摘要:航空工业面临着降低运营和维护成本的诸多挑战。降低这些成本的可能方法之一是引入无线传感器网络 (WSN)。WSN 已经在安全关键和非安全关键分布式系统中找到了各种应用。本文讨论了 WSN 在飞机结构健康监测中的应用。使用市场上可用的组件特别关注 WSN 的设计问题。关键词:无线传感器网络、飞机结构健康监测、微机电系统、基于状态的维护、传感器节点 介绍 飞机的重量直接影响运营成本。目前,飞机重量减轻一磅意味着每架飞机每年可节省 100 美元。航空工业在减重方面进行了许多创新。多年来,复合材料、混合材料和先进铝合金在机身中的占比大幅增加,实现了显著的重量优势。然而,由于保守的设计理念仍然盛行,复合材料、混合材料和先进铝合金的全部潜力(如材料允许量的大幅减少)尚未实现。必须提高对这些先进材料的疲劳、裂纹/分层识别/增长和损伤容限特性的评估信心。这将有助于减少当前飞机结构设计中的保守性,从而实现细长的飞机机身结构。在过去十年中,无线传感器网络 (WSN) 已成功应用于许多工程领域,例如:结构健康监测 (SHM)、工业应用、环境监测、交通管制、健康应用等。本文讨论了 WSN 在飞机结构健康监测中的应用。
1. 塞尔维亚贝尔格莱德军事技术学院 摘要:航空工业面临着降低运营和维护成本的诸多挑战。降低这些成本的可能方法之一是引入无线传感器网络 (WSN)。WSN 已经在安全关键和非安全关键分布式系统中找到了多种应用。本文讨论了 WSN 在飞机结构健康监测中的应用。特别关注了使用市场上现有组件的 WSN 设计问题。 关键词:无线传感器网络、飞机结构健康监测、微机电系统、基于状态的维护、传感器节点 介绍 飞机的重量直接影响运营成本。目前,飞机重量减轻一磅意味着每架飞机每年可节省 100 美元。航空工业在减轻重量方面进行了许多创新。多年来,机身中复合材料、混合材料和先进铝合金的比例大幅增加,实现了显著的重量效益。然而,由于保守的设计理念仍然盛行,复合材料、混合材料和先进铝合金的全部潜力尚未实现,因为材料允许量大幅减少。必须提高对这些先进材料的疲劳、裂纹/分层识别/增长和损伤容限特性的评估信心。这将有助于减少当前飞机结构设计中的保守性,从而实现细长的飞机机身结构。在过去十年中,无线传感器网络 (WSN) 已成功应用于许多工程领域,例如:结构健康监测 (SHM)、工业应用、环境监测、交通控制、健康应用等。本文讨论了 WSN 在飞机结构健康监测中的应用。
1 精心设计的飞机设计 1 1.1 飞机设计的发展历程 1 1.1.1 喷气式客机和公务机的演变 1 1.1.2 先进设计框架 4 1.1.3 分析设计优化 4 1.1.4 计算设计环境 5 1.2 概念发现 6 1.2.1 先进设计 6 1.2.2 概念前研究 7 1.3 产品开发 8 1.3.1 概念定义 10 1.3.2 初步设计 11 1.3.3 详细设计 13 1.4 基准设计概述 13 1.4.1 基准尺寸 13 1.4.2 动力装置 15 1.4.3 重量与平衡 16 1.4.4 结构 16 1.4.5 性能分析 17 1.4.6闭环 18 1.5 自动设计综合 19 1.5.1 计算系统要求 19 1.5.2 示例 20 1.5.3 参数调查 21 1.6 技术评估 22 1.7 优化问题的结构 25 1.7.1 分析与综合 25 1.7.2 问题分类 26 参考书目 27
本论文关注设计自动化以及小尺寸原型的快速成型和测试如何支持飞机设计。设计自动化框架已经开发出来,并专门应用于微型飞行器 (MAV)。MAV 是设计自动化的一个有趣领域,因为它们是一种可以实现整个设计(从需求到制造)自动化的应用。从复杂性的角度来看,它可以被认为类似于载人飞机的概念设计。创建的设计优化框架将多个软件系统连接起来,以生成 MAV,以最佳地满足特定任务要求。目标是从整体角度找到一种 MAV 设计和优化方法,即不是优化单个子系统(如电机或螺旋桨)的方法,而是一种涵盖 MAV 设计所有学科的方法。关键驱动因素是尽可能使用现成的组件,并不仅从空气动力学角度优化几何形状,还要考虑内部组件的位置和稳定性标准。选择的优化技术是多目标遗传算法。最后,提出了一种直接数字化制造 MAV 的新方法。该框架的实用性已通过几个 MAV 设计案例研究得到证明。推进系统对 MAV 性能的影响最大,因此是最重要的。
本文追溯了 Kuechemann 创办《航空航天科学进展》杂志 50 年来远程喷气式运输机的发展历程。本文特别关注跨音速空气动力学。在 Kuechemann 的一生中,人们对跨音速流动和后掠翼设计有了很好的定性理解,但跨音速流动仍然难以定量预测。在过去的 50 年里,随着复杂数值算法的引入和可用计算能力的惊人提升,这种情况已经完全改变,结果是空气动力学设计现在主要通过计算机模拟进行。此外,基于控制理论的气动形状优化的发展使得只需两次模拟就可以设计出具有竞争力的后掠翼,如本文所示。虽然远程喷气式飞机的外观没有太大变化,但信息技术的进步实际上已经通过计算机辅助设计 (CAD)、计算结构力学 (CSM) 和多学科优化 (MDO) 的同步进步改变了整个设计和制造过程。他们还通过采用数字电传操纵和先进的导航技术改变了飞机的运行。& 2011 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
飞机设计探讨了固定翼飞机设计项目的概念阶段。飞机设计是一个复杂、多方面的过程,涉及多学科环境中的诸多技术挑战。从定义上讲,该主题需要智能地使用空气动力学知识来配置飞机几何形状,以满足客户的特定需求。它涉及配置飞机形状、估计其重量和阻力,以及计算匹配发动机的可用推力。该方法包括飞机的正式尺寸、发动机匹配和验证性能,以满足客户的需求和政府监管标准。相关主题包括安全问题、环境问题、材料选择、结构布局以及对驾驶舱、航空电子设备和系统的理解(适用于民用和军用飞机)。还讨论了成本估算和制造考虑因素。各章的安排旨在优化对飞机设计方法的工业方法的理解。书中还包含基于作者在典型飞机设计方面的工业经验的示例练习。有关军用飞机的附加部分(标有星号)可在 www.cambridge.org/Kundu 上找到
其次,该文件列出了所有更定量地描述您的车辆的设计要求。例如,车辆需要具有一定的耐久性。您可能希望施加与我们在课堂上已经讨论过的要求不同的要求。例如,您可能希望指定特定的最小速度。设计要求共同定量地描述了最终设计将做什么,并有助于缩小设计空间的大小。设计要求可能定义已知独特的设计空间的一部分,以提供更大的市场潜力或成本优势。总之,本文档描述了您要设计的内容。这是一份非常重要的文档。如果不清楚您要完成什么,您注定会迷失方向并产生不太可能成功的设计。如果您在 DR&O 中提出我不赞同的建议,我可能会要求您进行修改。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。