TEPCE 是一颗 3U 立方体卫星,旨在探索使用电动力推进航天器的可行性。推进力是通过沿着连接两个航天器末端质量的长线(称为系绳)传导电流产生的。当航天器沿其轨道移动时,地球磁场会在磁场和系绳中的电子之间产生洛伦兹力,从而为航天器提供推力。它不需要化学或其他传统燃料源。TEPCE 是首批自给式电动力推进航天器之一。TEPCE 于 2019 年 6 月 25 日搭载 SpaceX Falcon Heavy 火箭发射。这是一艘成功的航天器,展示了可使航天器利用电动力学原理进行机动的机械和电气系统。
我们新兴的航天文明开发商业太空通道是一项简单的努力,主要由推进力和可靠性决定。最初的重点应该是可安排的、可靠的低地球轨道 (LEO) 通道。多年来,我们已经知道完成这项任务的方法,但缺乏专门的有组织的努力。关键要求是开发一个强大的、不一定是低成本的基础设施,没有它,商业开发低地球轨道和月球将是不可能的。这是一个技能问题;基于耐用、可靠和经过验证的组件的操作硬件;以及操作系统。这不一定是技术问题。然而,技术的发现和开发对于未来地球环境以外的太空旅行是必要的。本文通过提供与开发用于进入太空的众多系统相关的历史细节的连续记录来解决这些问题。
涡轮机械仍然需要将可再生、化学或潜在能源高效地转化为推进力、机械能或电能。对效率、可用性、减少占地面积和拥有成本的日益增长的需求对设计方法提出了根本性的挑战,设计方法的准确性需要不断提高才能跟上新材料、流体和燃料类型、制造方法和技术的步伐。本文讨论了设计方法的最新趋势,这些方法利用人工智能和高清模拟技术,通过从多个来源收集设计数据来指导设计过程并提高设计验证的准确性。这种方法已经成功应用于航空和热设计以及材料和流体工程的关键领域。未来,机器学习和高清方法的协同使用可能让研究人员在设计循环框架内进行可靠的虚拟测试,以减少设计时间和风险。
我们新兴的航天文明开发商业太空通道是一项简单的努力,主要由推进力和可靠性决定。最初的重点应该是可安排的、可靠的低地球轨道 (LEO) 通道。多年来,我们已经知道完成这项任务的方法,但缺乏专门的、有组织的努力。关键要求是开发一个强大的、不一定是低成本的基础设施,没有它,商业开发低地球轨道和月球就不可能实现。这是一个技能问题;基于耐用、可靠和经过验证的组件的操作硬件;以及操作系统。这不一定是技术问题。然而,技术发现和开发对于未来地球以外的太空旅行是必不可少的。本文通过提供与开发用于提供太空通道的无数系统相关的历史细节的连续记录来解决这些问题。
摘要:美国联邦航空局修改了普通、通用、特技和通勤类飞机的适航标准,用基于性能的适航标准取代了目前的规定性设计要求。对于最大座位数为 19 名或更少、最大起飞重量为 19,000 磅或更少的飞机,这些标准还将小型飞机法规中当前的重量和推进力划分替换为基于性能和风险的划分。这些适航标准基于并将维持当前小型飞机法规的安全水平,但有关失控和结冰的领域除外,这些领域的安全水平已提高。美国联邦航空局采用了额外的适航标准来解决结冰条件下的飞行认证、增强的失速特性和防止多引擎飞机偏离受控飞行的最低控制速度。这项规则的制定是为了响应国会在 2013 年小型飞机振兴法案中提出的要求。
飞机设计需要不同学科的贡献,这些学科通常由飞机开发过程中的不同专业小组代表。在受控飞行系统动力学的设计和评估中,这一点显而易见。具体而言,基本飞行动力学模型包括飞机几何形状和质量的描述以及运动方程和环境影响,例如重力、大气和风/阵风。基本飞行动力学受到空气动力学和推进力的影响,这两个学科涉及其他两个不同的学科。飞行动力学与机载系统相互作用,机载系统可分为激励器、传感器和控件。请注意,激励器由控制面(例如升降舵)和驱动它们的执行器组成。优化飞行动力学和系统之间的相互作用是提高运行效率的一个重要研究领域。例如,控制面可以设计成“恰到好处”的尺寸和动态性能,以尽量减少质量
