構型設計的案例
貝爾公司申請可用于電動“空中的士”的構型設計方案專利
貝爾公司于今年1月提交的一個可用于電動垂直起降空中的士的構型設計方案專利近日被公布，采用該方案的驗證機預計將在2020年實現首飛，賽峰公司將為其開發一套混合電推進系統作為動力裝置。
該專利的專利號為U.S.2018/0208305，于今年1月8日提交，該構型使用了3個可傾轉的涵道風扇，其中2個單副旋翼的涵道風扇布置在機翼翼尖，另一個使用共軸雙旋翼的涵道風扇布置在尾部結構上。該構型與貝爾公司此前公布的電動空中的士方案有很多相似之處。
貝爾公司在該專利的應用方向中稱，這是一種可以搭載1名飛行員和1名乘客的飛機，也可以布置一個最多容納六名乘客的座艙，并可選擇有人駕駛或無人駕駛。專利的詳細描述中稱，該飛機可以具有混合動力或混合動力液壓推進系統。
專利申請文件中包括兩個不同版本的草圖，其中一個機身尾部結構為Y形，以支撐尾部風扇。另一個則采用了二面翼，尾部風扇安裝在2個平行的尾梁中間。后者看起來與貝爾公司在此前展示的四座空中的士概念方案類似。
貝爾申請的U.S.2018/0208305專利草圖（尾翼采用二面翼）。
混合電推進動力通過內燃機或輔助動力裝置（APU）驅動發電機，產生高壓電為一組電池充電，由電池來驅動涵道風扇的電動機。混合液壓動力則通過APU驅動液壓泵，由液壓泵為涵道風扇的液壓發動機提供動力。在該概念的另一個實例中，通過渦輪發動機驅動發電機，由發電機為液壓泵提供電力驅動，進而帶動涵道風扇。
展開 貝爾公司申請可用于電動空中的士的構型設計方案專利
貝爾公司于今年1月提交的一個可用于電動垂直起降空中的士的構型設計方案專利2018年8月被公布，采用該方案的驗證機預計將在2020年實現首飛，賽峰公司將為其開發一套混合電推進系統作為動力裝置。
一、貝爾針對城市空運提出3傾轉涵道垂直起降飛行器構型
該專利的專利號為U.S.2018/0208305，于今年1月8日提交，該構型使用了3個可傾轉的涵道風扇，其中2個單副旋翼的涵道風扇布置在機翼翼尖，另一個使用共軸雙旋翼的涵道風扇布置在尾部結構上。該構型與貝爾公司此前公布的電動空中的士方案有很多相似之處。
專利申請文件中包括兩個不同版本的草圖，其中一個機身尾部結構分為Y形，以支撐尾部風扇。另一個則采用了二面翼，尾部風扇安裝在2個平行的尾梁中間。后者看起來與貝爾公司在此前展示的四座空中的士概念方案類似。
01
U.S.2018/0208305專利草圖之一
二、專利提出采用混合動力或混合動力液壓推進系統
貝爾公司在該專利的應用方向中稱，這是一種可以搭載1名飛行員和1名乘客的飛機，也可以布置一個最多容納六名乘客的座艙，并可選擇有人駕駛或無人駕駛。專利的詳細描述中稱，該飛機可以具有混合動力或混合動力液壓推進系統。混合電推進動力通過內燃機或輔助動力裝置（APU）驅動發電機，產生高壓電為一組電池充電，由電池來驅動涵道風扇的電動機。混合液壓動力則通過APU驅動液壓泵，由液壓泵為涵道風扇的液壓馬達提供動力。在該概念的另一個實例中，通過渦輪發動機驅動發電機，由發電機為液壓泵提供電力驅動，進而帶動涵道風扇。
展開 嫦娥四號月球車全球征名 探測器公布外觀設計構型(圖)
