摘要。已经开发了两种分析颤振解决方案方法来优化二维和三维飞机机翼结构,其设计标准基于气动弹性不稳定性。第一种方法使用二维机翼模型的开环结构动力学和稳定性分析,以获得优化过程的颤振、发散和控制反转的临界速度。第二种方法涉及使用假定模态技术的三维机翼结构颤振解决方案,并有效地应用于基于颤振标准的气动弹性优化。该颤振解决方案采用能量方程和 Theodorsen 函数来计算气动载荷,并且在设计变量方面是完全参数化的,这些设计变量是锥度比、后掠角、弹性和剪切模量。由于颤振解决方案需要弯曲和扭转固有频率,因此还分析了飞机机翼的自由振动分析。 AGARD 445.6 机翼模型在马赫数为 0.9011 时的颤振解分析结果与文献中的实验结果相符。接下来,将三维颤振代码与优化框架相结合,对 AGARD 445.6 进行基于颤振的优化,以最大化颤振速度。
AD 适航指令 A/M 飞机 ADF 自动测向 [设备] ADS 空中数据系统 AHRS 姿态航向参考系统 AOA 攻角 AOS 侧滑角 AP 自动驾驶仪 APP 进近 ATC 空中交通管制 ATCAS 空中交通管制自动化系统 CAA 民航局 CG 重心 C L 升力系数 DAFCS 数字式自动飞行控制系统 DME 测距设备 EFIS 电子飞行仪表系统 FAA 联邦航空管理局(美国) FDR 飞行数据记录器 FL 飞行高度 FOD 外来物体损坏 FTB 飞行试验台 GNC 引导导航控制 GPS 全球定位系统 IAS 指示空速 ICAO 国际民用航空组织 M 马赫数(= 边界外的流速与当地音速之比,在海平面大约为 340 米/秒) MAC 平均气动弦 (M)MEL(主)最低设备清单 METAR 气象报告 MFC 多功能计算机 NM 海里(= 1.852 米) OAT室外空气温度(°C、°K、°F 外部空气)PF 飞行员飞行
有机朗肯循环是将低品位热源转化为电能的可用解决方案之一。然而,由于膨胀机的特殊设计,工厂的开发往往非常昂贵。通常,设计 ORC 工厂的输入参数是热源和冷源的温度和功率。它们决定了工作流体、压力和温度的选择。然后根据所需的操作参数设计膨胀机。使用市场上容易买到且性能众所周知的标准涡轮机可以降低开发和制造成本。然而,必须对 ORC 进行调整,以使膨胀机在最佳条件下工作。对于太阳能聚光热源,可以通过调整聚光系数和集热器总面积来调整温度和功率。在本文中,考虑使用给定的燃气轮机作为 ORC 的膨胀机。了解涡轮机在空气中的性能后,基于相似规则寻找不同流体的 ORC 的最佳运行参数(压力、温度、流量和转速)。调整的目的是保持工作流体与空气相同的密度变化、相同的入口速度三角形和相同的入口马赫数。然后使用 CFD 模拟计算涡轮机的性能图,并显示最大等熵效率接近空气,约为 78%。
作为对风洞结构、仪器和流动质量定期健康监测的一部分,在贝尔格莱德军事技术学院 (VTI) 的 1.5 m T-38 三音速风洞中对 AGARD-C 校准模型进行了一系列测试。测试包括测量跨音速马赫数范围内的力和力矩,目的是根据标准模型测试所采用的程序,将模型获得的空气动力学特性与其他风洞实验室的空气动力学特性进行比较。设施间相关性基于在加拿大国家研究委员会(后来作为国家航空研究所运营)的 5 英尺三音速风洞、罗马尼亚国家科学技术创造研究所的 1.2 m 三音速风洞和调试期间的 T-38 风洞中物理上相同模型的测试结果。对相关测试结果的分析证实了 T-38 测试段的流动质量良好、风洞结构和仪器状况良好以及数据缩减算法的正确性。在“正常”和“倒置”模型配置中获得的俯仰力矩系数数据中观察到了细微的差异,初步得出结论,这种影响可能是由于风洞试验段后部的流动略有不对称造成的,AGARD-C 模型以对俯仰的高灵敏度而闻名
Barfield DPS350 大气数据测试仪是一款基于微处理器的设备,采用最新的传感器技术。DPS350 的操作方式与 Barfield 的 1811 系列测试仪类似,但所采用的传感器技术几乎无需进行昂贵的维修,而模拟仪器通常需要进行维修。DPS350 中集成了包含可编程保护限制功能的软件,可防止飞机仪器因负空速和过压条件而受损。计算机启动的电磁阀提供限制保护,可保护飞机高度、空速、爬升/下降率和马赫数仪器。传感器具有高精度和稳定性(详情请参阅大气数据规格),使 DPS350 可用于经过缩小垂直间隔最小值 (RVSM) 操作认证的飞机,并将校准间隔从 30 天增加到每年一次。简单的菜单驱动数字显示屏可计算并显示高度、垂直速度、空速、EPR 和其他各种测量单位的测量值,包括:英尺、米、节、公里/小时、马赫、英尺/分钟、米/分钟、EPR (Pt/Ps)、英寸汞柱、毫巴和磅/平方英寸。测试仪还包括内部泵,可产生适合模拟宽体飞机中 55K 英尺、650 节和 6000 英尺/分钟条件的压力和真空。
