摘要:拓扑优化已成为轻量化和性能设计的有效工具,尤其是在航空航天工业中。事实证明,它能够满足生产更坚固、更轻便的复杂零件的要求。该技术已证明具有成本效益、提高了有效载荷能力并提高了航空航天领域的燃油经济性,并使结构部件能够在使用更少材料的情况下提供相同或增强的性能。在飞机中,机身和机翼是重要的结构部件。机翼机身耳状连接支架是连接机翼和机身的连接元件。支架的灾难性故障有时会导致飞机结构分离。这项工作专注于飞机机翼机身耳状连接支架的建模、形状优化和分析。该方法涉及使用不同材料组对支架进行建模和形状优化。进行了有限元建模和结构分析,以研究支架上的应力和变形。进行疲劳损伤评估以研究支架在重复循环载荷下的行为。关键词:- 拓扑优化、机翼机身连接支架、疲劳损伤、静态结构、载荷系数、质量减轻。
我相信有句老话“好东西值得等待”。任何参与过新飞机开发的人都知道,等待认证的时间总是比预期的要长——尤其是当它是一种全新的飞机型号时。但等待就一定会更好吗?就 Piperjet Altaire 而言,我们认为答案是肯定的。概念验证机最初是 PA-46 机身的加长版,但它发挥了更大的作用。它证明了你可以在机身顶部安装一台涡扇发动机——高推力线等等——并拥有一架性能出色、在任何速度下都顺从的单引擎喷气式飞机。现在,在新所有权集团的领导下,以及经过彻底改造和升级的技术和营销人员,Piper 准备生产一款高度精炼的版本,并于 2014 年交付。新款 Altaire 将采用更大、完全圆形的机身,提供更多的头部和腿部空间,以及 Garmin G3000 航空电子设备。那么在 2014 年之前您要做什么呢?飞行、训练和升级。事实上,Piper 有几项激励计划,将当前生产的飞机(如 Matrix、Mirage 或 Meridian)与购买新的 Piperjet Altaire 联系起来。如果您对这架飞机或我们杂志上看到的其他任何东西感兴趣,请随时致电我们了解更多信息。
摘要:直升机紧急医疗服务 (HEMS) 车辆需要特殊配置的机舱,以支持快速将救援队运送到紧急情况现场并将患者送回满负荷的医院,同时使用专门设计但最先进的生命支持设备维持患者的健康。服务的有效性和安全性可能会受到振动水平的挑战,可以通过在机舱内最佳地定位受影响的受试者来改善。然而,机身的裸露动态响应可能导致对振动性能的错误评估,因为飞行员、机组人员、患者和医疗设备通过他们与结构的接口与直升机动态交互。因此,HEMS 车辆的低振动布局优化需要能够有效地分析大量候选耦合直升机接口受试者配置,在模型细节和计算成本之间达到适当的权衡。这项工作提出了一种有效的医疗直升机振动等级,以通过最小化机舱内部加速度来支持减少振动危害。该工具能够对高保真旋翼机气动伺服弹性进行建模,轻松连接表示人、设备及其界面动力学的公式,并计算所得耦合模型的振动性能。该方法适用于中型直升机
历史 早在“超大尺寸”成为美国文化的代名词之前,共和飞机公司就推出了 P-47 雷电战斗机。P-47 由亚历山大·卡特维利设计,是二战期间最大的单座战斗机。雷电战斗机配备八挺 12.7 口径机枪,还可装载炸弹、火箭和副油箱,满载时重达 8 吨!虽然 P-47 明显源自之前的 Kartvelli 设计 P-35 和 P-43,但 P-47 是一款全新的、体型大得多的飞机,旨在容纳当时最强大的活塞发动机——普惠 R-2800 星型发动机。以典型的 Kartvelli 风格,外形服从功能,发动机的涡轮增压器埋在飞机腹部,从而形成了其独特的外形。据说英国人给 Thunderbolt 起了个绰号叫“the Jug”,他们认为机身的形状与当时的玻璃牛奶“壶”相似;或者因为第一眼看到,有人称这架笨拙的战斗机是“巨无霸”!无论起源如何,“Jug”这个名字至今仍用于指 P-47。P-47 最初是作为远程护航战斗机部署的,当它转而用于对地攻击时,它才真正发挥了自己的作用,积累了大量轴心国车辆:除了
飞机操作可能面临视觉环境恶化 (DVE) 的危险,因此必须进行全面培训。识别危险并正确应对的能力不容小觑。虽然陆军目前正在获取允许飞机穿透遮挡物的 DVE 解决方案,但机组人员必须依靠艰苦、逼真的训练来减轻 DVE 带来的相关风险。领导者、教练飞行员和飞行员通过在涉及 DVE 的苛刻环境中进行训练,获得了在水面、雪地和电压下降等苛刻环境中进行简报和操作的经验,从而学习成功应对危险所需的技术。必须遵守适用机身的数字机组训练模块程序,并在陆军机组人员可能被要求执行任务的条件下利用在驻地任务和持续训练期间训练的技术。陆军领导和机组人员了解 DVE 操作对陆军航空兵来说是事实。在我们必须能够操作的干旱和沙漠环境中,需要进行电压不足着陆。在电压不足和 DVE 飞行操作中取得“T”的方法是培训机组人员掌握克服这些危险所需的技术,并培训领导者应对与这些因素相关的相应风险。
