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 ........... 20 图 10:GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴(Rockstroh 等,2013 年)。 ........................ 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”设计方法图解(Munro & Associates,1989 年)。 ...... 24 图 13:成本与影响图“谁投射的阴影最大?”(Munro & Associates,1989 年)。 ......................................................................................................................................... 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 年)......................................................................................................... 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd 等,2011 年)。 ................................... 28 图 16:影响零件处理的几何特征(左)和其他特征(右) (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17:提高装配简易性的示例 (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:原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 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:重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26:合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 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
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
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 ........... 20 图 10:GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴(Rockstroh 等,2013 年)。 ........................ 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”设计方法图解(Munro & Associates,1989 年)。 ...... 24 图 13:成本与影响图“谁投射的阴影最大?”(Munro & Associates,1989 年)。 ......................................................................................................................................... 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 年)......................................................................................................... 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd 等,2011 年)。 ................................... 28 图 16:影响零件处理的几何特征(左)和其他特征(右) (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17:提高装配简易性的示例 (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:原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 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:重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26:合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 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
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:提高组装便利性的示例(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
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 ........... 20 图 10:GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴(Rockstroh 等,2013 年)。 ........................ 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”设计方法图解(Munro & Associates,1989 年)。 ...... 24 图 13:成本与影响图“谁投射的阴影最大?”(Munro & Associates,1989 年)。 ......................................................................................................................................... 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 年)......................................................................................................... 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd 等,2011 年)。 ................................... 28 图 16:影响零件处理的几何特征(左)和其他特征(右) (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17:提高装配简易性的示例 (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:原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 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:重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26:合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 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
提议人应提交一份 TC 或 STC 和飞行手册的副本,并附上必要的补充材料,说明空中加油机配置中对飞机施加的限制和约束。提议人还应提交一份重量和平衡报告以及重心分析。重量和平衡报告应包括装载信息、最大总重量、拟议的董事会批准的最大运行重量(在相应章节的飞机认证段落下定义)、最大着陆重量、零燃料重量和最大允许阻燃重量(计算为 9.0 磅/加仑)。重心 (c.g.)分析应包括投放和巡航配置中最前和最后的 c.g.条件。提议人还应提交油箱和浇口系统的工程图副本。
本论文的版权归作者所有。访问受上述许可约束(如果已提供)。如果上述未指定许可,则本论文中的原创内容根据 Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) 许可条款(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)获得许可。任何存在的第三方版权材料仍归其各自所有者所有,并根据其现有条款获得许可。
摘要 本文研究了在综合仿真环境中具有时变质量和惯性特性的受油机的动态建模与仿真应用,该环境包括另外两个重要因素,即具有变长度特性的软管-锥套组件动态模型和加油机尾涡引起的风效应。通过扩展 Lewis 等人推导的固定重量飞机的运动方程,推导出一组新的空中加油受油机运动方程。这些方程包括由于燃油转移和发动机燃油消耗引起的时变质量和惯性特性,并且油箱为矩形而非质点。它们是根据受油机相对于惯性参考系的平移和旋转位置和速度推导出来的。在初始受油机质量条件下,基于一组线性化方程设计了一个线性二次调节器 (LQR) 控制器。在集成仿真环境中实现了带有 LQR 控制器的接收机运动方程,用于在仿真中实现接收机的自主接近和定点保持。� 2016 中国航空学会。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
斯坦利·多尔蒂中校断言,美国空军的任何飞机都无法在没有空中加油的情况下进行快速的全球力量投射;简而言之,加油机是全球影响力的基石——全球力量。1 空中加油的早期概念包括大胆、野蛮的英勇壮举。根据战略空军司令部总部历史学家办公室的说法,空中加油的历史始于 1918 年,当时美国海军预备役飞行员戈弗雷·L·卡伯特中尉开始收集放在浮筒上的汽油罐。2 这项工作旨在测试将燃料放在船上的可行性,以便飞机可以在跨大西洋飞行期间进入并加油。1921 年 10 月 2 日,在华盛顿特区进行了一次基本的飞行加油,当时一名海军中尉在一架 Huff-Daland HD-4 飞机的后座驾驶舱内用抓钩抓起一桶五加仑的汽油
执行摘要 联邦消防机构面临着持续的挑战,即利用由地方、州、联邦和国防部共同承担的稀缺空中加油机资产来扑灭火灾。随着全球气候变化和人口增长加速野火威胁,情况的复杂性和困难度必将加剧。与此同时,全球军事承诺将继续对当前和未来的 C-130E/H/J 平台提出高利用率要求,这些平台是国家空中加油机队的重要基石。该提案是美国农业部森林服务局先前关注和围绕几项先前提交的空中加油机可行性研究进行对话的结果。它主要源于 2007 年国会预算会议,会议批准为“下一代 S-3B 固定翼空中消防加油机”计划提供资金,规定将开发适用于美国空军研究和美国森林服务局消防航空任务的双重用途技术。S-3B 是一种多用途海上攻击机,于 2009 年初从美国海军退役,使用寿命仅为其额定使用寿命的一半。Argon ST 的多任务转换 (MMC) 飞机计划是一项分阶段努力,旨在开发适合 USFS 评估的下一代空中加油机原型,同时在 AFRL 赞助下研究空中流体分配技术。第 1 阶段是一项耗资 320 万美元的设计、工程和制造工作,目前正在进行中。在第 1 阶段结束时,Argon ST 将展示能够执行多种专门危机响应和火灾测绘任务的下一代传感器系统。Argon ST 已与 NASA 的 Glenn 研究中心合作,以获得 S-3B 研究飞机的使用权。第 2 阶段是一项设计、工程和机身改造工作,旨在在 NASA/AFRL 联合赞助下为 USFS 评估提供单个 S-3B 空中加油机原型。NASA 目前运营着四架 S-3B 研究飞机;美国海军还计划在 2009 年底重新启动两到四架额外的飞机,以支持测试范围。其余的 S-3B 机队存放在亚利桑那州戴维斯-蒙森空军基地,可立即供 USFS 使用,包括近 100 架机身和超过 10 亿美元的飞机、工具、支持和备件资产——所有这些都可以零采购成本转让给 USFS。这份未经请求的提案有两卷提交给美国林务局审议;它们既是以前工作的总结,也是继续 S-3B 空中加油机原型项目的提案。空中加油机或超大型空中加油机 (VLAT),如 B747 或 DC10。第 1 卷(本文档)总结了第 1 阶段空中加油机设计的技术成果,包括对潜在 S-3B 空中加油机机队的适用性、生命周期成本、可支持性和可维护性分析。第 2 卷是一份成本提案,描述了完成空中加油机设计、获取机身和修改原型所需的第 2 阶段工作。本卷的其余部分简要概述了 S-3B 飞机、其作为空中加油机的适用性以及作为国家空中加油机机队一部分的生命周期成本分析。最重要的结论是,S-3B 空中加油机完全适合消防航空环境,可作为 II 型(2000 加仑阻燃容量)空中加油机,其响应时间比任何现有或未来的空中加油机都更短,并且比大型 I 型(3000+ 加仑)更经济、更省油。完成第 2 阶段和 S-3B 空中加油机原型的飞行测试旨在验证这些结论。通过提交此非请求提案,Argon ST 请求美国农业部林务局协助提供政府资金,用于继续开展 S-3B 空中加油机原型活动。Argon ST 期待继续与美国林务局消防和航空办公室联系,以支持该国至关重要的空中加油机机队。