飞机使用不同类型的执行器。它们充当电能与机械能的转换器。这些元件用作调整武器和登机设备(例如用于开放式装载机)以及飞机飞行控制系统的直接元件。液压执行器在过去几年中占据主导地位。它们确保强大的力量,并且具有良好的质量和能量比例。第二次世界大战后,飞机配备了飞行控制系统。该系统在飞行过程中为飞行员提供支持。飞机经常使用混合执行器系统。机电执行器用作前置放大器。它们改变电控制信号以移动执行器的推力管。机电执行器移动液压缸的选择阀,液压缸的活塞改变飞机的控制面。液压执行器用作功率放大器。现在,混合系统由电液执行器取代。前置放大器和功率放大器制成一个单元。有一个电控制信号,并通过流体执行器的活塞产生强大的力量。最近,飞机一直在采用多电动飞机 (MEA) 概念下的技术进行设计。该技术假设在机载系统中使用更多电气元件,以减轻气动和液压管道的重量,更易于维护,最终提高飞行安全性。在实际应用中,MEA 技术
摘要:ACFA 2020(柔性飞机主动控制)是欧盟委员会第七研究框架计划资助的合作研究项目。该项目涉及 2020 年飞机配置(如翼身融合 (BWB) 飞机)的创新主动控制概念。ACFA 的主要目标是设计一种新型超高效 450 座 BWB 型飞机,以及为此类飞机提供强大的自适应多通道控制架构。新设计的控制器的目标是雄心勃勃地改善乘坐舒适度和操控品质,以及减轻 BWB 型飞机的负荷。根据实现的负荷减少,可以调整 450 座飞机的结构尺寸,以实现雄心勃勃的减重目标,从而进一步提高燃油效率。主动控制要求分别影响控制面和整体飞机设计的设计过程。因此,传统的飞机设计流程必须适应新的要求。本文描述的飞机设计框架已在 ACFA BWB 飞机的开发中证明了其效率。在一年的时间内,在多个领域要求的约束下开发了机身。本文介绍了 BWB 飞机设计活动的过程和结果,为详细概念分析以及多输入多输出控制架构的研究奠定了基础。
明天,在得克萨斯州沃斯堡的一家工厂里,一架服役多年的 F-16 将慢慢受到“折磨”,直至报废。这架 Block 50 战机将被悬挂在一个被工程师们称为“机架”的试验台上,机翼上不停地被金属棒上下推,机身和控制面则被扭曲、弯曲、拉伸和撞击。经过数月的这种虐待之后,某个重要的东西将会损坏,而工程师们应该能回答整个美国空军战斗机部队所依赖的一个问题:F-16 能用多久?这一折磨过程的官方名称是全尺寸耐久性测试,它将检验 F-16 机队是否能服役到 2020 年代。目前,这架战机已经超出原计划的退役日期 5 年。空军认为它可以,并且正在准备一系列升级,旨在让 F-16 直到退役之前都保持可靠性和性能。 F-15C 和后来的 F-15E 也面临同样的命运,它们都将在俄亥俄州的赖特-帕特森空军基地接受全尺寸疲劳测试(名称不同,过程相同)。类似的 A-10 压力测试已经在进行中。这些战斗机的预计使用寿命将在未来几年内极大地影响美国空军的选择。规划空军传统战斗机机队的黄金时代已经
在过去十年中,美国和世界各地的无人机个人拥有量呈爆炸式增长。集成电路、传感器和嵌入式微控制器的尺寸和成本迅速下降,导致业余爱好者社区蓬勃发展,他们设计飞行控制器的复杂程度接近政府和军事应用的水平。典型的飞行辅助控制器集成了来自用户控制系统和惯性测量单元 (IMU) 的数据,以保持飞行器水平和航向。旋翼和固定翼系统的飞行控制技术主要源自无线电控制 (RC) 业余行业,通常由社区构建和开源。虽然这导致快速开发和易于修改,但质量通常会受到影响。由于社区不是专业人士社区,最佳编码实践经常被遗忘,导致意外故障。这种飞行控制系统不适合集成到美国领空,因为它们容易发生故障,并且无法缓解飞行控制面的故障。固定翼系统也可以在没有机载飞行控制器或自动驾驶仪的情况下进行控制,只需一个简单的摄像头下行链路和直接控制面控制即可满足大多数第一人称视频 (FPV) 需求。这给此类控制器的市场留下了一个空白,所有产品都缺乏冗余和故障缓解等专业功能。我们的项目
结果和讨论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 意外的前缘襟翼偏转。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 控制表面位置传感器和旋转可变差动变压器偏转测量。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 声波分裂。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>.使用控制面位置传感器测量的 20 稳定性和控制导数结果 ...。。。。。。。。 < /div>........... div>......20 纵向稳定性和控制结果 ............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>20 横向稳定性和控制结果 ...........。 。 。 。 。 。 。 . . . . . . div> . . . . . . . . . . . . . 22 使用旋转可变差动变压器表面位置的稳定性和控制导数结果 . . . . . . . . . div> . . . . . . . . . . . . 23 空气动力学模型更新 . . . . . . 。 。 。。。。。。。。...... div>............. 22 使用旋转可变差动变压器表面位置的稳定性和控制导数结果 . . . . . . . . . div> . . . . . . . . . . . . 23 空气动力学模型更新 . . . . . . 。 。 。.22 使用旋转可变差动变压器表面位置的稳定性和控制导数结果 ......... div>............23 空气动力学模型更新 . . . . . . 。 。 。23 空气动力学模型更新 ......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>............. . . . 24 对称前缘襟翼 . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . 25 对称后缘襟翼 . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . 25 对称副翼 . 。 。 。 。 。 。 。 。 < /div> . . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。....24 对称前缘襟翼 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.25 对称后缘襟翼 ..........。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . 25 对称副翼 . 。 。 。 。 。 。 。 。 < /div> . . . . . .。。。。。。。。.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....25 对称副翼 .。。。。。。。。 < /div>...........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25 差动前缘襟翼 ............。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . . 25 差动后缘襟翼 . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 26 副翼 . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。。。。。.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。..25 差动后缘襟翼 .........。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 26 副翼 . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。。。。。.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。26 副翼 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。26 差速稳定器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。26
随着半导体的物理尺寸达到极限,以生成性人工智能为代表的对大规模计算能力的需求正在推动芯片上晶体管元件密度的持续增加。 FinFET结构可提高元件密度,同时抑制传统平面场效应晶体管(FET)小型化所导致的漏电流,目前该结构已开始量产,未来将向GAA(Gate-All-Around)纳米片结构迈进,该结构可将电流通道的控制面从FinFET的三面增加到四面。因此,晶体管的结构变得更加复杂,导致量产时产品良率下降、成本增加。另一方面,人们担心所需计算能力的扩大将超过半导体元件密度的扩大,导致电路规模超过曝光的光罩极限。在此背景下,为了缓解成本上升的问题,一种根据架构将半导体芯片物理地划分为芯片小体(chiplet)的方法已经投入量产。此外,未来还将考虑采用安装技术对适合光罩极限的芯片进行封装和扩大的方法。此外,Chiplet超越了单片芯片的简单划分,可以把不同代半导体芯片或已有芯片组合起来,有望缩短开发周期,改变供应链,有望成为未来半导体产业的一大趋势。
