飛機驗證的案例
如何驗證軍用飛機的噪聲模型？
歐洲“臺風”戰斗機的聲強圖
利用波束形成的高性能軍用飛機噪聲模型的飛行試驗驗證
空中客車國防和航空公司正在開發軟件，以優化其軍用飛機的機場起飛和著陸路徑，從而減少對附近社區產生的噪音影響。對噪聲影響的計算需要對飛機上噪聲源，傳播路徑（包括可能的反射）和用于量化地面上感知噪聲的參數進行計算機建模。 飛機上的主要噪聲源通常是：噴氣，發動機進氣和起落架和機身周圍的空氣動力源。 最初，空客公司使用簡單的分析模型來量化聲源強度和指向性，但是為了基于模型獲得準確的預測，必須用測試的檢驗模型。
2015年6月，空中客車國防和航空公司要求Brüel & Kj?r提供一系列飛越式波束形成的測量，用于校準其歐洲臺風戰斗機的聲源水平和方向。 該空中客車項目負責人是Christian Waizmann，而Ernst Grigat博士是技術項目協調員。 他們根據我們與日本航空研究開發機構（JAXA）在飛越式波束形成方面的合作，看到了我們的會議論文，其中描述了在地面上使用傳聲器陣列來定位和量化一架飛越的商務噴氣機的噪聲源。除了聲源強度，另一個空中客車測量相涉及到的挑戰是確定其指向性。
2015年11月在德國諾伊堡機場，用Brüel & Kj?r的標準135通道，29米直徑的傳聲器陣列進行了一系列測量。 兩天內共進行了20次飛越測量。通過使用GPS時間信獲得了陣列數據和飛機車載數據這兩個系統之間的同步。 該圖顯示了在高度為47米，速度為100米/秒的臺風戰機在飛越時其底部聲強云圖。對飛機在陣列垂直軸的前10米和前20米之間的數據進行平均。
起落架收起，但是兩個外部燃料箱安裝在機翼下方（以藍色顯示）。
展開 大型商用飛機撞擊核電站--現在我國所有核電站都要求做的驗證
研究生期間我建立了一個非常詳細的波音767飛機撞擊核電站的有限元模型（從CATIA建模開始，hypermesh劃分網格，到最后LS-dyna進行計算），考慮了剛度（蒙皮+隔板+桁條+梁+翼肋等結構）和質量分布。
當時的論文即利用這個模型，進行了一系列的撞擊分析，得到了很多有意義的結果。為核電站安全屏蔽廠房的結構設計提供了優化建議。
而前幾日得知，我當時所建立的模型已經被國家核安全局當做標準，并要求我國所有核反應堆都用這個飛機模型做安全殼抗撞擊的數值分析。內心還是很開心和有點小驕傲的啦~覺得算是為國家的核安全事業貢獻了自己的一份力量。
在這里，和大家分享一下當時發表的兩篇文章，有做相關撞擊研究的同學可用作參考。
大型商用飛機撞擊剛性墻及核電屏蔽廠房的撞擊力分析_林麗.pdf
大型商用飛機有限元建模及撞擊力研究-林麗.pdf
展開 美國萊特電氣計劃同西班牙Axter合作開展混合電推進飛機演示驗證
美國初創企業萊特電氣(Wright Electric)計劃與西班牙混合電力輕型飛機開發商Axter航宇（世界上第一個（2011年）將混合動力系統應用在固定翼無人機上的制造商）合作開發1架9座的混合動力驗證機，2019年試飛。萊特電氣的最終目標是開發一款186座的電推進窄體客機。
位于馬德里的Axter航宇公司正在試飛1架2座的基于泰克南P92的混合電推進原型機AX-40S，并正同萊特合作將1架現有的9座渦槳飛機改裝為混合推進飛機(計劃2019年試飛)。萊特的首席執行官杰夫?恩格勒(Jeff Engler)表示，下一步將是50座級的驗證機。
01
Axter混合電推進的2座AX-40S驗證機集成了1臺Rotex活塞發動機和1臺電動機。
萊特電推進窄體客機的定義工作正在與歐洲低成本航空公司易捷航空(EasyJet)合作進行。這包括對飛機設計師達羅德·卡明斯(Darold Cummings)設計的飛機外形進行評估。卡明斯曾參與了美國實驗航宇系統公司（ESAero）為NASA設計的ECO-80電推進飛機項目，他負責總體布局設計，現在的布局是該機的一個進化。
02
達羅德·卡明斯設計的186座客機采用了分布式電推進布局。
展開 首架“完全組裝”777X客機下線 被稱世界上最大最高效雙引擎噴氣式飛機
波音公司聲稱，777X將是世界上最大、最高效的雙發動機噴氣式飛機，比競爭對手的燃油消耗低12%，運營成本低10%。
