摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可产生最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、增升系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是使用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如重新设计的增升系统显示增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据尚未完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可产生最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、增升系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是使用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如重新设计的增升系统显示增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据尚未完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
I.简介 制造新的或修改现有的飞行器是一个复杂且耗时的过程。工程师必须就飞行器配置和飞行控制设计做出决策,以确保满足系统级规范。对硬件的任何更改都非常昂贵且耗时。因此,在构建任何硬件之前尽可能地完成和验证设计非常重要。基于模型的设计使工程师能够在设计过程的早期阶段测试和验证他们的想法,此时对设计进行更改仍然相对容易且便宜。在本文中,我们使用一种新型轻型飞机设计的示例来介绍一种快速迭代飞行器几何配置和飞行控制设计的方法。本文介绍了稳定性和控制工程师在设计过程的早期阶段通常要经历的步骤。这些步骤包括:定义飞行器的几何形状、确定飞行器的空气动力学特性、创建模拟以验证性能以及设计飞行控制律。这些步骤中的每一个都可能是一项耗时的任务。在本文中,我们介绍了简化这些步骤并确保快速迭代设计的工具和技术。我们首先讨论一种基于飞行器几何形状确定飞行器空气动力学特性的方法。我们讨论美国空军数字数据汇编 (Datcom) 软件,并介绍 Digital Datcom 对我们特定飞行器配置的分析结果。然后,我们演示如何快速轻松地将从 Digital Datcom 获得的结果导入 MATLAB® 进行进一步分析。我们说明了对空气动力学稳定性和控制系数及导数的初步分析可以揭示有关飞行器性能和稳定性的信息。然后,我们将展示如何快速创建飞行器的模拟。我们将讨论运动方程的建模、作用于飞机的力和力矩的计算、传感器和执行器等飞行器部件的建模,以及大气、重力和风阵等环境影响的建模。我们将演示如何在模拟中使用 Digital Datcom 的空气动力学系数来快速计算作用于飞行器的空气动力和力矩。接下来,我们将讨论飞行控制设计技术。我们还展示了如何针对纵向飞行控制的具体示例有效地设计内环和外环控制器。以我们飞机的纵向控制设计为例,我们展示了如何轻松地线性化仿真模型,以及如何设计满足时域和频域规范的控制器。
亚当·科利斯 177917 亚当·琼斯 200946 雷切尔·沙克 177932 埃文·佩里 188818 T. 沃森 191304 戴夫·达特兹 204726 戴夫·欧文斯 204725 贝弗利·比斯利 202245 戴夫·奥布莱恩 191303 本·马歇尔 192965
vv CBT 无法提供完整的培训解决方案。v 混合使用:讲座、CBT、实践培训、实地考察。v 纯学生节奏的 CBT 不起作用。v 将学生节奏的 CBT 限制为每天 3 小时。v 人类的大脑不是存储区。v 提供易于使用的检索系统。
一方面,图 1 显示了我们活动的教育目的,该目的在 [1](本次大会上发表的论文)中得到了广泛讨论,另一方面,它强调了我们的研究如何融入更广泛的飞机概念设计研究。图 1 还表明,我们工作的主要特点是引入了新的参数化 3D CAD 技术,这些技术已经变得重要,即使不是最重要的,也是必不可少的。新的参数化 3D CAD 技术的主要作用、这些技术在飞机概念设计活动中的使用方式以及针对优化 3D CAD 工具利用率的研究已在 [7] 中讨论过,并将在下一段中讨论。图 1 还提醒我们在数字模型分析中使用 3D CAD 软件工具,即研究机身内部的子系统安装。我们已经在之前的一项工作 [8] 中应用了这项技术,该工作展示了概念级数字模型 (DMUCL) 的实用性。第 3 段将讨论如何有效实施 DMUCL。最后,第 4 段将考虑 DMUCL 分析可以带来的优势。这些优势部分已在 [7] 中讨论过,部分源于现在详细阐述的方法 [9] 中 DMUCL 集成的可能性。本文介绍的整个研究活动都是针对名为 SCALT(超音速战斗经济型轻型教练机或安全竞争型高级轻型教练机)的高级教练机(也可能用于作战用途)量身定制的,并在 DIASP 上进行了详细阐述。SCALT 的研究和实施在 [10] 和 [11] 中引起了广泛的争论。
一方面,图 1 显示了我们活动的教育目的,该目的在 [1](本次大会上发表的论文)中得到了广泛讨论,另一方面,它强调了我们的研究如何融入更广泛的飞机概念设计研究。图 1 还表明,我们工作的主要特点是引入了新的参数化 3D CAD 技术,这些技术已经变得重要,即使不是最重要的,也是必不可少的。新的参数化 3D CAD 技术的主要作用、这些技术在飞机概念设计活动中的使用方式以及针对优化 3D CAD 工具利用率的研究已在 [7] 中讨论过,并将在下一段中讨论。图 1 还提醒我们在数字模型分析中使用 3D CAD 软件工具,即研究机身内部的子系统安装。我们已经在之前的一项工作 [8] 中应用了这项技术,该工作展示了概念级数字模型 (DMUCL) 的实用性。第 3 段将讨论如何有效实施 DMUCL。最后,第 4 段将考虑 DMUCL 分析可以带来的优势。这些优势部分已在 [7] 中讨论过,部分源于现在详细阐述的方法 [9] 中 DMUCL 集成的可能性。本文介绍的整个研究活动都是针对名为 SCALT(超音速战斗经济型轻型教练机或安全竞争型高级轻型教练机)的高级教练机(也可能用于作战用途)量身定制的,并在 DIASP 上进行了详细阐述。SCALT 的研究和实施在 [10] 和 [11] 中引起了广泛的争论。
一方面,图 1 显示了我们活动的教育目的,该目的在 [1](本次大会上发表的论文)中得到了广泛讨论,另一方面,它强调了我们的研究如何融入更广泛的飞机概念设计研究。图 1 还表明,我们工作的主要特点是引入了新的参数化 3D CAD 技术,这些技术已经变得重要,即使不是最重要的,也是必不可少的。新的参数化 3D CAD 技术的主要作用、这些技术在飞机概念设计活动中的使用方式以及针对优化 3D CAD 工具利用率的研究已在 [7] 中讨论过,并将在下一段中讨论。图 1 还提醒我们在数字模型分析中使用 3D CAD 软件工具,即研究机身内部的子系统安装。我们已经在之前的一项工作 [8] 中应用了这项技术,该工作展示了概念级数字模型 (DMUCL) 的实用性。第 3 段将讨论如何有效实施 DMUCL。最后,第 4 段将考虑 DMUCL 分析可以带来的优势。这些优势部分已在 [7] 中讨论过,部分源于现在详细阐述的方法 [9] 中 DMUCL 集成的可能性。本文介绍的整个研究活动都是针对名为 SCALT(超音速战斗经济型轻型教练机或安全竞争型高级轻型教练机)的高级教练机(也可能用于作战用途)量身定制的,并在 DIASP 上进行了详细阐述。SCALT 的研究和实施在 [10] 和 [11] 中引起了广泛的争论。