、RB211、珍珠15、CFM56系列發(fā)動機設計、試驗數(shù)據(jù)，第一步可以快速預測珍珠10X發(fā)動機性能以改進其發(fā)動機設計，第二步根據(jù)上述發(fā)動機的歷史數(shù)據(jù)給出新的候選設計方案。數(shù)字孿生第二步的宏偉目標也契合了2018年美軍數(shù)字化工程的宏偉戰(zhàn)略，即“明天給出85%的方案比5年后給出100%的方案更為重要”。
　　本書將以圖片解說的形式分別給出數(shù)字孿生小模型和大模型在航空發(fā)動機領
　　域中的典型應用案例，并闡述其關鍵技術及攻關途徑。本書的初衷是以簡明扼要的形式給出航空發(fā)動機數(shù)字孿生的基本概念，其目的在于拋磚引玉，希望引起對航空發(fā)動機數(shù)字孿生理念的百家爭鳴。
　　本書的撰寫分工如下：肖洪負責各類技術方案和全書文字撰寫，史經(jīng)緯負責全書繪圖，王棟歡負責提供全書所有需求的數(shù)據(jù)，張曉博負責全書數(shù)據(jù)的校核分析。在本書的撰寫過程中，筆者得到了中國人民解放軍第五七一九工廠、中國航發(fā)動力股份有限公司、中國航發(fā)四川燃氣渦輪研究院、中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所、中國航發(fā)湖南動力機械研究所等多家單位的指導和幫助，在此表示誠摯的謝意。
　　筆者深信書中的很多觀點也僅僅是一家之言，難免會出現(xiàn)不妥之處甚至理解的重大偏差，懇請廣大讀者批評指正。