用于航空通信技术的保形轻型天线结构 (CLAS-ACT) – 开发基于超轻薄气凝胶的保形微波天线,该天线可以贴合飞机轮廓,避免干扰,减少阻力、燃油消耗和排放。促进超高效、低排放航空动力 (FUELEAP) – 利用高效固体氧化物燃料电池 (SOFC)、高产燃料重整器和混合动力飞机架构的技术融合,开发紧密集成的电力系统,以两倍的燃烧效率利用碳氢化合物燃料发电。用于 NASA 电动飞机的锂氧电池 (LION) – 研究设计抗分解的超稳定电解质的可行性,以延长电池使用寿命,让电动飞机飞得更远。翼展自适应机翼 (SAW) – 通过使用形状记忆执行器铰接机翼外侧部分,允许在保持稳定性的同时减小方向舵的尺寸,从而提高飞机效率。
基于技能的错误。在航空领域,基于技能的行为最好被描述为“操纵杆和方向舵”以及其他无需大量有意识思考的基本飞行技能。因此,这些基于技能的行为特别容易受到注意力和/或记忆力下降的影响。事实上,注意力下降与许多基于技能的错误有关,例如视觉扫描模式的崩溃、任务固着、无意中激活控件以及程序中步骤的顺序错误等(表 1)。一个典型的例子是飞机机组人员过于专注于排除烧坏的警告灯故障,以至于他们没有注意到他们致命地坠落到地面。也许更贴近现实的例子是,想想那个倒霉的人,他把自己锁在车外或错过了出口,因为他要么分心了,要么很匆忙,要么在做白日梦。这些都是注意力不集中的例子,在高度自动化的行为中很常见。不幸的是,在家里或在城里开车时,这些注意力/记忆力下降可能令人沮丧,在空中它们可能会变得灾难性。
是 6 叶 Dowty Rotol 后掠形螺旋桨。单个控制杆控制每个螺旋桨/发动机组合。辅助动力装置 (APU) 将被安装在尾部。飞机可容纳两名飞行员、一名观察员、两名乘务员、行李架、卫生间,并设有厨房。有一个前后储物舱和一个后货舱。飞机的最大飞行高度为 31,000 英尺。Saab 2000 具有全液压驱动的电子控制方向舵,并将具有全液压驱动的电子控制升降舵作为后续设计修改。动力升降舵控制系统 (PECS) 提供左右升降舵表面的控制和动力驱动。PECS 还提供飞机稳定性增强和配平功能。拟议的升降舵系统在许多方面与方向舵设计相似,由模拟和数字电路混合组成,没有机械备份。控制柱连接到线性可变差动传感器 (LVDT)、操纵杆阻尼器、自动驾驶伺服器、带断开装置的线性弹簧,并与电子断开装置互连。连接到控制柱的位置传感器 (LVDT) 向两个电动升降舵控制单元 (PECU) 提供信号。每个 PECU 通过两个独立的伺服执行器通道 (SAC) 控制两个升降舵伺服执行器 (ESA)。每个 SAC 细分为一个主控制通道和一个监控通道。由一个 PECU 控制的四个 ESA 中的两个定位一个升降舵侧。ESA 有两种操作模式:主动和阻尼。当 PECU 的模式控制电流和液压可用时,将产生主动模式。一个主动伺服执行器足以操作升降舵表面。升降舵伺服执行器阀门和执行器柱塞位置反馈由位置传感器 (LVDT) 提供。PECU 通过配平继电器和两台数字空气数据计算机连接到一台飞行控制计算机。飞行控制计算机还向自动驾驶伺服器提供信号。操纵杆到升降舵传动装置是指示空速 (IAS) 的功能。配平和稳定性增强基于 IAS、垂直加速度和襟翼位置。操纵杆、配平和升降舵位置和状态信息被馈送到发动机
是 6 叶 Dowty Rotol 后掠形螺旋桨。单个控制杆控制每个螺旋桨/发动机组合。尾部将安装辅助动力装置 (APU)。该飞机可容纳两名飞行员、一名观察员、两名乘务员、行李架、卫生间,并可安装厨房。有一个前后储物舱和一个后货舱。飞机的最大运行高度为 31,000 英尺。萨博 2000 具有全液压电子控制方向舵,并将具有全液压电子控制升降舵作为后续设计修改。动力升降舵控制系统 (PECS) 提供左右升降舵表面的控制和动力驱动。PECS 还提供飞机稳定性增强和配平功能。拟议的升降舵系统在许多方面与方向舵设计相似,由模拟和数字电路混合组成,没有机械备份。控制柱与线性可变差动传感器 (LVDT)、操纵杆阻尼器、自动驾驶伺服器、带断开装置的线性弹簧相连,并与电子断开装置互连。与控制柱相连的位置传感器 (LVDT) 向两个电动升降控制装置 (PECU) 提供信号。每个 PECU 通过两个独立的伺服执行器通道 (SAC) 控制两个升降舵伺服执行器 (ESA)。每个 SAC 细分为一个主控制通道和一个监控通道。四个 ESA 中的两个由一个 PECU 控制,用于定位一个升降舵侧。ESA 有两种操作模式,主动和阻尼。当 PECU 的模式控制电流和液压可用时,将产生主动模式。一个主动伺服执行器足以操作升降舵表面。升降舵伺服执行器阀门和执行器柱塞位置反馈由位置传感器 (LVDT) 提供。PECU 通过配平继电器和两个数字空气数据计算机连接到一台飞行控制计算机。飞行控制计算机还向自动驾驶伺服器提供信号。操纵杆到升降舵的传动装置是指示空速 (IAS) 的功能。配平和稳定性增强基于 IAS、垂直加速度和襟翼位置。操纵杆、配平和升降舵的位置和状态信息被传送到发动机
