AFLoNext 是一个为期四年的项目,由欧盟委员会在第七框架计划下资助。该项目的主要目标是验证和完善用于新型飞机配置的极具前景的流动控制和降噪技术,以在提高飞机性能和减少环境足迹方面迈出一大步。该项目联盟由来自 15 个国家的 40 个欧洲合作伙伴组成。构成 AFLoNext 科学概念的六条技术流之一涉及减轻和控制起飞和降落期间起落架区域的振动。起落架附近的结构部件,例如起落架壳壁、支柱或起落架门,通常会承受显著的动态载荷。这些载荷源于波动的气动压力和由此产生的结构振动。机身下方高度波动且复杂的气动流动行为会导致结构部件上的非稳定压力。本文介绍了用于预测此类动态载荷的 CFD 方法,并介绍了使用混合 RANS-LES 模型和格子波尔兹曼方法计算的一些初步结果。与飞行测试数据的比较验证了这些 CFD 模拟的真实性。
从飞机上,包括通过使用货舱,是在弹射装置中实现的方法 [2, 3]。能够适应外部因素影响的方法,从航空航天设备驱动系统领域的工程控制水平来看,被认为是最现代的方法。它允许独立且高精度地确保在飞机的所有战斗飞行模式下导弹安全分离所需的参数,而无需获得影响投放物体的气动载荷的初步数据。该方法在梁支架装置 [4] 中实现。
摘要 飞机水平稳定器容易因气流与机翼分离以及随后尾流对稳定器结构的冲击而发生疲劳损坏,这被称为抖振事件。在本研究中,先前开发的等几何混合壳方法在动态分析环境中重新表述,以使用不同的俯仰角模拟飞机起飞。提出的 Kirchhoff-Love (KL) 和连续壳混合允许使用连续壳对飞机水平稳定器的关键结构部件进行建模,以获得高保真度的 3D 应力,而使用计算效率高的 KL 薄壳对不太重要的部件进行建模。施加的气动载荷是由混合浸入几何和边界拟合的计算流体动力学 (CFD) 分析生成的,以准确记录稳定器外表面上的动态激励。具体来说,为了节省计算量,除了机翼和稳定器之外的整个飞机都浸入基于浸入几何分析 (IMGA) 概念的非边界拟合流体域中,而围绕飞机机翼和稳定器的网格是边界拟合的,以准确计算稳定器上的气动载荷。然后将获得的载荷时间变化应用于水平稳定器的动态混合壳分析,并评估高保真应力响应以进行后续疲劳评估。然后进行简单的频域疲劳分析,以评估稳定器的抖振引起的疲劳损伤。代表性水平稳定器的稳态和动态非线性混合壳分析结果证明了所提方法的数值精度和计算效率。
摘要 飞机水平稳定器容易因气流与机翼分离以及随后其尾流对稳定器结构的冲击而发生疲劳损坏,这被称为抖振事件。在本文中,之前开发的等几何混合壳方法在动态分析设置中被重新制定,以模拟使用不同俯仰角的飞机起飞。所提出的 Kirchhoff-Love (KL) 和连续壳混合允许使用连续壳对飞机水平稳定器的关键结构部件进行建模,以获得高精度 3D 应力,而使用计算效率高的 KL 薄壳对不太重要的部件进行建模。施加的气动载荷由混合浸入几何和边界拟合的计算流体动力学 (CFD) 分析生成,以准确记录稳定器外表面的动态激励。具体来说,为了节省计算量,除了机翼和稳定器之外的整个飞机都浸入基于浸入几何分析 (IMGA) 概念的非边界拟合流体域中,而围绕飞机机翼和稳定器的网格则采用边界拟合,以准确计算稳定器上的气动载荷。然后将获得的载荷时间变化应用于水平稳定器的动态混合壳分析,并评估高保真应力响应以进行后续疲劳评估。然后进行简单的频域疲劳分析,以评估稳定器的抖振引起的疲劳损伤。代表性水平稳定器的稳态和动态非线性混合壳分析结果证明了所提方法的数值精度和计算效率。
摘要:本研究旨在建立常规风洞试验中路基上空边界层与列车模型气动载荷之间的相关性。首先,通过PIV实验测试方法研究了不同前缘角(15°、30°、45°)下路基周围的流动特性。然后,开展了高速列车气动性能风洞试验。将结果与以前的动模型试验数据进行了比较。结果表明,由于边界层的存在,作用在列车头部下部的压力减小,而其他位置的影响不明显。这是列车气动阻力和升力减小的原因。此外,随着边界层厚度的增加,减小效果更加明显。所获得的实验结果可作为高速列车风洞试验的气动力校准。