警告 主飞行控制面和主飞行控制飞行员输入:俯仰轴、滚转轴、偏航轴 标记信标通道 每个导航接收器频率选择 手动无线电传输键控和 CVR/FDR 同步参考 自动驾驶仪/自动油门/AFCS 模式和接合状态* 选定的气压设置*:飞行员、副驾驶 选定的高度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的速度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的马赫(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的垂直速度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的航向(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的飞行路径(所有飞行员可选择的操作模式)*:航向 /DSTRK、路径角 选定的决断高* EFIS 显示格式*:飞行员、副驾驶 多功能/发动机/警报显示格式* GPWS/TAWS/GCAS 状态*:选择地形显示模式,包括弹出显示状态、地形警报、警告和注意事项以及建议、开/关开关位置 低压警告*:液压压力、气压 — 计算机故障* 客舱失压* TCAS/ACAS(交通警报和防撞系统/机载防撞系统)* 冰探测* 发动机警告每个发动机振动* 发动机警告每个发动机过热* — 发动机警告每个发动机油压低* 发动机警告每个发动机超速* 风切变警告* 操作
美国宇航局艾姆斯研究中心于 20 世纪 90 年代初对超音速商用客运斜全翼概念进行了设计研究。这项研究的参与者包括美国宇航局艾姆斯研究中心在斜翼设计方面拥有长期专业知识的工作人员,以及来自西雅图波音商用飞机公司和加州长滩道格拉斯飞机公司的工程师,以及斯坦福大学的研究团队。行业合作的目的是确保研究中包含现实世界的设计约束,并获得行业设计专业知识。斯坦福大学的团队建造并试飞了一架 17 英尺跨度的斜全翼无人机,展示了 3% 负静态稳定性的飞行。设计研究最终产生了两种机翼设计,称为 OAW-3 和 DAC-1。OAW-3 机翼由 NASA Ames 团队设计,代表了基于配置约束和任务性能指标的高度优化设计。DAC-1 机翼由道格拉斯飞机公司的团队设计。它是一种经典的椭圆形平面形状,具有高度的气动形状优化,但设计并未根据整体任务性能指标进行优化。虽然两个机翼都在 9 x 7 超音速风洞中进行了测试,但只有 OAW-3 机翼拥有完整的控制面和发动机舱。本报告中描述的风洞数据仅在 NASA OAW-3 配置上获得。
警告 主飞行控制面和主飞行控制飞行员输入:俯仰轴、滚转轴、偏航轴 标记信标通道 每个导航接收器频率选择 手动无线电传输键控和 CVR/FDR 同步参考 自动驾驶仪/自动油门/AFCS 模式和接合状态* 选定的气压设置*:飞行员、副驾驶 选定的高度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的速度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的马赫(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的垂直速度(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的航向(所有飞行员可选择的操作模式)* 选定的飞行路径(所有飞行员可选择的操作模式)*:航向 /DSTRK、路径角 选定的决断高* EFIS 显示格式*:飞行员、副驾驶 多功能/发动机/警报显示格式* GPWS/TAWS/GCAS 状态*:选择地形显示模式,包括弹出显示状态、地形警报、警告和注意事项以及建议、开/关开关位置 低压警告*:液压压力、气压 — 计算机故障* 客舱失压* TCAS/ACAS(交通警报和防撞系统/机载防撞系统)* 冰探测* 发动机警告每个发动机振动* 发动机警告每个发动机过热* — 发动机警告每个发动机油压低* 发动机警告每个发动机超速* 风切变警告* 操作
金属连接网络 (MBN) 是指飞机末端(机翼、尾翼、垂直稳定器等)内各种金属部件的有意互连,以建立低电阻路径并均衡电势。MBN 确保飞机结构和设备不同部分之间的有效连接,特别是为了缓解 ESD。MBN 通过提供低电阻路径,使静电荷通过导电结构通过电离消散到环境中,或通过起落架和导电橡胶飞机轮胎直接接地,从而帮助消除静电放电事件。接合面粘合和粘合带(也称为“柔性接头”)用于物理连接金属和结构部件,例如机翼、控制面、天线和静电芯,以建立电连续性并均衡电势。这些接地连接有助于防止整个飞机中静电的积聚,这是电磁干扰管理中一项关键的安全要求和缓解因素。ESN 和 MBN 是整体电气接地和保护策略不可或缺的组成部分,它们共同提供可靠的电气环境、减轻雷击相关风险并管理 EMI。最重要的是,这两个系统对于满足乘客和环境安全要求至关重要——这是所有飞机的基本问题,但对于 eVTOL 车辆来说尤其令人担忧,因为 eVTOL 车辆必须实施更严格的接地程序,以有效地接地高压电池、控制器和电机,以保护乘客和地勤人员。