除了数字电传操纵控制技术降低了商用飞机的运营成本之外,NASA 德莱顿飞行研究中心还启动了推进控制飞机 (PCA) 技术的开发,主要目标是在 20 年内将飞机事故率降低 10 倍。PCA 是一种计算机辅助发动机控制系统,当飞机的正常控制面失效时,它可使飞行员安全着陆。PCA 技术于 1995 年首次在客机上成功演示。尽管该技术已经得到验证,但尚未纳入未来的飞机设计中。DFBW 飞行控制系统的进一步扩展是实现能够补偿飞行过程中飞机损坏和故障的功能,例如自动使用发动机推力和其他航空电子设备来补偿严重故障——液压故障、方向舵故障、副翼故障或发动机故障。这种新一代DFBW飞行控制系统被称为智能飞行控制系统(IFCS)。
是任何航空系统中最复杂且最易受攻击的组件。例如,Harris (2011) 认为,对人为表现的分析和优化是未来航空研究的主要挑战,而 Langer 和 Braithwaite (2012) 认为航空安全在很大程度上取决于“复杂系统各个部分的人为错误管理”(第 1 页)。鉴于这些考虑,航空人为因素确实被认为是航空事故原因统计中的主要因素也就不足为奇了 (Martinussen & Hunter, 2010)。然而,虽然关注现有飞行员队伍是考虑的一部分,但未来飞行员的选拔和培训也应得到审查。事实上,有人认为,随着国际民航组织最近推出多机组飞行员执照 (MPL),航空公司飞行员的主要驾驶技能已正式从传统的操纵杆和方向舵技能转变为更多的非技术性,所谓的“软”技能,如机组资源管理 (CRM) 和冲突解决策略 (Skybrary, 2016)。早在 2004 年,美国联邦航空管理局 (FAA) 就讨论了
飞翼飞机的商业应用(如本文讨论的 Flying-V)有助于减少航空业产生的碳和氮排放。然而,由于没有尾翼,所有飞翼飞机的可控性都降低了。因此,机翼上控制面的位置和尺寸是一个不小的问题。本文重点介绍如何使用基于认证要求的离线操控质量模拟来解决此问题。在不同的飞行条件下,飞机必须能够执行认证机构定义的一组特定的机动。首先,离线模拟计算执行每个机动所需的升降舵、副翼和方向舵的最小控制权限。然后,根据所有机动的全局最小值,确定控制面的尺寸并沿机翼放置。所采用的气动模型结合使用了雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 和涡格法 (VLM) 模拟。使用VLM和用RANS模拟校准的VLM对控制面的控制权限进行评估,发现两者之间存在显著差异。
本文介绍了一种倾转旋翼飞行模拟平台,用于实时模拟 Bell XV-15 飞机,供教学和研究之用。倾转旋翼飞机的数学模型在 MATLAB/Simulink © 中实现,包括飞机动力学、执行器、传感器和飞行控制计算机的简化模型。实现的倾转旋翼数学模型与飞行控制硬件(即飞行操纵杆和方向舵踏板)相连,飞行员使用这些硬件来设置输入命令。相反,图形环境由 FlightGear 提供,FlightGear 是一种广泛用于研究活动的开源跨平台软件。本文的另一个贡献是设计和实施了稳定性控制和增强系统,以增强飞机稳定性并改善操纵品质。开发的模拟器通过多次模拟进行测试,验证了开发的数学模型和稳定性控制和增强系统的有效性。结果是一个可在商用笔记本电脑上执行的倾转旋翼飞行模拟平台,具有实时性能,可用于研究和教学活动。
1.鹰狮 C 驾驶舱 2.皮托管 3.涡流产生板条 4.玻璃纤维天线罩 5.自动测向仪 (ADF) 天线 6.爱立信 PS-05 多模雷达 7.驾驶舱前部压力舱壁 8.偏航叶片(位于前机身下方且视野之外) 9.下超高频 (UHF) 天线(位于前机身下方且视野之外)视野) 10.入射叶片 11.编队照明条 12.方向舵踏板 13.挡风玻璃 14.广角抬头显示器 (HUD) 15.驾驶舱顶篷,铰接至左舷 16.顶篷破坏器微型引爆线 (MDC) 17.右舷进气口 18.MARTIN-BAKER MK10L ZERO-ZERO 弹射座椅 19.驾驶舱后部压力舱壁 20.发动机油门杆 21.左舷控制台面板 22.驾驶舱部分复合蒙皮镶板 23.带一体式滑行灯的前轮舱门 24.缩回执行器 25.双轮前起落架 26.液压转向千斤顶 27.27MM 大炮 28.左舷进气口 29.边界层分离板
滚转和偏航,以及飞机中这些状态的控制,是通过分别改变对升降舵、副翼和方向舵的指令信号来实现的。在本文中,我们仅考虑飞机的两种控制运动,即纵向和滚转运动。这两个控制面是用不同的智能控制器设计和实现的。飞机的这两种运动在飞行过程中很重要,在此期间飞机会从一种状态过渡到另一种状态。为了控制飞机的纵向和滚转运动,分别使用了一组称为升降舵和副翼的控制面。升降舵是位于固定翼飞机后部的可移动控制面,铰接在水平稳定器的后缘,与主翼平行运行,导致飞机旋转,导致飞机爬升和下降,并从机翼获得足够的升力,使飞机以各种速度保持平飞。升降舵是可移动的控制面,可以上下移动。如果升降舵向上旋转,则会减少尾部的升力,导致尾部降低而机头抬高。如果升降舵向下旋转,则会增加尾部的升力,导致尾部抬高而机头降低。降低飞机机头会增加前进速度,而抬高机头会降低前进速度 [1]。