顶点项目是设计一架轻型攻击机。设计任何类型的飞机时都必须考虑许多不同的组件,包括但不限于重量、推进力、燃油效率、空气动力学、尺寸和成本。但是,在专门设计攻击机时,必须包括防御机制以及武器装备。在设计造成伤害的东西时会出现一个道德问题:无论需要何种手段,工程师在改进军事技术方面的作用是否有益于社会?在整个学期中,我们将在顶点项目的进展过程中开设一门工程伦理课程,这将有助于激发许多科学家和工程师每天都面临的这种道德困境的冲突,现在在设计轻型攻击机时也面临着这种困境。
灵活月球探索架构 (FLARE) 的概念是将四名机组人员送上月球表面,在月球表面停留至少七天,然后安全返回地球。只要组件车辆投入运行,FLARE 就可以实施。FLARE 是作为 NASA 载人着陆系统 (HLS) 参考架构的替代方案而开发的,该架构来自 2019 年创建的设计分析周期 (DAC) #2。DAC2 指南要求在近直线晕轨道 (NRHO) 中使用 Gateway 车辆。相反,FLARE 选择低月球冻结极地轨道 (LLFPO) 进行组件的月球会合,并选择 Gateway 车辆。LLFPO 提供每 2 小时飞越南极一次的稳定轨道,确保可以轻松进入月球表面进行表面中止,并且推进剂需求比 NRHO 低得多。最小 FLARE 概念使用一次太空发射系统 (SLS) 发射、一个猎户座火箭、一个欧洲服务舱 (ESM) 和一个载人着陆器(通过商用飞行器发射)。FLARE 增加了 SpaceTug,它以成熟成功的 ULA“通用”半人马座上面级运载火箭为基础,经过修改后可打造出地月转移飞行器。在 FLARE 基线任务中,SpaceTug 提供将猎户座 + ESM 从 LLFPO 返回地球所需的推进力。SpaceTug 还提供推进力,将单独的载人着陆器组件——下降组件 (DE) 和上升组件 (AE)——从低地球轨道 (LEO) 运送到 LLFPO。然后,SLS Block 1 发射猎户座 + ESM,并与 LLFPO 中配对的 DE + AE 组件完成会合。FLARE 提供基线任务以外的可选阶段。 SpaceTug 可以将计划中的 Gateway 组件(包括动力和推进元件 (PPE) 和居住和后勤前哨 (HALO))运送到 LLFPO。FLARE 提供了一种将前体设备运送到月球表面以增强和延长载人任务的选项。借助这些组件(包括充气居住舱和气闸舱、个人机组人员机动车、现场资源利用 (ISRU) 演示以及科学和技术实验),机组人员可以在月球表面探索和进行科学研究长达 14 天。
人工控制动物运动有可能同时解决软体机器人长期以来在驱动、控制和功率要求方面的挑战。机器人对运动的操纵还可以解决以前无法解决的生物生物学问题,否则这些问题仅限于观察自然发生的行为。在这里,我们展示了一种生物混合机器人,它使用机载微电子设备来诱导活水母游泳。测量表明,通过以比自然行为更快的最佳频率范围驱动身体收缩,可以大大增强推进力。游泳速度可以提高近三倍,而动物的代谢消耗仅增加两倍,微电子设备的外部功率输入为 10 mW。因此,这种生物混合机器人每单位质量使用的外部功率比文献中报道的其他水上机器人少 10 到 1000 倍。这种能力可以扩大生物混合机器人相对于自然动物的性能范围,用于海洋监测等应用。
第一阶段海上试验。十四天后,伊丽莎白女王号进入因弗戈登港加油,检查传动轴和螺旋桨组件。她于 2017 年 7 月 24 日返回海上,进行速度、机动性、功率和推进力的进一步试验。这些试验成功完成,并决定前往朴茨茅斯,而不是按原计划返回罗塞斯,以保持进度。伊丽莎白女王号于 8 月 16 日成功进入朴茨茅斯海军基地,这距离她离开罗塞斯仅 8 周多一点。她停泊在新装修的皇家公主码头,那里有一个新的岸电设施。计划中的工程阶段正在进行中,第二阶段海上试验计划在秋季晚些时候进行。该部门预计将按照合同规定,于 2017 年底从 ACA 手中接管“伊丽莎白女王号”舰的所有权。