本节将阐述测试类型、程序、仪表要求、数据分析和呈现,以及进行定义飞机操纵品质所需的各种测试的目的。一般而言,操纵品质测试用于定义飞机的基本稳定性和控制特性、定义飞机如何响应飞行员或其他输入,以及定义在操作范围内保持安全飞行的技术。操纵品质和飞行品质这两个术语通常同义使用;但是,有时会区分这两个概念。飞行品质通常是指由飞机的稳定性和控制特性决定的一组属性。操纵品质反映了飞行员使用具有一组特定飞行品质的飞机执行任务的情况。
先进的航空电子系统:机载通信系统(甚高频和高频收发器、甚大线模式;导航通信系统;紧急无线电示位标);电传飞行控制(FBW 飞行控制特性、安全性和完整性、冗余度和故障生存、数字化实施和问题、飞行控制软件功能);飞机综合系统(几乎所有飞机姿态和飞行路径指挥和控制参数的综合系统以及飞行指引仪和自动驾驶系统的模式报告、实时软件和先进的分布式架构)。
客户:法兰克福市政污水处理厂 流体:空气,70°C,鼓风机压力:1.65 bar 绝对值,流量:3700 Nm³/h 任务: - 改善以前使用的手动蝶阀的控制特性。 - 系统控制自动化 - 通过使用低压损阀降低能耗 解决方案:安装具有优化特殊控制几何形状的电动 GEFA-DOMINO 控制滑块 DN 250,代替使用的蝶阀 DN 300,在阀门完全打开和最大流量时压力损失约为 1.98 mbar。 结果:节省能源成本,在调试后运行约 1 年后,可摊销约 50,000 欧元的投资。
在初步设计操作中,经常需要快速且经济地估计气动稳定性和控制特性。在这样的环境中,广泛应用复杂的自动估计程序通常会在时间和计算机成本方面令人望而却步。类似的低效率也伴随着手工计算程序,这可能需要花费大量工时,特别是如果涉及配置权衡研究,或者需要在一系列飞行条件下进行估计。美国空军稳定性和控制 Datcom 的基本目的是提供初步设计应用中估计稳定性和控制特性的方法的系统摘要。与此理念一致,数字 Datcom 计算机程序的开发是一种快速且经济地估计气动稳定性和控制特性的方法。
NASA 航空安全计划下飞机失控建模的计算能力。主要目标是开发可靠的计算工具,用于预测和分析影响安全飞行的飞机失速边界附近的非线性稳定性和控制特性,并利用这些预测创建增强的飞行模拟模型,以改善飞行员训练。在资源有限的情况下完成如此雄心勃勃的任务需要与各种计算空气动力学家和飞行模拟专家建立密切的合作关系,以利用他们各自的研究成果来创建 NASA 工具以实现这一目标。已经取得了相当大的进展,但仍有工作要做。本文总结了 NASA 为建立飞机失控建模的计算能力所做的努力的现状,并为未来的工作提出了建议。
超材料是人造结构,表现出可以在土木工程应用中利用的波浪控制特性。中,局部共振的超材料能够在波长上控制和操纵波长比单位细胞大小的尺寸几倍,因此对于低频振动抑制很有用。本文介绍了0.4 m厚的基于超材料的面板的设计,安装和验证,以缓解铁路引起的振动。屏障包括由四个由外部细长钢钢筋连接在一起的混凝土金字塔制成的局部谐振单元。单位电池在数值和实验上都是从动态的角度来表征的,然后在Elze(德国)的火车站的障碍物上进行全尺度现场测试。此测试验证了基于超材料的面板在与数值和实验室测试的良好一致的谐振频率下提供低频缓解10 dB的有效性。