中國國家國防科技工業局探月與航天工程中心15日在北京釣魚臺國賓館舉行儀式，正式啟動嫦娥四號任務月球車全球征名活動，并對外公布嫦娥四號月球探測器——著陸器和月球車外觀設計構型。 按照計劃，中國探月工程嫦娥四號任務將于2018年12月實施，將首次實現人類探測器在月球背面軟著陸和巡視勘察。 中國探月工程副總指揮、國家國防科工局探月與航天工程中心主任劉繼忠介紹說，承擔月球背面巡視探測任務的嫦娥四號月球車，基本繼承了嫦娥三號月球車“玉兔號”的狀態，但針對月球背面復雜的地形條件、中繼通信新的需求和科學目標的實際需要，也作了適應性更改和有效載荷配置調整。 嫦娥四號著陸器月面著陸效果圖。(國防科工局探月與航天工程中心 提供) 他希望通過開展嫦娥四號月球車全球征名活動，展示中國探月與航天工程的國家形象，增進公眾對嫦娥四號任務重大意義的深刻了解，激發全民尤其是青少年崇尚科學、探索未知、敢于創新的熱情，為實現中華民族偉大復興的中國夢凝聚力量。 據了解，中國探月工程嫦娥四號任務月球車全球征名活動，對提交名稱要求符合國家商標法的有關規定，具有時代性、延伸性和較好的文化內涵，體現中華民族的文化特征。同時，要符合中國探月工程理念和工程特點，文字簡練，便于記憶，易于傳播。征名活動將聘請航天專家、社會文化名人組成評審委員會，對提交的名稱進行篩選把關。 嫦娥四號月球車全球征名活動啟動后，將分五個階段組織實施：第一階段從8月16日至9月5日，提交名稱，函審備選；第二階段為9月上旬，組織初評，遴選十強；第三階段從9月上旬至9月30日，網絡投票評選前三名；第四階段為10月上旬，終評加權，確定三甲；第五階段為10月上旬，程序報批，公布征名結果。(完)
展開 傾轉旋翼機復合材料機翼動特性仿真分析
由圖5(b）可見，方案4相比原方案的扭轉固有頻率提高了9%，方案2相比原方案的扭轉固有頻率提高了11.7%，證明了機翼蒙皮增厚對提高本設計方案的機翼扭轉頻率有效；同時，增重相同情況下，翼根增厚（方案4）能更有效地提升垂向彎曲和弦向彎曲模態頻率，機翼整體增厚（方案2）比翼根增厚（方案4）對于扭轉模態頻率的提升效果更好。
圖5 蒙皮增厚對機翼固有頻率的影響
結語
基于有限元方法和振動測試數據研究了傾轉旋翼復合材料機翼動特性，然后通過復合材料構型設計，研究了鋪層角和蒙皮厚度對機翼動特性的影響。得出以下結論：
(1）通過有限元分析結果和V-22傾轉旋翼機振動測試結果對比可見，機翼的前三階模態振型分別為垂向彎曲、弦向彎曲和扭轉模態，前三階模態分布與V-22傾轉旋翼機振動測試模態一致，模態頻率與其測試數據具有較好的一致性，表明所建立的傾轉旋翼機機翼有限元分析結果的可靠性，模型具有較高的可信度；
(2）復合材料構型設計分析表明，對于本文中的傾轉旋翼機復合材料機翼設計方案，鋪層角度優化設計可在不改變機翼質量和氣動外形設計的前提下，實現機翼剛度優化設計，進而提升機翼的扭轉剛度；機翼蒙皮增厚可有效地提高機翼剛度，進而提高垂向彎曲和弦向彎曲模態頻率，尤其是提高了扭轉模態頻率。在增重相同情況下，機翼蒙皮整體增厚相比翼根局部增厚能夠更有效地提高扭轉頻率，對扭轉剛度影響顯著；
(3）研究表明機翼復合材料構型設計（包括復合材料鋪層角度、厚度、順序等）對于機翼動特性影響顯著，進一步研究將通過“鋪層角度+蒙皮厚度”的組合式優化獲得理想的回轉顫振邊界裕度。
文章來源：中國科技信息
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大疆發布DJI Mini 3 Pro，續航可達47分鐘售價4198元起
據了解，重量低于249克的DJI Mini 3 Pro在動力、避障、云臺方面經過了全新布局，包括機身新增減阻設計并增大槳葉面積，大幅提升動力效能，實現了大疆消費級無人機里最強續航；首次前置后視避障傳感器，并擴大了障礙物感知范圍，提升飛行安全體驗；云臺經過全新規劃，可實現無損豎拍、大角度仰拍，賦予視覺創作更多可能性。
續航突破47分鐘