(HSST) 计划的负责人塔克表示,RSH 是实现 HAPCAT 项目目标的关键要素。“我们的目标是开发和演示第一个洁净空气、真焓高超声速测试设施,该设施能够将模拟飞行条件从 4.5 马赫变为 7.5 马赫,以进行航空推进、气动和气动光学测试,”他表示。HAPCAT 的测试正在纽约州朗康科玛的 Alliant Techsystems (ATK) 通用应用科学实验室设施进行。最终,在 HAPCAT 中开发和验证的技术将被纳入 AEDC 的空气动力学和推进测试单元。塔克解释说,目前的国家高超声速航空推进地面测试设施使用流内燃烧或污染来实现进气的高温,然后通过固定几何形状的单马赫数喷嘴输送到发动机。 “污浊空气不能代表超燃冲压发动机在飞行过程中遇到的空气,会对准确量化吸气式超燃冲压发动机推进系统的关键性能和操作性指标产生不利影响,”他说。“这会增加采购项目的飞行测试风险,并迫使开发人员增加额外的设计裕度,而这可能会降低系统性能。”
1) 空中运输建模,包括运输飞机内部的货物运动限制 a。地板摩擦和约束 b。重力下降模型 c。 飞机坡道的弹射模型 2) 弹射座椅模型包括: a。 火箭/弹射器性能 b。 DRI 和类似的暴露计算 3) 重要的货物模型,包括: a。包括多个马赫数和 AOA 表的高端空气动力学模型 b。用于重新定位模拟的多个线束连接点模型 c。 与其他客户(如 NASA)的空气动力学数据库非常接近的空气动力学数据库 4) 轨迹重启功能大大减少了使用多个降落伞完成轨迹的工作量 5) 通过完成基本 DCLDYN 工具的外循环进行蒙特卡罗分析 6) 提供额外功能的重要变体,包括: a。客户可交付模拟,旨在附加到客户模拟 i。完全 6 自由度降落伞 ii。从客户模拟调用,为飞行模型提供高保真降落伞模型 b。 重新定位变体,在集群汇合和车辆之间提供高保真度的降落伞安全带 i。包括安全带释放和阻尼器输入通道,用于研究动态机动和潜在控制。7) 使用 FEA 工具,适当完成上述任务 a。降落伞的刚性和柔性表示之间的差异
1) 空中运输建模,包括运输飞机内部的货物运动限制 a。地板摩擦和约束 b。重力下降模型 c。 飞机坡道的弹射模型 2) 弹射座椅模型包括: a。 火箭/弹射器性能 b。 DRI 和类似的暴露计算 3) 重要的货物模型,包括: a。高端空气动力学模型,包括多个马赫数和 AOA 表 b。用于重新定位模拟的多个线束连接点模型 c。 与其他客户(如 NASA)的空气动力学数据库非常接近的空气动力学数据库 4) 轨迹重启功能大大减少了使用多个降落伞完成轨迹的工作量 5) 通过完成基本 DCLDYN 工具的外循环进行蒙特卡罗分析 6) 提供额外功能的重要变体,包括: a。客户可交付模拟,旨在附加到客户模拟 i。完全 6 自由度降落伞 ii。从客户模拟调用,为飞行模型提供高保真降落伞模型 b。 重新定位变体,在集群汇合和车辆之间提供高保真度的降落伞安全带 i。包括安全带释放和阻尼器输入通道,用于研究动态机动和潜在控制。7) 使用 FEA 工具,适当完成上述任务 a。降落伞的刚性和柔性表示之间的差异
已经创建了溢出机学习机翼性能(PALMO)数据库,以实现各种应用程序中的机翼性能的强大建模。数据库使用溢出仿真数据二阶精确,并在Spalart-Allmaras湍流闭合时在空间上精确精确。开发棕榈数据库的基础是翼型基座立方体。每个基本立方体都包含在一系列的MACH数字,雷诺数和攻击角度的范围内参数化的模拟数据。数据库的第一个版本包括NACA 4系机翼,在机翼厚度中具有参数化,从NACA 0006到NACA 4424。总共在NASA高端计算能力(HECC)超级计算机上运行了52,480个NACA 4系列计算,并且将相应的机翼性能系数嵌入本文档的附录中,以进行公共分布。这提供了涵盖广泛的航空航天设计应用程序的高级精确模拟数据,该应用使用户能够开发溢出质量的机翼性能查找表,而无需其他高性能计算。除了对航空航天车的工程设计和分析外,Palmo非常适合作为航空航天工程中机器学习方法开发和测试的基准数据集。下游替代模型可实现溢出质量的机翼性能预测,以预测数据库范围内的室内,厚度,马赫数,雷诺数和攻击角度的任何任意组合。
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。