该项目由四个工作包组成。在第一个工作包中,根据 DLR 要求定义和记录了载荷过程。在第二个工作包中,比较了不同复杂程度的数值模拟方法,重点是空气动力学方法以及离散阵风和机动载荷的分析方法。在第三个工作包中,比较了不同的机身结构尺寸确定方法,并使用实验数据进行了验证。在第四个工作包中,载荷过程的实施已应用于不同的用例 - 应用包括为运输飞机配置生成初步设计载荷、对现有远程飞机的载荷进行数值分析以及在两个
JAS39 Gripen 的飞行控制系统 (FCS) 具有一项称为机动载荷限制器 (MLL) 的功能。其目的是在任何情况下都让飞行员发挥最大性能,而不会陷入失控或结构超载。即使 MLL 功能可以防止偏离正常包线,但如果忽略低速警告,也有可能进入极低速状态。为了评估 MLL 功能和旋转特性,萨博自 1995 年以来一直在进行飞行测试。为在这些测试中提高效率和降低成本而开发的一种新工具称为 ROMAC(实时在线模型和航空数据控制)。ROMAC 包括 Gripen 飞机的完整仿真模型,使用来自飞行测试飞机的遥测输入数据实时运行。只需一秒的延迟,现在就可以进行实时并行模拟,并比较结果
1. 设计条件 飞机应用的设计条件与其他 HVAC 应用在几个方面有所不同。商用运输飞机通常在人类无法生存的物理环境中运行。在飞行中,环境空气可能极其寒冷干燥,并且可能含有高浓度的臭氧。在地面上,环境空气可能炎热潮湿,并含有许多污染物,如颗粒物、气溶胶和碳氢化合物。这些条件从地面操作到飞行变化很快。炎热天气、高湿度的地面条件通常决定了空调设备的热容量,而飞行条件决定了供应空气压缩机的容量。最大加热要求可以通过寒冷天气的地面或飞行操作来确定。除了基本的安全要求外,ECS 还应为乘客和机组人员提供舒适的客舱环境。由于乘客座位密度高,这带来了独特的挑战。此外,飞机系统必须重量轻、易于快速检查和维修、高度可靠、能够承受飞机振动和机动载荷,并能够补偿各种可能发生的系统故障。
1.设计条件 飞机应用的设计条件与其他 HVAC 应用在几个方面有所不同。商用运输飞机通常在人类无法生存的物理环境中运行。在飞行中,环境空气可能极其寒冷干燥,并且可能含有高浓度的臭氧。在地面上,环境空气可能炎热、潮湿,并含有许多污染物,如颗粒物、气溶胶和碳氢化合物。这些条件从地面操作到飞行变化很快。炎热天气、高湿度的地面条件通常决定了空调设备的热容量,而飞行条件决定了供应空气压缩机的容量。最大加热要求可以通过寒冷天气的地面或飞行操作来确定。除了基本的安全要求外,ECS 还应为乘客和机组人员提供舒适的客舱环境。由于乘客座位密度高,这带来了独特的挑战。此外,飞机系统必须重量轻、便于快速检查和维修、高度可靠、能够承受飞机振动和机动载荷,并能够补偿各种可能的系统故障。
该项目分为四个工作包。在第一个工作包中,根据 DLR 要求定义和记录了载荷过程。在第二个工作包中,比较了不同复杂程度的数值模拟方法,重点是空气动力学方法以及离散阵风和机动载荷的分析方法。在第三个工作包中,比较了各种机身结构尺寸确定方法,并用实验数据进行了验证。在第四个工作包中,载荷过程的实施已应用于不同的用例 - 这些应用包括为运输飞机配置生成初步设计载荷、对现有远程飞机的载荷进行数值分析以及在两架飞机上进行飞行测试时测量载荷,第一架飞机是滑翔机的结构,第二架飞机是高空研究飞机的外部货舱。本文遵循 [2] 中给出的大纲。工作包 2、3 和 4 的工作在论文中进行了进一步总结,并在单独的论文中进行了详细描述,请参阅 [3]、[4]、[5]、[6]、[7] 和 [8]。
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和载荷减轻的非线性控制结构。通过利用控制冗余,在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻了阵风和机动载荷。所提出的控制结构包含四个级联控制环路:位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响,因此采用非线性动态逆控制。相反,飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰;因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明,该方法可以同时降低模型依赖性和传统滑模控制方法的最小可能增益。此外,姿态动力学为严格反馈形式,因此采用增量反步滑模控制。此外,设计了一种新型负载参考生成器,以区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现,而过载负载由襟翼自然化,而不会影响外环跟踪性能。通过空间冯·卡门湍流场中的轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点。