延續前代低于 249 克的超輕重量，DJI Mini 3 Pro機臂折疊方式和機身結構均經過重新設計，不僅讓用戶收納及出行輕松便捷，更突破“小”飛機技術瓶頸，帶來飛行性能“大”躍進。
續航性能作為航拍創作的基礎，在消費級無人機中首次突破至最長47分鐘。全新構型設計通過改變機身傾角和增大槳葉面積，降低了風阻從而大幅提升氣動效率，令 DJI Mini 3 Pro 的續航得到顯著突破。用戶結合智能飛行電池可實現長達34分鐘的續航時間，選配長續航電池可實現最長47分鐘，讓用戶告別電量焦慮，更自由創作。
大疆官方表示，DJI Mini 3 Pro 具備出色的三向避障性能，是DJI Mini 系列迄今安全性最強的無人機。其配備前視、后視、下視雙目視覺感應系統和 ToF，得益于創新構型，障礙物感知范圍大幅提升，為安全飛行保駕護航。在此基礎上，APAS 4.0助力實現更好的自主路徑規劃及靈敏避障，可自動探測并躲避飛行路徑中的障礙物，在復雜場景下也能順滑飛行。
DJI Mini 3 Pro 采用DJI O3 旗艦型數字圖傳，穩定的影像傳輸讓飛行體驗更安心。DJI Mini 3 Pro 可實現1080p/30fps 最高實時圖傳畫質和 12 公里最遠傳輸距離，最大圖傳碼率達 18Mbps，且抗干擾能力大幅增強，進一步提升了復雜拍攝場景中的圖傳可靠性。DJI Mini 3 Pro 身形雖小，其動力冗余設計帶來最高可抗 5級風，實現航拍場景自由。
展開 4月9日在線研討會預熱 | Romax — 傳動系統設計仿真工具
機電傳動系統一體化設計和分析
機電一體化整體設計方法可以實現：
? 在概念設計階段進行機電一體化的整體設計
? 獲得動力傳動系統在齒輪和電機激勵下的NVH 響應
? 對機電一體化系統進行優化改進? 經緯恒潤提供傳動系統解決方案
? 傳動系統概念階段構型設計-詳細設計-校核驗證全過程解決方案
? 傳動系統效率、耐久性、NVH（嘯叫 / 敲擊等）綜合性能評估與優化
? 同步器設計與換擋性能優化
? 變速箱熱管理
? 潤滑/冷卻系統設計與攪油仿真分析
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 Romax — 傳動系統設計仿真工具
機電傳動系統一體化設計和分析
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經緯恒潤
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電話：010-64840808
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展開 PPT分享 | 西工大余亮教授-低空經濟發展及關鍵技術概況
報告重點概述了無人機、傳統通航飛行器及電動垂直起降飛行器（eVTOL）等主要低空飛行器，并深入探討了eVTOL在構型設計、噪聲控制、適航取證等方面的核心技術挑戰與解決方案。此外，報告還系統闡述了支撐低空經濟發展的安全性、新基建、飛控系統、輕量化材料、環保與新能源、電池能源管理及電動力驅動等多項關鍵核心技術。最后，報告對比了各類飛行器的應用場景，并結合西北工業大學余亮老師團隊的研究基礎，展望了“政-校-企”聯動的產業發展模式 。
哈工大耿林教授團隊Acta Mater.：層狀結構在Ti-Al金屬層狀復合材料塑性改善中的作用
通過對該合金在塑性變形過程中的局域應變分布及斷裂行為進行定量表征，發現合金組元相的近層狀分布可以抑制應變集中，進而改善合金塑性變形能力，驗證了構型設計對傳統金屬材料的強韌性同步提升的有效性，為高性能鎂合金開發提供了一種新思路。