它的特點包括折疊翼尖，235英尺的機翼是迄今為止波音公司制造的最大的機翼，比現有機型的翼展長30多英尺，與現有的777和“高級LED照明”相比，777X的窗戶和行李架更大。
777X將有兩個版本——777-8和777-9，價格分別為3.605億美元和3.887億美元。
777-8可容納350至375名乘客，777-9可容納400至425名乘客，具體取決于買家的布局要求。相比之下，目前的777s提供300 - 370的容量。
行程范圍也有改進。777X可飛行16,110公里（10,010英里），而777的最大航程為15,800公里（9,817英里）。
這是目前標準777的圖片，它已經成為世界上最成功的商業客機之一。（圖片來源：波音公司）
曾在這架靜態飛機上工作的結構工程負責人霍溫頓（Danielle Hovington）說，“經過多年的艱苦工作，看到這架靜態飛機組裝好是令人興奮的。這僅僅是個開始——由于測試預計將在未來幾個月開始，這項工作的有益部分尚未到來。”
盡管自2015年以來，777X測試一直在實驗室環境、風洞和模擬中進行，但需要一架全尺寸飛機來驗證設計強度和設計過程中使用的分析模型的準確性。
波音777X測試項目經理賓戈（Doreen Bingo）說，“靜態測試是我們驗證飛機結構和承載部件設計的機會，確保最終產品對我們的客戶和飛行公眾是安全的。使用全尺寸飛機，我們將在機翼、齒輪、支板和機身上運行各種負載條件。”
在之前的靜態測試中，機翼在指定負載的150%下進行了測試，結果機翼彎曲超過26英尺。
展開 
首架波音777X測試機完成組裝并下線：價值4億美元！
波音公司10日宣布，完成組裝的777X靜力試驗飛機（首架測試機）已經在埃弗雷特工廠下線，這架機體將開始為期近一年的試驗以驗證設計強度。同時，波音777X首架試飛飛機也將在今年下線。資料顯示，波音公司在2013年11月的迪拜航展上宣布啟動777X項目，目標是成為世界上最大、效率最高的雙發民用噴氣客機。
01 Vertical試飛電動垂直起降飛機驗證機
英國初創公司Vertical航宇公司表示，已開始對該國首架全尺寸、全電垂直起降(eVTOL)飛機進行飛行測試。該公司總部位于布里斯托爾，目標是在4年之內開始提供個人、按需、無碳、城市間空中旅行服務。Vertical研制的這種無人駕駛技術驗證機重量為750公斤(1650磅)，配有4個涵道風扇，于6月在格洛斯特郡肯布爾的科茨沃爾德機場首飛，到目前為止已飛行約12次。自2016年成立以來，該公司已聘請了28名航空航天和技術專家，他們來自空客公司、波音公司、羅羅公司、馬丁噴氣背包公司和通用電氣航空公司等。
02 普惠公司獲得美國空軍4.37億美元自適應發動機設研制合同
普惠公司獲得美國空軍4.37億美元合同，為未來第六代戰斗機研發自適應發動機設計方案。
展開 AG600水上首飛為何難？失控就會像海豚上躥下跳
中國首款大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600于10月20日成功進行水上首飛（如圖）成為上周末國人關注的熱門話題。被譽為中國大飛機“三兄弟”之一的AG600去年已經實現陸上首飛，為何它的水上首飛依然如此受關注呢？中國航空工業集團有限公司（以下簡稱航空工業）AG600總設計師黃領才告訴《環球時報》記者，為實現AG600的真正“水陸兩棲全能”，需要克服諸多的技術難點。
黃領才介紹說，相比從陸地起飛，AG600水上首飛難度的確更大。他表示，去年進行的陸上起飛，驗證了飛機的總體氣動布局和各系統的功能是否符合要求，“陸上起飛時依托堅硬平滑的跑道，對飛機的安全是有保障作用的”。而水上首飛，主要是驗證飛機的水動力特性，包括飛機“從空中進入水面”和“從水中加速滑行升入空中”這兩個階段。他說，由于水面是波動起伏的，會導致飛機不斷地顛簸上下搖擺，專業術語叫“縱搖”。“如果縱搖失控，飛機就會像海豚一樣上躥下跳，我們稱其為海豚跳，嚴重的話飛機會失控一頭鉆進水里”。
航空工業AG600首飛機長趙生也用自身經驗證明了這點：“對于我們機組來說，水上起降的操縱的確要復雜一些。如果說陸上起降是在普通平路上騎車，那在水上起降就像是在結冰的路面騎車一樣，飛行員必須極精確地操作，注意力要非常集中，反應、決策和各種操縱都必須非常及時。”
