I. 引言 无人机系统 (UAS) 领域已扩展到包括民用和军用在内的所有领域,并出现了许多创新用例。这些 UAS 在军事领域的应用正在取得显著进步。执行情报、监视和侦察 (ISR) 任务以及守卫职责等军事任务需要直接且耗时的人力。士兵花费大量时间进行巡逻、驻守检查站和守卫塔以实现这些任务的目标。然而,随着自主技术的进步,UAS 现在在减少人类执行这些劳动密集型任务的需求以及降低直接暴露于危险情况的风险方面发挥着重要作用。四旋翼飞行器具有垂直起降能力以及相对较高的有效载荷,为此类任务提供了绝佳平台。现在有机会整合现有能力并进一步利用潜在的 UAS。四旋翼解决方案的应用还支持国防部 (DoD) 在《2011-2036 财年无人系统集成路线图》[1] 中概述的无人系统目标。要执行 ISR 任务,UAS 需要检测威胁。传感和感知算法的最新进展使得使用基于视觉的传感器适合这项任务。UAS 需要在共享参考框架中定位威胁,并将此信息提供给士兵,以便
摘要 — 在不久的将来,城市空中交通领域的垂直起降飞机将融入民用空域,它们将具有多种级别的自主飞行能力。全球许多国家正在资助多项研究,以确定和开发使城市空中交通与现代航空一样安全的技术。这些飞机最关键的方面之一是依靠减小的机身尺寸和机上可用空间来容纳商业航空中常用的所有安全关键系统。空中数据系统是安全关键系统之一,配备了多个探头和叶片,从飞机机身外部伸出,其某些功能对于通用航空和大型飞机而言具有足够的冗余性。尽管适用于城市空中交通的适航标准尚未准备好,但全球范围内已有多项努力将在未来几年内促成型号认证标准。本文简要介绍了可用于为空气数据系统提供传感解决方案的认证技术以及几年内可认证的基于合成传感器的解决方案。该调查依赖于经过认证和可认证的创新数据传感单元,以实现现实的城市空中交通应用。为此,提出了安全评估分析,以支持本文提出的可认证空气数据传感解决方案的有效性。索引术语 — 合成传感器、城市空中交通、空气数据系统、空气数据探测器
包括自主控制(无人机)和通过无线电发射器控制的遥控飞行器 (RPV)。无人机通常用于派遣人类驾驶飞机风险很高或使用载人飞机不切实际的情况下。无人机的早期用途之一是“空中鱼雷”,设计和制造于第一次世界大战期间。多旋翼飞行器的历史可以追溯到 20 世纪 20 年代末,当时被称为四旋翼旋翼机。这些是原始的无人机,依靠机械陀螺仪保持直线水平飞行,并一直飞行直到燃料耗尽。后来,由于控制部分的复杂性和飞行员的工作量,它被单旋翼飞机所取代,也就是今天所说的直升机。但是,多旋翼无人机因其多种用途和结构完整性以及完美的稳定性而再次受到我们的欢迎。更先进的无人机可以控制飞行。随后,集成电路的发明催生了可通过电子自动驾驶仪控制的无人机。现代无人机既有自动驾驶仪,也有手动控制器。这使它们能够在自己的控制下进行长距离、安全的飞行,并在任务的复杂阶段在人类飞行员的指挥下飞行。多旋翼无人机是一种比空气重的飞机,能够垂直起降 (VTOL),由带螺旋桨的旋翼推动,这些旋翼位于与地面平行的同一平面上。
教职人员 AC Mandal,博士(印度理工学院班加罗尔分校):实验空气动力学、流动不稳定性和过渡、湍流剪切流。 AK Ghosh,博士(印度理工学院):飞行力学、神经网络、飞行测试。 A. Tewari,博士(密苏里罗拉大学):飞行力学、气动伺服弹性、空间动力学和控制。 A. Kushari,博士(佐治亚理工学院):推进、燃烧、液体雾化、流动控制。 Abhishek,博士(马里兰大学帕克分校):旋翼机气动力学、未来垂直起降/短距起降系统、飞行器设计、无人机系统、逆飞行动力学和风力涡轮机。 Ajay Vikram Singh 博士(马里兰大学帕克分校):燃烧和反应流、燃烧产生的功能性纳米颗粒、烟灰形成和氧化、火灾动力学、爆轰和爆炸。Arun Kumar P. 博士(印度理工学院坎普尔分校):亚音速和超音速喷气机、流动控制、喷气声学。Ashoke De 博士(路易斯安那州立大学):计算流体力学、湍流燃烧、燃气轮机推进。CS Upadhyay 博士(德克萨斯 A&M 大学):计算力学、损伤力学。Debopam Das 博士(印度理工学院班加罗尔分校):理论和实验流体动力学、气动声学、不稳定性与过渡、涡旋动力学。非定常空气动力学、鸟类和昆虫的飞行。
