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“尽管计算机科学的应用使得应力分析能力取得了巨大进步,但最终评估新结构概念和材料系统的基本工具和最强大的工具仍然是通过结构测试进行实验评估。评估先进飞行器概念的结构测试设施要求面临的挑战涉及双重问题:(a)定义测试计划范围和测试件的大小,同时(b)考虑到设施开发和运营成本几乎呈指数级增长,因为提供越来越苛刻的环境模拟来代表飞行环境中结构上重要的条件。上述两个相互依赖的结构测试方面必须得到满足,以使结构设计师对其新配置和材料选择有足够的信心,并愿意将此设计用于载人飞行器。”例如,“未来航空飞行器推力和功率大幅增加的趋势将对声学领域的开发测试设施提出独特的要求。各种声学问题需要实验室能够模拟声学引起的结构和声音传输问题、模拟空气动力学产生的噪声,并允许进行发动机噪声抑制的全尺寸实验。目前正在运行或即将完工的设施将能够满足近期的许多要求。必须扩展此模拟能力或建造新的更大的设施,以应对 1970 年至 1960 年代期间的全尺寸测试问题。”
图 1:光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。.............................................................. 2 图 2:使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。......... 3 图 3:塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com).................................... 4 图 4:简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。.............................................................. 4 图 5:粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。................................................ 5 图 6:FDM 工艺图 (Reprap.org)。.................................................................... 7 图 7:DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。.................................... 11 图 8:MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com) .................................... 14 图 9:简化的挤压系统,说明轴位置 (Wikipedia.org)。........... 20 图 10:GE Aviation 的增材制造燃油喷嘴 (Rockstroh 等人,2013)。......... 21 图 11:通过 DMLS (EADS) 优化和制造的两个航空航天支架。....... 23 图 12:"Over-the-wall" 设计方法的说明 (Munro & Associates,1989)。...... 24 图 13:成本与影响图“谁投下的阴影最大?” (Munro & Associates,1989)。...................................................................................................................................... 24 图 14:显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表(Boothroyd & Dewhurst,2011)............................................................................................. 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd et al,2011)。................... 28 图 16:影响零件处理的几何(左)和其他(右)特征(Boothroyd et al,2011)。...................................................................................................................................... 28 图 17:提高组装简易性的示例(Boothroyd et al,2011)。................................ 28 图 18:影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。...................................................................................................................... 30 图 19:影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。................................................................................................ 31 图 20:原始控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。...................................................... 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。........................................................................................................................................... 34 图 22:当前门铰链的组件。........................................................................................................... 35 图 23:两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向(湾流宇航)。.................................................................................................................................... 36 图 24:弹簧球和铰链止动器的特写............................................................................. 37 图 25:重新设计的用于增材制造的门铰链。.................................................... 39 图 26:鹅颈加固前后的视觉对比。........... 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉对比。........... 41 图 28:原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。......... 43 图 29:重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。.... 43
确保电传操纵系统安全性的方法:空客 VS 波音 Andrew J. Kornecki、Kimberley Hall 安柏瑞德航空大学 美国佛罗里达州代托纳比奇 < kornecka@erau.edu > 摘要 电传操纵 (FBW) 是一种飞行控制系统,使用计算机和相对较轻的电线来取代飞行员驾驶舱控制装置和移动表面之间的传统直接机械连接。FBW 系统已用于制导导弹,随后用于军用飞机。商用飞机实施延迟是由于需要时间开发适当的故障生存技术,以提供足够的安全性、可靠性和可用性。软件生成对高完整性数字 FBW 系统的总工程开发成本贡献很大。讨论了与软件和冗余技术相关的问题。空中客车和波音等领先的商用飞机制造商在其民用客机中采用了 FBW 控制。本文介绍了他们的方法、控制理念的差异以及实现航空公司运营所必需的同等安全保障水平的实施情况。关键词 航空电子、软件工程、软件安全、容错 1.简介 电传操纵 (FBW) 系统是一种基于计算机的飞行控制系统,它用更轻的电线取代了飞行员驾驶舱控制装置和移动表面之间的机械连接。飞行员通过控制飞机机翼和尾翼上的可移动部件(称为飞行控制面)来操纵飞机。计算机将飞行员的命令转换为传送到控制面的电脉冲。空中客车和波音在其商用飞机中利用 FBW 的方式略有不同。本文的目的是比较商用飞机制造商在实施 FBW 系统时使用的不同方法。本文试图从系统和软件工程设计决策的角度来探讨系统的可用性和安全性。