除了操縱方面的挑戰，水上起降還給AG600帶來一系列設計難題。黃領才表示，由于水的密度是空氣的約800倍，而飛機在水上起飛時的速度和陸上的起飛速度一樣，要想加速到這樣一個速度，飛機的阻力特性就要設計得比較好。另外飛機在水面滑行時會有大量水的噴濺，如果這種噴濺不可控的話，會對發動機、螺旋槳或機體結構帶來沖擊和損傷。
展開 視角 | 仿真技術引領“再電氣化”發展趨勢
總部位于西雅圖的Zunum Aero就是這樣一家致力于研發電動飛機的初創企業。借助仿真技術，Zunum Aero的工程師快速了解低壓風機、容錯電機和電動控制器如何作為一個系統在實際工況下運行，開發出連通小型機場的電動飛機。而如果不采用仿真技術，預計Zunum Aero飛機驗證工作需要多一倍的時間，在硬件測試方面更需要多花數百萬美元的資金成本。
Zunum Aero利用Ansys Startup Program獲得的Ansys軟件套件中多個產品對組件性能進行仿真。在具體應用中，Zunum Aero設計工程師采用Ansys Mechanical分析推進器組件的結構完整性，不僅使工程團隊能夠進行穩態仿真、模態仿真和結構動力學參數仿真，而且還可以幫助工程師了解各個組件的完整響應以及協同運行情況。另外，工程師采用Ansys CFD模擬了推進器內部和外部流動，以完成空氣動力學壓力損耗估算和設計優化。
由于熱量會直接影響產品可靠性，因此電氣組件的溫度必須保持在規定范圍內。Zunum Aero采用Ansys Fluent實現熱管理。工程師進行CFD流體流動與熱傳遞分析，以預測溫度變化與熱消耗，設計冷卻系統。
除此之外，基于Ansys仿真解決方案，Zunum Aero設計團隊得以在虛擬環境的概念驗證層面分析更多組件，并進行多物理場評估以加快設計優化。
意大利電機設計制造商Marelli Motori是另一家通過應用仿真技術獲益的公司。
外觀看似普通的電機，其旋轉磁性線圈在運行狀態下會導致熱量聚集，從而降低電機發電效率；經過優化設計的方案，工程師往往無法高效地電機制造出來；以及電機工作時產生的噪聲和振動，不同程度影響著用戶的體驗。
展開 遭遇13級大風仍從容！騰盾沒羽箭高原型中型無人直升機圓滿完成海洋應用飛行試驗
近日，騰盾科技宣布其自轉研發的沒羽箭高原型多用途中型無人直升機在浙江舟山群島圓滿完成海洋應用飛行實驗，充分驗證了沒羽箭無人直升機的海洋部署能力、快速機動能力以及惡劣天氣條件下的任務保障效率和任務執行能力，完成了該機型產品批量交付的技術準備。
據了解，沒羽箭無人直升機全機長7.9米，旋翼直徑6.4米，最大航時8小時、最大航程900公里、使用升限6500米，2020年曾在康定機場進行了高原鑒定試飛，具有優異的高原性能。而本次海洋應用飛行試驗任務正是沒羽箭無人直升機繼完成康定機場高原鑒定試飛后，在海洋飛行領域的一次技術考核。
視頻：2020年康定飛行試驗
此次海洋應用飛行試驗任務在5月中下旬啟動，在10天試驗的最后，5月29日12時08分，編號HA0A0002的沒羽箭無人直升機攜帶光電載荷在試驗隊隨機選擇的野外空地順利升空，以最大爬升率抵達目標海域上空3000米左右巡航，完成周邊島嶼觀測、海上船舶識別等試驗任務，在連續飛行2小時31分鐘后于14時39分安全著陸，標志著此次沒羽箭海洋應用飛行試驗取得圓滿成功。
據騰盾科技介紹，本輪試驗任務是對沒羽箭無人直升機海洋部署能力的全面考核，在高溫、高濕、高鹽等自然環境和客觀條件下,沒羽箭保持了較高的出勤效率，并實際驗證了飛機最大起飛重量、最大爬升率等性能指標；在執飛某具體試驗任務過程中，沒羽箭遭遇突發強對流天氣，空中實際遭遇最高風力13級、最大風速超40米/秒，飛機保持正常飛行并順利完成飛行任務，充分驗證了飛機的環境適應能力和惡劣環境部署能力。
展開 航空照明的完整設計指南
工程師們了解制造符合期望的航空照明是極具挑戰的
當被詢問到飛機上的關鍵組件時
旅客可能不會立即想到飛機上的照明裝置
由于發動機、機翼和起落架與駕駛安全有著密不可分的聯系，它們總會最先在人們的腦海中浮現。工程師們深知鉚釘和支架的不同可能意味著安全與災難性事故的區別。