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和载荷减轻的非线性控制结构。通过利用控制冗余,在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻了阵风和机动载荷。所提出的控制结构包含四个级联控制环路:位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响,因此采用非线性动态逆控制。相反,飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰;因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明,该方法可以同时降低模型依赖性和传统滑模控制方法的最小可能增益。此外,姿态动力学为严格反馈形式,因此采用增量反步滑模控制。此外,设计了一种新型负载参考生成器,以区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现,而过载负载由襟翼自然化,而不会影响外环跟踪性能。通过空间冯·卡门湍流场中的轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点。
多学科设计优化是航空航天工业面临的持续挑战,导致设计交付周期长和优化潜力尚未开发。量子计算可能为实现覆盖整个设计空间的高效多参数优化提供一条可行的途径。在这里,我们要求将量子计算解决方案应用于涉及机身载荷、质量建模和结构分析的问题。目标是在优化重量的同时保持结构完整性。重量优化是降低运营成本和减少环境影响的关键。挑战出现在同时计算各种飞机设计配置时,而这目前无法通过传统计算实现。通过模拟适航法规要求的关键飞行事件来证明结构完整性。选择一个代表性案例并以简化形式呈现为挑战。飞机模型在各种燃料分布和各种飞行条件下承受静态(时间无关)机动载荷或动态阵风载荷(时间相关)。应优化翼盒的结构尺寸参数以获得最小重量解决方案。本质上,在最简单的情况下,我们正在寻找一个结构参数向量 p,使得与质量相对应的线性函数 w(p) 最小化,同时满足以下约束:对于由 p 参数化的固定矩阵 K 和向量 F j ,线性系统集 𝐾(𝑝)〈𝑥〉= 𝐹 𝑗 ,对于给定的储备函数 RF,有一个解 𝑅𝐹(〈𝑥〉) > 1 。在技术档案中描述了更复杂的情况。请注意,位移 〈𝑥〉 会转换为内部载荷,而内部载荷可能取决于参数。因此,最好使用基于应力许用值的应力约束,其中 RF 是约束与最小值(负值)或最大值之间的比率。可能还可以使用冯·米塞斯极限。
2.确定 CS-FCD、CS-MMEL 和 CS-CCD 适用运行适用性要求的参考日期为 2011 年 12 月 31 日。3.原产国适航当局型号合格证数据表编号TCCA 型号合格证数据表编号A-236(初次修订 2015 年 12 月 17 日,或后续修订) 4.原产国适航当局认证依据 参考 TCCA 型号合格证数据表编号A-236。5.EASA 适航要求 EASA 认证规范 25,修订版 12。EASA 认证规范全天候运行 (CS-AWO),初始版本。5.1 特殊条件 B-01 结冰条件下的飞行 B-02 失速和预定运行速度 B-03 运动和驾驶舱控制的影响 B-04 静态方向、横向和纵向稳定性以及低能耗意识 B-05 B-14 飞行包线保护设计大角度进近 B-17 正常载荷系数限制系统 B-26 在符合条件的湿槽或 PFC 跑道上缩短着陆距离 C-02 复合材料油箱 – 未容纳的发动机碎片 C-06 设计俯冲速度 C-07 设计机动载荷 C-08 飞行员限制力和扭矩(侧杆) C-12 CFRP 油箱的轮胎碎片与燃油泄漏 C-13 自动刹车系统载荷 D-04 坠机后火灾 – 复合材料结构 D-07 座椅安装的热量释放和烟雾排放 D-08 飞行中火灾 – 复合材料和特殊结构 D-14 无牵引杆牵引 D-16 控制面位置感知和 EFCS E-01 水/冰燃料系统 E-11 CFPR 机翼油箱的耐火能力 F-01 HIRF 保护 F-10 单一欧洲天空的数据链服务 F-11 飞行记录器、数据链记录 F-14 飞行仪表外部探头 - 结冰条件下的鉴定 F-21 机载系统和网络安全 F-29 锂电池安装 F-32 不可充电锂电池安装