航空航天业在不断发展。初创公司和行业领导者正在重新思考一切,从飞机到太阳能农业无人机和 eVTOL(电动垂直起降)再到超音速飞行和自动门挡送货。我很高兴我们是支持客户实现航空航天业复兴的关键参与者。我们的解决方案揭示了安全且可持续的答案,以应对不断发展的航空航天界和地球所面临的挑战。考虑到当今的创新概念,您可能会认为航空航天工程和设计流程随着时间的推移发生了巨大变化,但事实并非如此。航空业一直必须设计出空气动力学高效、结构合理、坚固且安全的飞机,而当今的概念仍然需要遵循相同的基本物理定律,并遵守现有的设计和监管要求。SIMULIA 在为航空航天应用提供端到端工程解决方案方面拥有良好的业绩记录,我们强大的工具已准备好设计下一次航空航天复兴。我们与领先的航空航天制造商建立了长期的合作伙伴关系,随着我们共同努力开发制造更快、更高效的飞机的新方法,这些合作伙伴关系不断取得成果。 3D EXPERIENCE 平台将所有点连接起来,使我们能够全面解决航空航天业的每一个问题——从概念到认证的所有阶段。 与其试图解决问题,不如
自 2017 年以来,德国航空航天中心 (DLR) 一直在组织一年一度的概念飞机设计学生竞赛,名为 DLR 设计挑战赛。这项教育和培训计划旨在挑战下一代飞机设计师,其主题针对航空领域的当前研究问题。今年的挑战是关于开发空中消防系统,包括车辆和机队设计,重点强调操作驱动的设计方面。本文提出了一种下一代垂直起降消防飞机的设计,预计将于 2030 年投入使用,该飞机以四架为一组智能工作和互连。该设计赢得了 DLR 设计挑战赛 2022,基础工作涵盖初步设计,包括结构概念、空气动力学模拟、重量和平衡计算以及进水和部署概念。设计的飞机具有相当高的有效载荷比,具有垂直起飞和降落能力,同时具有高效的水平飞行性能和极具竞争力的成本基础。使用各种传感器和现代玻璃驾驶舱,结合飞行员的舒适性和不可或缺的安全因素,确保在各种天气条件和具有挑战性的火灾场景下 24 小时可操作性。由于其模块化设计,每架飞机都可以在消防淡季舒适地转换为客运或货运版本,或在任务期间提供货物和机组人员。
VAERA(紧急响应应用的垂直起降分析)的使命是设计、开发和分析用于不同灾难场景的紧急响应旋翼机。该项目目前的重点是改进载人和无人旋翼机,以用于野火救援工作。本文介绍了野火灭火载人和无人旋翼机的当前技术水平、当前的野火行动、类似飞行器的操控和飞行质量考虑因素,以及可以(有时)用于不同野火任务的无人 1000 磅以下商用现货 (COTS) 旋翼机的局限性的背景信息。利用背景信息确定了目前限制旋翼机灭火能力的技术差距,并提出了如何解决每个已确定技术差距的计划。本文确定了旋翼机在野火环境中存在的关键技术差距,包括:性能和操控/飞行品质较差、操控品质分类不充分或不存在、飞行动力学湍流建模方法未经验证以及野火任务子系统不足。虽然旋翼机在野火环境中运行存在许多问题,但本文重点关注那些尚未得到解决或需要更多关注的问题。本文的目的是教育公众了解野火扑灭旋翼机的关键技术差距,这些差距尚未在公共领域引起广泛关注,并解释解决这些技术差距所需的工作。