航空照明也不例外。它們出現在飛機的外部、座艙和客艙中，每個裝置都有明確的用途。工程師們面臨的挑戰則是在不影響舒適性、實用性或安全性的情況下，將光學集成到各種裝置中。
為了減少物理測試
工程師們通過光學仿真來設計
滿足航空公司、旅客和監管部門期待的照明系統
如何設計飛機外部照明
飛機外部照明系統的設計、測試和驗證過程可能非常耗時，其目的是為了輔助飛行員導航、避免碰撞、降落、滑行以及向其他飛機發出信號等作用。因此，照明系統的功能安全是重中之重。
傳統上，這些照明系統使用物理原型進行測試和驗證，往往工程師需要在難以安排或預測的條件下完成測試。
工程師可以使用仿真工具（ANSYS VRXPERIENCE）來分析和優化飛機著陸燈
仿真可以減少
用于驗證飛機外部照明所需的許多物理測試
評估整體性能
通過仿真，我們可以在各種配置、天氣情況、飛機狀態（例如起飛，滑行，著陸）等狀態下完成光度、色度、均勻性、照明系統整體性能的評估。
減少預算和產品發布時間
因此，工程師不必為了測試其設計而等待一場完美的暴風雨，數字化的仿真測試可以減少預算和產品發布時間。
多次迭代
工程師甚至可以將仿真進行多次迭代，以針對無法使用物理原型進行測試的邊緣情況進行更好地優化。
如何設計飛機內部照明
......
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展開 荷蘭團隊研究認為采用分布式電推進布局的A320沒有優勢
01
在2019年1月7日至11日舉行的美國航空航天科技大會上，荷蘭代爾夫特理工大學介紹了關于電動飛機的最新研究成果，他們評估了參照A320指標設計的3種未來混合電推進新概念布局。結果顯示，采用分布式混合電推進布局的A320方案沒有任何優勢。
一、歐盟在潔凈天空2倡議下開展未來新概念客機布局研究
歐盟于2014年推出了其第二個多年民用航空研究聯合倡議“潔凈天空2（CS2）”，其中包括三項大的演示驗證平臺計劃，分別是大型客機綜合演示驗證平臺、新型支線飛機綜合驗證平臺和快速旋翼機綜合驗證平臺。其中，大型客機綜合演示驗證平臺計劃下安排了部分資金用于研究創新的飛機構型，這些構型有可能取代今天的傳統設計用于2035年服役的大型飛機。
2016年，歐盟授予法國航空航天中心（Onera），德國航空航天中心（DLR）以及荷蘭航空航天中心（NLR）和代爾夫特理工大學（TU Delft）領導的三個團隊研究合同，開展顛覆性創新布局的設計和評估。三個團隊共同確定了35個參照A320指標設計的新構型，分別開展評估工作。設計指標包括載客150名，0.78馬赫巡航速度，最大有效載荷下的最大航程2222公里。
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波音公司史上最大噴氣式客機777X即將曝光原型機
據海外網站The Travel報道，近日，全球航空航天業領袖公司、世界上最大的民用和軍用飛機制造商之一波音公司宣布，該公司即將曝光旗下最大的噴氣式客機波音777X的原型機。
據介紹，這款原型機并沒有安裝引擎和航空電子設備，同時機艙內部其他大部分設施都沒有進行安裝，因此它并不能飛上藍天，或許稱其為靜態測試平臺更為貼切。在未來的研發試驗中，波音公司研發團隊將在這一平臺上進行艙體結構完整性等一系列靜態測試。
“靜態測試是我們驗證飛機結構和承載部件設計的絕佳機會，通過這一系列測試，我們將確保最終產品擁有絕對的安全性，保證每一次飛行都是安全的。” 波音測試經理Doreen Bingo在接受外媒采訪時表示：“我們將在全尺寸的原型機的機翼、齒輪、支板和機身上運行各種負載條件測試。”
針對這款原型機的系列測試將從今年開始，最終在2020年作為一架真正的飛機首飛亮相。如果一切按計劃進行，波音公司將于2021年開始交貨。屆時，波音777X將成為技術上最先進的噴氣式客機之一，使用了許多與787夢幻客機相同的技術。
目前可知，波音777X將開發兩個版本：機身較短的波音777X-8以及機身稍長的波音777X-9。777X-8將可搭乘365名乘客，航程為8690海里(約合16000公里)，幾乎與747相同。而777X-9可搭載乘客414人，航程7525海里(約合14000公里)。它還將是世界上最大的雙引擎客機，翼展235英尺5英寸。這種特別制造的碳纖維機翼比傳統的鋁制機翼更輕更結實，并增加了飛機的升力，有助于節省燃油成本。有數據顯示，波音777X客機將比空客A350多節省大約12%的燃油。
