摘要 旋翼机运行的安全性受当地天气条件的显著影响,尤其是在悬停和着陆等关键飞行阶段。尽管旋翼机具有操作灵活性,但此类飞机的事故比例明显高于固定翼飞机。操作旋翼机的一个关键风险时期是在视觉环境恶化的情况下运行,例如浓雾天气。在这种情况下,飞行员的工作量显著增加,他们的态势感知能力会受到极大阻碍。本研究考察了在清晰和模糊的视觉环境中运行时,通过使用平视显示器 (HUD) 向飞行员提供信息对感知工作量和态势感知的影响程度。结果表明,虽然 HUD 在清晰条件下对飞行员没有好处,但在模糊的视觉条件下运行时,飞行员的工作量会减少。总体结果表明,使用 HUD 可以减少在视觉环境较差的情况下飞行的困难。
摘要 本文探讨了飞行模拟器的保真度要求,以改进训练并解决与旋翼机飞行中失控 (LOC-I) 相关的问题。为了说明背景,本文介绍了旋翼机事故统计趋势。数据显示,尽管最近采取了安全举措,但 LOC-I 旋翼机事故已被确定为事故率的一个重要且不断增长的因素。20 世纪 90 年代末,固定翼商用飞机界面临着与失控预防和恢复相关的类似情况,并通过协调的国际努力,制定了有针对性的培训计划以降低事故率。本文介绍了从固定翼计划中吸取的经验教训,以强调如何需要改进旋翼机建模和仿真工具,通过更高质量的基于模拟器的培训计划来减少旋翼机事故。本文回顾了相关的飞行模拟器认证标准,重点关注飞行模型保真度和前庭运动提示要求。旋翼机建模和运动提示研究的结果强调了相关的保真度问题,旨在确定进一步活动的领域,以提高用于 LOC-I 预防训练的模拟器标准的保真度。
备注:RLG Tern Hill 不接受民用或军用固定翼飞机的飞行。军用旋翼机的 PNR。仅通过严格的 24 小时 PPR 来访问军用旋翼机的飞行。民用旋翼机的 PPR。滑翔机在正常 A/D 时间之外飞行至 FL80。如需活动,请致电 122·1。
我第 40 次 Alexander A. Nikolsky 荣誉演讲和期刊论文的目标是强调过去 50 年飞行控制技术的关键进步,并展示这些进步如何应用和扩展到新型旋翼机:现代高速军用旋翼机、eVTOL 城市空中机动和先进空中机动飞机。这篇期刊论文的第一部分回顾了旋翼机独有的飞行控制技术驱动因素,并强调了过去 50 年在操纵品质要求 (ADS-33)、基于物理的模型、系统识别和飞行控制领域的关键进展。一个中心主题是从时域到频域的转变,旋翼机的闭环响应和设计方法的表征越来越依赖于复杂的反馈控制系统来实现闭环稳定性、干扰抑制,最重要的是全天候操作的闭环操纵品质响应。重点介绍了过去 50 年的频域分析、设计和测试方法,涉及每个学科的关键进展和两个综合成功案例。在本文的第二部分,我们考虑了四种新型旋翼机的主要挑战、进步和未来需要的研究:军用未来垂直升力系列高速旋翼机、基于常规直升机的无人自主系统/城市空中机动、小型电动 VTOL 无人机旋翼机和大型 eVTOL 城市空中机动旋翼机。接下来的部分将探讨这四种新型旋翼机共同面临的挑战和解决方案空间,作为所需研究进展的蓝图。最后,本文回顾一下,从作者作为一名终身飞行控制工程师/研究员、飞行控制技术组负责人和高级技术专家的角度,考虑了经验教训和关键要点。
机智号可能是众多火星飞行器中的第一架。旋翼机增加了前往感兴趣地点的航程和速度。这使得以前被认为在火星上不可行的任务概念成为可能,例如在高海拔、陡峭地形、洞穴/熔岩管地区进行科学调查以及对低层大气进行勘测。美国宇航局艾姆斯研究中心和美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 最近所做的研究表明,旋翼机可以独立或作为探测车和着陆器的助手进行重要的科学研究。机智号一般大小的小型旋翼机可以整合到已经计划发射的任务中。此外,更大的旋翼机可以支持独立的新任务概念,但仍能够调整大小和配置以从遗产进入、下降和着陆 (EDL) 系统部署。其中一个感兴趣的任务概念是确定有机物是否与含粘土或富含二氧化硅的土壤有关。对于这样的任务,着陆器或探测车的小型旋翼机“机器人助手”可以帮助确定莫斯谷等地区的古代沉积物中是否含有生物特征。机智号已证明旋翼机可以相对快速且廉价地开发,并增加可在任何特定任务中执行的科学类型和数量。最近的研究表明,通过使用针对火星运行条件优化的新一代旋翼桨叶,机智号一般大小的旋翼机的性能特征可以显著增强 - 增加其航程、速度和有效载荷能力。旋翼机有可能成为未来所有着陆器和探测车任务的标准附件。本文介绍了一种先进的火星直升机设计,该设计充分利用了机智号火星直升机技术演示器 (MHTD) 的设计传统。
Goliath 双升系统的设计是为了响应 2010 年美国直升机协会学生设计大赛(由波音公司赞助)。征求建议书 (RFP) 确定需要使用双升系统来垂直提升超过单个旋翼机当前容量的有效载荷。开发具有同等有效载荷能力的单个重型旋翼机面临着重大的技术挑战和高昂的 RDT&E 成本。使用经过认证的在役旋翼机的双升概念具有很高的成本效益。多架飞机的协调、飞行员工作负荷水平的提高以及后勤复杂性的增加,历来对双发概念的实际实现提出了挑战。