2D 二维 3D 三维 3GPP 第三代合作伙伴计划 5G 第五代无线蜂窝技术 6G 第六代无线蜂窝技术 ADHD 注意力缺陷多动障碍 APA 美国心理学会 ACI 人工智能 A2G 空对地 AGI 通用人工智能 AI 人工智能 AIGO 人工智能治理工作组 (OECD) AIM 人工智能事件监测 (OECD) AR 增强现实 API 应用程序编程接口 ATM 空中交通管理 BERT 双向编码器 Transformers 表示 BRL 巴西雷亚尔 CEN-CENELEC 欧洲电子和电子技术标准化委员会 COVID-19 2019 冠状病毒病 CPU 中央处理器 DICE 危险、不可能、适得其反或昂贵 DISR 澳大利亚工业、科学和资源部 DSIT 英国科学、创新和技术部 DSUT 数字供应-使用表 EASA欧盟航空安全局 ETSI 欧洲电信标准协会 EU AI 欧盟人工智能条例 EUR 欧元 EuroHPC 欧洲高性能计算联合承诺 eVTOLs 电动垂直起降 FCC 美国联邦通信委员会 FOV 视场 GDP 国内生产总值 GenAI 生成人工智能 GEO 地球静止轨道 GHz 千兆赫 GPAI 全球人工智能伙伴关系 GPU 图形处理单元 GPT 生成预训练变压器 GPT 通用技术 GSMA 全球移动通信系统 HAPS 高空平台站
近年来,技术进步推动了城市空中交通 (UAM) 的发展,这是一种替代性交通方式,其多种概念包括由按需全自动垂直起降飞机 (VTOL) 操作的车辆用于市内客运。然而,尽管人们对 UAM 的兴趣日益浓厚,但用户对它的看法仍然有限。本研究旨在基于文献中的相关工具,例如飞行器概念和地面自动驾驶汽车研究中反复出现的因素,以及接受模型,如 Davis 等人 (1989) 的技术接受模型,来识别和量化影响 UAM 的采用和使用的因素。我们制定了一份陈述偏好调查,以评估用户对采用时间范围的看法,包括服务实施的前六年、“不确定”和“从不”等选项。使用探索性因子分析以及合适的离散选择模型、多项逻辑模型 (MNL) 和有序逻辑模型 (OLM) 的指定和估计来评估所获得的结果,以采用时间范围为因变量。研究结果表明,安全性和信任、对自动化的亲和力、数据关注度、社会态度以及社会人口统计对于采用至关重要。节省时间的价值、对自动化成本的认知以及服务可靠性等因素也被发现具有很大的影响力。还有迹象表明,持怀疑态度的受访者(即回答“不确定”)的行为与晚期和非采用者相似,即采用时间范围超过六年或回答“从不”。总结结果以扩展的城市空中交通技术接受模型来表示,并为政策制定者和行业利益相关者提供了见解。
AC 27-1B 和 AC 29-2C 中的指导不包含姿态系统的安装性能标准。AC 20-181 和 RTCA/DO-334 确实定义了不使用万向节传感器的捷联式 AHRS 的最低操作性能标准。但是,这些标准在 AC 27-1B 或 29-2C 中没有引用。不使用万向节传感器的捷联式 AHRS 系统的使用增加,其中可能包括校正对数,从固定翼过渡到旋翼机设计。这种转变给旋翼机安装带来了一些性能挑战。其中一些设计使用了固态加速度计(每个飞行轴一个),难以区分旋翼机运动和安装平台的正常振动频谱。此外,所使用的某些对数依赖于参数,在旋翼机低速环境中,这些参数会导致不可接受的误差。其他垂直起降飞机(如倾转旋翼机)也可能存在类似问题。DO-334 还定义了与传统旋翼机相关的可接受机动;但是,这可能不涵盖其他类型 VLOAL 的所有适当飞行测试参数,即:倾转旋翼机转换模式。在这些情况下,可能需要一份问题文件来定义额外的飞行测试机动。DO-334 表 2-1 定义了安装姿态性能的可接受性能标准,针对表 3-1 中定义的机动的动态条件类别 A5。除了表 2-1 中定义的机动之外,倾转旋翼机可能还需要其他机动。对于旋翼机/倾转旋翼机安装,DO-334 附录 A - 使用模拟验证设备性能是不可接受的。