據悉，該機動力來自下一代通用電氣GE9X-105B1A渦輪風扇發動機，其總推力為105,000磅。
展開 eVTOL未來已來，但噪聲與振動測試有多嚴格？這份白皮書告訴你答案！
振動測試：確保結構萬無一失
地面振動測試（GVT）：驗證飛機結構動態特性，如NASA對電動飛機X-57的測試中，通過300+通道采集數據，發現模型未預測的模態風險。
模態測試：分析飛機結構固有頻率與阻尼，預防飛行中因振動引發的安全問題。
未來趨勢：技術與法規的雙重推動
2024年，中國已啟動首個《電動多旋翼無人機噪聲適航驗證技術規范》，聯合國際標準，推動行業規范化發展。而HBK等企業提供的先進測試系統（如適航噪聲測試、噪聲源識別、風洞噪聲測試、結構模態測試等），正為eVTOL的降噪減振提供技術保障。
想深入了解測試細節？
本文僅為概要，完整版白皮書涵蓋：
? 全球噪聲法規對比
? 風洞與聲學實驗室測試全流程
? 振動數據分析案例
? 聲品質研究成果
? 適航噪聲測試案例
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展開 世界空天飛機發展概況
它通過火箭運載、垂直點火發射，火箭進入外層空間后，RLV-TD與運載器分離，釋放軌道器，軌道器依靠渦輪沖壓噴氣發動機提供動力，飛行時先吸進大氣層中的空氣，然后將氧氣分離出來并將其液化儲存，供大氣層外的后續飛行使用；在降落時，RLV-TD可像常規飛機一樣在跑道上滑跑降落。
RLV-TD空天飛機進行發射前準備
RLV-TD最早計劃2009年進行首次飛行試驗，不過由于技術問題不得不推遲。作為一個優先級較低的技術驗證項目，2010年印度GSLV火箭國產氫氧發動機故障而發射失敗后，大量人力物力又被抽調優先保證低溫氫氧發動機的成功，更嚴重影響了RLV-TD的研制進度。RLV-TD研制中還增加了一項重要的“鐵鳥”試驗，用于模擬驗證機的實際飛行狀態，檢驗印度自行研制的導航制導和飛行控制設備的可行性和可靠性。
驗證機結構上還增加了名為“熱結構”的新型設計方案，這些新技術的試驗都耗時耗力，也造成了RLV-TD驗證機首飛的進一步推遲，ISRO不得不將原定的2013年發射推遲到2015年。而2015年，RLV-TD驗證機的發射計劃又被更受看重的天文衛星AstroSat和印度區域導航定位系統IRNSS的發射打亂，只能推遲到2016年進行試驗。
RLV-TD空天飛機進行發射試驗
2016年5月23日上午，印度航天研究組織ISRO在印度安得拉邦斯里哈里科塔展開了印度首架自行研制的空天飛機技術驗證機——RLV-TD（可重復使用運載驗證器）的首次飛行試驗。其主要任務為：驗證未來可重復使用的航天飛機的相關技術，主要是熱防護和飛行控制技術。試驗過程中，運載火箭共工作了91秒時間，隨后與RLV-TD分離，此時高度約為48公里。
展開 “鯤龍”AG600完成水上低、中速滑行
資料圖：AG600飛機 攝影：徐崢
記者近日從總部位于廣東珠海的中航通用飛機有限責任公司（以下簡稱“航空工業通飛”）獲悉，國產大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600已完成水上低、中速滑行，即將轉入水上高速滑行試驗工作。
據航空工業通飛介紹，9月2日至13日，“鯤龍”AG600在湖北荊門漳河水上機場完成了水上低、中速滑行任務，期間進行了8架次共552分鐘的水上滑行，主要驗證了飛機氣/水動操縱性、穩定性及水密性能，飛機各系統工作正常、穩定。
據悉，“鯤龍”AG600是為滿足我國森林滅火和水上救援的迫切需要，首次按中國民航適航規章CCAR25部自主研制的大型特種用途民用飛機，是國家應急救援體系建設急需的重大航空裝備。該型飛機已于2017年12月24日成功陸上首飛。
來源：新華網
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