典型的教练机为三轮式飞机,由一个前起落架和两个主起落架组成。为了保持空气动力学上光滑的表面,着陆舱门应盖上门。前起落架门通过三个铰链连接到飞机机身,铰链由连接到中央铰链的液压执行器驱动。NLG 门结构由两层铝皮制成,中间有加强筋,借助紧固件使其成为箱形结构。铰链由铝合金加工而成,通过钢合金螺栓固定在结构上。前起落架门设计用于抵抗不同条件下的临界气动载荷。使用 MSC/NASTRAN 对给定的边界条件和载荷进行前起落架门结构分析。对临界载荷情况进行静态强度和紧固件检查。对 NLG 门进行正常模式分析,以检查门相对于飞机结构的固有频率,以避免共振。关键词:- 前起落架门、正常模式分析和有限元分析。
摘要:本出版物介绍了利用新版四级算法(FLA)对典型区域飞机机翼进行复杂参数强度研究的结果,该算法改进了负责分析气动载荷的模块。此版本的 FLA 以及基础版本都致力于通过同时使用不同的分解原理来显著减少复杂机身强度分析的时间和劳动力投入。基础版本包括机身四级分解和强度任务分解。新版本在确定临界载荷工况的过程中实现了对载荷工况替代变体的额外分解。这种算法非常适合具有广泛气动概念的区域飞机的强度分析和机身设计。本文对大展弦比机翼新版 FLA 的验证结果证实了该算法在减少设计初期机身强度分析的时间和劳动力投入方面的高性能。在参数化设计研究期间,获得了一些具有大展弦比的支柱支撑机翼的有趣结果。
摘要:飞行器的安全监测与跟踪越来越重要。在气动载荷作用下,飞行器机翼会产生较大的弯曲和扭转变形,严重影响飞行器的安全。飞行器机翼载荷的变化直接影响飞行器基线的地面观测性能。为了补偿机翼变形引起的基线变形,需要准确获取机翼外形的变形量。传统的飞行器机翼外形测量方法不能同时满足体积小、重量轻、成本低、抗电磁干扰、适应复杂环境等要求,用于飞行器机翼外形测量的光纤传感技术已逐渐被证明是一种具有许多优良特性的实时、在线动态测量方法。本文综述了光纤光栅传感器(FBG)的原理、技术特点和胶接技术。对比分析了其他测量方法的优缺点,重点分析了FBG传感技术在飞机机翼外形测量中的应用现状。最后对提高基于FBG传感技术的飞机机翼外形测量精度提出了综合建议。
德国劳氏船级社指南允许以两种完全不同的方式计算载荷谱。在所谓的“简化载荷谱”的情况下,载荷分量的最大波动幅度为额定风况下该分量纯气动载荷平均值的±75%,以及与质量相关的载荷的叠加。GL 指南中允许的第二种方法是根据时间域中的模拟结果计算载荷谱。对于多个平均风速,计算载荷分量的时间相关特性时要考虑风的自然空间湍流。使用雨流法将它们转换为载荷谱。在参数研究中,根据这两种方法计算载荷谱并进行比较。计算适用于额定功率为 100 kW 至 2000 kW、具有两个和三个叶片的涡轮机,以及失速控制和俯仰控制涡轮机。通过 1 P 疲劳等效载荷谱将计算出的载荷谱与每个载荷谱进行比较。介绍了各个参数的影响,以及简化载荷谱的有效性。
摘要:飞机的安全监测与跟踪越来越重要,在气动载荷作用下,飞机机翼会产生较大的弯曲和扭转变形,严重影响飞机的安全。飞机机翼载荷的变化直接影响飞机基线的地面观测性能,要补偿机翼变形引起的基线变形,需要准确获取机翼外形的变形量。传统的飞机机翼外形测量方法不能同时满足体积小、重量轻、成本低、抗电磁干扰、适应复杂环境的要求,而用于飞机机翼外形测量的光纤传感技术已逐渐被证明是一种具有许多优良特性的实时、在线动态测量方法。本文综述了光纤光栅传感器(FBG)的原理技术特点和胶接技术,对比分析了其他测量方法的优缺点,并着重分析了FBG传感技术在飞机机翼外形测量中的应用现状。最后对提高基于FBG传感技术的飞机机翼外形测量精度提出了综合建议。