2.1 旋翼机气动声学 ................................................................................................................ 19 2.1.1 飞机模式 ................................................................................................................ 20 2.1.2 直升机模式 ................................................................................................................ 22 2.1.3 过渡模式 ................................................................................................................ 25 2.2 旋翼机声学数据处理技术 ............................................................................................. 26 2.2.1 信号滤波 ................................................................................................................ 27 2.2.2 采样率 ................................................................................................................ 28 2.2.3 信号平均 ................................................................................................................ 28 2.2.4 声学图 ................................................................................................................ 29 2.2.5 距离校正 ................................................................................................................ 30 2.2.6 旋翼飞行器的声学指标 ................................................................................................ 32
复杂、昂贵且对飞行至关重要的变速箱和相关传动系统部件是旋翼机性能和安全的关键。计算测试(在数字环境中运行高保真传动模型)有望缩短测试真实设备所需的时间。“如果成功,潜在的回报是让旋翼机行业能够更快地实施新的变速箱技术,”NASA 格伦研究中心驱动系统技术负责人 Timothy Krantz 博士解释道。“实验工作需要很长的准备时间,如果你能用分析工作来支持它,让你了解事情为什么会这样,那么你就会更快地对事情更有信心。”同样的理解可以微调旋翼机健康和使用监测系统 (HUMS) 生成的状态指标 (CI)。“我们使用大量基于物理的模型来输入我们的 HUMS 和基于条件的维护 (CBM) 系统,”美国陆军航空应用技术部门维护技术领域的航空航天工程师 Chris Lyman 指出
• 飞机现代化与制造(大型 - 14 CFR 第 25 部分和其他适用部件)支持服务* • 飞机现代化与制造(小型 - 14 CFR 第 23 部分和其他适用部件)支持服务* • 大规模演示* • 旋翼机现代化与制造(大型 - 14 CFR 第 29 部分和其他适用部件)支持服务* • 旋翼机现代化与制造(小型 - 14 CFR 第 27 部分和其他适用部件)支持服务* • 飞机模拟器(大型 - 14 CFR 第 25 部分和其他适用部件)支持服务* • 飞机模拟器(大型 - 14 CFR 第 25 部分 - C 级和 D 级保真度和其他适用部件)支持服务* • 旋翼机模拟器(大型 - 14 CFR 第 29 部分 - C 级和 D 级保真度和其他适用部件)支持服务* • 系统的系统(SoS) 集成* • 航空安全和认证 • 基于性能的导航 (PBN) • 云计算 • 数据分析 (DA) • 智能自动化和人工智能 (IAAI)/机器学习系统
本文的目的是开发一种既具有垂直起飞 (VTOL) 能力又具有固定翼飞机能力的固定翼飞机。为了实现这一目标,开发了一种带有两个螺旋桨的固定翼旋翼机原型,其旋翼可以像无人机一样机动,同时还具有类似直升机的垂直起降能力。这项研究为旋翼机提供了制导、导航和控制算法。首先,本研究描述了固定翼飞机的动力学及其控制输入,即油门、桨叶螺距和推力矢量。其次,分析了来流速度、作用在旋翼叶片上的力以及影响旋翼速度的因素。然后,给出了旋翼、双引擎、机翼以及垂直和水平尾翼的数学模型。随后,设计了使用全球处理系统 (GPS) 模块的飞行控制策略。检查的参数包括姿态、速度、高度、转弯和起飞控制。最后,基于硬件在环 (HWIL) 的仿真证明了导航制导和控制机制的有效性和稳健性。仿真证实,所提出的新机制是稳健的,并满足任务要求。旋翼机在整个飞行过程中保持稳定,并有效地操纵指定路径。