设计过程中的系统为探索以前不可行设计提供了新的机会,这些设计可以通过跨学科的通用方法和工具实现。通过 (a) 气动弹性剪裁来承载重新设计的衍生机翼;(b) 开发用于非常精确的颤振建模和颤振控制合成的方法和工具,可以在降低技术风险的情况下将现有设计快速应用于衍生飞机(例如,使用控制来解决开发过程中发现的颤振问题),从而可以在开发、认证和运行期间改善颤振管理。开发的工具和方法的准确性在经济实惠的实验平台上进行验证,然后进行扩大规模研究,展示跨学科开发周期。制造商通过集成开发颤振控制和气动弹性剪裁,获得用于提高飞机性能的成本效益高的方法、工具和演示器。这些跨学科能力改善了衍生飞机和新型飞机的设计周期和验证与确认过程。飞行测试数据将发布在项目网站上,为全球航空航天研究界提供基准。该项目的成果将成为制定未来欧盟柔性运输飞机认证标准的催化剂。图 1 所示的飞机是 Horizon 2020 项目“无颤振飞行包线扩展”的主要演示器,旨在提高经济性能
本文介绍了对 FLEXOP 演示飞机进行的地面测试活动。进行的测试分为结构、飞行系统和集成测试。除了描述测试设置和测试执行之外,还给出了主要发现和结论。结构测试包括静态、地面振动和适航性测试。静态和地面振动测试用于对制造的机翼和整个机身进行结构表征。本文还介绍了用于机翼形状和负载重建的光纤布拉格应变传感系统的评估和校准。适航性测试用于证明制造的机翼在指定极限载荷下的结构完整性。在飞行系统测试的背景下,简要介绍了机载自动驾驶仪硬件软件系统的主要组件,包括从 RC 发射器到飞机控制器的信号数据流、基线自动驾驶仪软件的功能以及与地面站的通信。所有这些组件都集成到硬件在环环境中,并简要介绍了伺服电机识别和硬件延迟测量。在设计基线和颤振控制器时考虑了测量的硬件延迟。在软件在环环境中,颤振控制器与基线控制器一起进行了测试。最后介绍系统集成测试。在此背景下,介绍了空气制动器、发动机、电子元件的兼容性、航程和滑行测试。
设计过程中的软件系统为探索以前不可行设计提供了新的机会,这些设计可以通过跨学科的通用方法和工具实现。通过 (a) 气动弹性剪裁来承载重新设计的衍生机翼;(b) 开发非常精确的颤振建模和颤振控制合成方法和工具,从而在开发、认证和运行期间改善颤振管理,从而可以快速将现有设计应用于衍生飞机,降低技术风险(例如,使用控制来解决开发过程中发现的颤振问题)。开发的工具和方法的准确性在经济实惠的实验平台上得到验证,然后进行规模化研究,展示跨学科开发周期。制造商通过集成开发颤振控制和气动弹性剪裁,获得用于提高飞机性能的成本效益高的方法、工具和演示器。这些跨学科能力改善了衍生飞机和新飞机的设计周期和验证与确认过程。飞行测试数据将发布在项目网站上,为全球航空航天研究界提供基准。项目成果为制定未来欧盟柔性运输飞机的认证标准起到了催化剂的作用。图 1 所示的飞机是“地平线 2020”项目“无颤振飞行包线扩展以实现经济性能改进”(FLEXOP)的主要演示机,旨在开发和测试主动颤振抑制控制算法 [1]。这架单引擎演示机翼展为 7 米。起飞重量通常为 55 公斤,但压载重量最多可增加 11 公斤。该飞机配备一台 300 N 喷气发动机 [2],位于机身后部。空气制动系统从机身侧面偏转,可实现快速减速、快速空速控制和大进近角。尾翼配置为 V 型尾翼,而每个机翼半部具有四个控制面,其中最外侧的控制面用于抑制颤振(见图 2)。两个最内侧的控制面在起飞和降落时用作增升装置。总共制造了三对机翼,将在无人机试验台上进行测试:• 机翼 - 0 – 一对使用平衡对称型层压板优化的机翼作为参考机翼,颤振速度远远超过飞机的运行速度。该机翼组主要用于基本飞行测试和刚性模型验证。• 机翼 - 1 – 一对颤振机翼,设计用于在测试范围内触发颤振,在运行速度范围内有两种主要颤振模式。然后,将使用主动颤振控制扩展飞行包线。• 机翼 - 2 – 一对使用不平衡复合层压板优化的机翼,通过气动弹性剪裁展示被动载荷减轻。
Srinathkumar 博士拥有电气工程学士(印度班加罗尔大学,1960 年)、硕士(夏威夷大学,1973 年)和博士学位(俄克拉荷马州立大学,1976 年)。他的整个职业生涯都是在印度国家航空航天实验室 (NAL) 担任科学家(1961-71 年、1978-2000 年)。1993-2000 年期间,他担任 NAL 飞行力学和控制部门负责人。他曾在美国国家研究委员会奖学金计划下在美国弗吉尼亚州 NASA 兰利研究中心度过两次休假。在 NASA 任职期间,他参与了特征结构控制技术在飞机飞行控制中的开创性应用(1976-78 年),以及柔性机翼主动颤振控制的设计和成功实验演示(1987-89 年)。他目前的兴趣仍然是将现代控制技术应用于飞机和旋翼机的操控质量设计问题。