摘要。本文回顾了美国国家航空航天实验室在飞机机身疲劳裂纹扩展预测技术开发方面所做的努力。研究重点是扩展雨流技术用于裂纹扩展分析,以及开发用于谱载荷的加速裂纹扩展计算方法。疲劳裂纹闭合是建模的关键要素,为此开发了断口技术。这些技术与二进制编码事件记录相结合,实现了金属材料中部分贯穿裂纹的裂纹扩展和闭合映射。对缺口处短裂纹的实验研究发现了裂纹闭合的滞后性质,这解释了缺口根部疲劳中众所周知的历史敏感局部平均应力效应。在模拟使用条件下获得的故障光学断口分析表明,在相当的增长率下,短裂纹不会比长裂纹表现出更多的散射。研究了缺口处小裂纹多点裂纹萌生和扩展的性质,并将研究范围扩展到广泛用于飞机机身的凸耳接头。这项研究的结果表明,可以模拟裂纹从小于 50 微米的扩展直至失效的过程,从而解释整个寿命的很大一部分。
ROBERT C. NELSON 在圣母大学获得航空航天工程学士和硕士学位,在宾夕法尼亚州立大学获得航空航天工程博士学位。在加入圣母大学之前,Nelson 博士是宾夕法尼亚州立大学航空航天工程讲师,也是俄亥俄州费尔伯恩赖特帕特森空军基地空军飞行动力学实验室的工程师。在 AFFDL 工作期间,他参与了一项高级开发计划,旨在开发空对空短程轰炸机防御导弹的技术。由于他对这项工作的贡献,他获得了空军系统司令部颁发的技术成就奖。1975 年,Nelson 博士加入圣母大学任教,一直活跃于飞机和导弹的空气动力学和飞行动力学研究。他目前的研究兴趣包括大攻角细长机身的空气动力学、流动可视化技术、三角翼空气动力学以及飞机稳定性和控制。他撰写了 100 多篇有关其研究的文章和论文。Nelson 博士是圣母大学航空航天和机械工程系的系主任。他还积极担任政府和工业组织的顾问。他是一名注册专业工程师,也是美国航空航天学会 (AIAA) 的会员。他曾担任 AIAA 大气飞行力学会议的总主席
本研究提出了一种机器学习或人工智能 (AI) 控制低阻力 Ahmed 体的方法,其后倾角 ϕ = 35°,旨在找到有效减阻 (DR) 的策略。根据机身横截面积的平方根,所研究的雷诺数 Re 为 1.7 × 10 5。控制系统包括五个独立操作的稳定微喷射阵列,沿后窗和垂直底座的边缘吹出,车身尾部的二十六个压力抽头,以及一个基于蚁群算法的控制器,用于无监督学习近乎最优的控制律。成本函数的设计同时考虑了 DR 和控制功率输入。AI 控制的学习过程发现强迫产生高达 18 % 的 DR,相当于阻力系数降低 0.06,大大超过了之前报道的这种机身的任何 DR。此外,发现的强迫因素可能提供替代解决方案,即在 DR 略微牺牲的情况下大幅提高控制效率。在有控制和无控制的情况下进行的大量流量测量表明,车身周围的流动结构发生了显著变化,例如后窗上的流动分离、再循环气泡和 C 柱涡流,这些都与窗户和底座上的压力上升有关。揭示了 DR 的物理机制,以及在最佳控制或最大 DR 下改变的流动结构的概念模型。进一步将该机制与最高控制效率下的机制进行了比较。
K t = 电机扭矩系数,单位为 N m/amp K e = 电机反电动势系数,单位为 V/(rad/s) V batt = 电池电压,伏特 R tt = 电机电阻(端子到端子),欧姆 J m = 电机和螺旋桨惯性,单位为 kg m2 D r = 转子(螺旋桨)直径,单位为 m ρ = 空气密度,单位为 kg/m3 T = 螺旋桨推力,NQ = 螺旋桨扭矩,单位为 N m CT = 螺旋桨推力常数 CP = 螺旋桨功率常数 Ixx 、I yy 、Izz = 无人机惯性矩,单位为 kg m2 m = 无人机质量,单位为 kg L x 、L y = 从 CG 到电机的力矩臂,单位为 m ω x 、ω y 、ω z = 机身轴旋转速度,单位为 rad/s ψ、θ、φ = 惯性轴到机身的欧拉角,单位为 rad ux 、uy 、uz =感知位置处的体轴速度 ux cg , uy cg , uz cg = 重心处的体轴速度 ω m = 电机速度,rad/s T d = 硬件更新延迟,惯性测量单元 (IMU) T d 2 = 硬件更新延迟,OptiTrack 反馈 CG = 重心 z cg = OptiTrack 传感器测量点下方的垂直重心距离 G 输出输入 = 从输入到输出的传递函数
K t = 电机扭矩系数,N m/amp K e = 电机反电动势系数,V/(rad/s) V batt = 电池电压,伏特 R tt = 电机电阻(端子到端子),欧姆 J m = 电机和螺旋桨惯性,kg m2 D r = 转子(螺旋桨)直径,米 ρ = 空气密度,kg/m3 T = 螺旋桨推力,N Q = 螺旋桨扭矩,N m C T = 螺旋桨推力常数 C P = 螺旋桨功率常数 Ixx ,I yy ,Izz = 无人机惯性矩,kg m2 m = 无人机质量,kg L x ,L y = 从 CG 到电机的力臂,米 ω x ,ω y ,ω z = 机身轴旋转速度,弧度/秒 ψ,θ,φ = 惯性轴到机身的欧拉角,弧度 u x ,u y , u z = 感测位置处的身体轴速度 u x cg , u y cg , u z cg = 重心处的身体轴速度 ω m = 电机速度,rad/s T d = 硬件更新延迟,惯性测量单元 (IMU) T d 2 = 硬件更新延迟,OptiTrack 反馈 CG = 重心 z cg = OptiTrack 传感器测量点下方的垂直重心距离 G 输出输入 = 从输入到输出的传递函数