摘要。本文讨论了地面可变稳定性飞行模拟器的开发。该模拟器旨在满足飞行员对飞行品质的训练要求。这一要求来自印度空军一流的飞行测试学校。该模拟器还为研究人员和航空航天学生提供了一个平台,使他们能够了解飞机动力学、研究飞机配置设计、飞行力学、制导和控制以及评估自主导航算法。飞机模型是使用开源数据构建的。该模拟器通过优化技术得到加强,以配置可变的飞机稳定性和控制特性来飞行并评估飞行品质的各个方面。通过一系列针对不同飞机稳定性条件的工程师和飞行员在环模拟来评估该方法。所选任务是经过验证的 CAT A HUD 跟踪任务。该模拟器还可以重新配置以承载增强型战斗机,试飞员团队可以将其作为飞行模型评估其功能完整性。
几年前,当我加入航空学院时,我收到了一套破旧的讲义,并被邀请为研究生讲授飞机稳定性和控制。检查这些笔记可以发现,它们的根源可以追溯到 W.J. 的工作。Duncan,这也许并不奇怪,因为 Duncan 是 50 年前克兰菲尔德的第一位空气动力学教授。毫无疑问,这是一种荣幸,一开始,能够有机会追随这样一位杰出学者的脚步,这让我感到非常畏惧。从那个卑微的开始,我对这个主题的理解不断发展到现在的形式,为本书奠定了基础。飞机稳定性和控制的经典线性理论是永恒的,它相对简单,非常出色,并且在空气动力学领域中根深蒂固。那么有什么新东西呢?简短的回答是:没有太多。然而,今天,这些材料的使用和应用方式已经发生了很大变化,这主要是由于数字计算机的出现。计算机是分析和设计的主要工具,也是所有先进技术飞机所依赖的现代飞行控制系统的重要组成部分。尤其是后者的发展已经并将继续对现在使用主题材料的方式产生重大影响。仅通过空气动力学设计来调整先进技术飞机的稳定性和控制特性已无法保证良好的飞行和操纵品质。飞行控制系统现在通过以有益的方式增强机身的稳定性和控制特性,在确定飞机的飞行和操纵品质方面发挥着同样重要的作用。因此,该主题必须不断发展,以促进与飞行控制的整合,而今天,综合主题的范围更加广泛,更经常被称为飞行动力学。本书中材料的处理反映了我多年来使用、应用和教授它的个人经验。我的成长经历是作为航空电子行业的系统工程师获得的,当时的重点是飞行控制系统的设计。然而,这种材料至关重要的空气动力学起源仍然清晰可见,对此我不能居功。近年来,除了教授该学科的正式课程外,我还很荣幸花了很多时间在航空学院的机载实验室飞机上教授经典材料。这段经历使我能够将材料从邓肯在航空学院成立初期引入的经典处理方法发展到目前的处理方法,这种处理方法偏向于现代系统应用。现代飞行动力学往往关注更广泛的飞行和操纵品质问题,而不是传统的、更有限的稳定性问题
飞机设计阶段(概念阶段和初步阶段)本质上必然是协作的。本文进行的一个示例设计使两个学术小组(一个在那不勒斯,一个在斯德哥尔摩)使用他们自己的工具 ADAS 和 CEASIOM 分别进行概念设计和初步设计,从而实现了设计的协作方面。ADAS 工具主要基于经验的设计方法,而 CEA-SIOM 工具主要基于物理的设计方法。所选示例是符合 FAR-23 标准的 16 座双涡轮螺旋桨飞机。ADAS 概念设计产生的高翼配置被选为 CEASIOM,在其中构建了几何的防水模型,生成了体积网格,并通过欧拉方程的解模拟了 16 种飞行条件,一些飞行条件为螺旋桨关闭,另一些飞行条件为螺旋桨开启,以判断螺旋桨洗对主翼和水平尾翼表面的影响。对 ADAS 结果和 CEASIOM 结果的稳定性和控制特性进行了详细比较。总体而言,这两组结果具有合理的一致性,因为 ADAS 中的经验主义考虑了粘性效应,而 CEASIOM 纯粹是无粘性的(但非线性)。最大的差异出现在水平尾翼的俯仰力矩贡献中,对此提出了各种解释,包括主翼下洗和尾流对