第十一屆“宇瞳杯”光學設計大賽賽題2“視訊會議鏡頭”設計思路
二維圖
MTF
相對照度
畸變
設計到這里，大概的初始構型已經設計好了，接下來可以增加非球面或者減少鏡片，做進一步優化。
最后，有光學設計相關需求，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯系。
eVTOL總體設計關鍵技術、電子/電氣系統重要性及技術發展趨勢分析詳解
除了傳統的人工迭代設計-仿真驗證，多學科優化設計工具也在不斷發展，基于給定的代理模型、設計約束和優化目標，可以快速得出優化的設計參數集。在UAM市場遠未成熟，eVTOL構型尚無公認最優化方案的今天，隨著市場逐步成熟、應用場景逐漸清晰以及各項技術的發展，整機構型探索和優化仍是總體設計的重點工作。
（二）高敏度的態勢感知與空中避障技術
eVTOL需要具備高敏度的態勢感知與空中避障技術，以確保飛行安全。該技術具有實時機動避障決策功能，主要包括空間復雜環境下的多障礙物探測和分類、障礙物定位及路徑預測與碰撞風險分析、避障策略選擇和航線重新規劃等技術，涉及感知傳感器構型設計、多源信息融合、智能目標識別、障礙物危險評估與避障決策等諸多領域。
現有eVTOL制造商一般通過加裝ADS-B、TCAS等空中防撞設備來解決自動安全間隔保持能力、規避周圍危險能力。但針對城市地形地貌復雜、建筑物及附屬設施眾多、局部氣象條件多變、電磁環境惡劣、鳥群飛行等情況，根據幾何空間相對運動矢量進行避障決策、利用無碰撞路徑規劃代替避障決策、人工智能算法進行避障決策、建立城市低空環境仿真模型等技術路線還需攻克，通過快速監控檢測潛在障礙物、及時提前改變航向避開障礙物等eVTOL避障技術還不成熟。
（三）高精度的低空智能駕駛技術
eVTOL智能駕駛技術應具備無人駕駛的自主飛行能力，是一個從輔助駕駛、半自動飛行再到全自主飛行的遞進過程。該技術應能借助視覺、紅外、激光雷達和毫米波雷達等新型傳感器，采取極簡操控方式（SVO），通過融合多種傳感器增強飛機的環境感知能力，綜合運用AI、大數據等新興技術對已感知的環境進行智能決策分析，并利用電傳操縱系統建立的良好控制基礎。
eVTOL自動飛行性能，可在空中不確定的復雜氣象環境條件下實現自動駕駛、安全操作的智能駕駛技術還需逐漸演變進階。
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特拉弗吉亞即將完成TF-2飛行汽車設計
一家位于馬薩諸塞州的“可轉換為汽車的輕型運動飛機”（飛行汽車）開發商特拉弗吉亞（2017年被吉利收購），正接近一項富有野心計劃的設計完成，TF-2客貨垂直起降城市空中機動（UAM）飛行器。
不同于迄今為止已披露的大多數其他UAM設計，TF-2通過在飛行器上集成一個可拆卸、可驅動的四人乘客或貨物吊艙拓展了飛行汽車的概念，這個吊艙可搭載重量544千克、以232公里/時的速度續航298公里。特拉弗吉亞相信這種空地交通工具的組合相比單純的空中交通工具設計能夠提供顯著的效率提升。
TF-2構型設計上的主要特點是：采用了升力風扇加推進器的設計，共有6個升力旋翼和2具拉力螺旋槳；最初的高垂尾設計被安裝在向后延伸的撐桿上的倒置雙垂尾取代。
01
改進后的TF-2在翼尖安裝了兩幅拉力螺旋槳并在延展的撐桿上增加了升力風扇。
特拉弗吉亞公司稱TF-2計劃在2023年取得型號合格證，公司正在利用縮比飛行模型對設計進行評估。全尺寸飛行器將在明年年底前開展飛行試驗。取證將基于FAA簡化的第23部規則。這種飛機將使用活塞或渦輪發動機產生電力從而驅動多個旋翼。
公司此前在TF-2上采用了傾轉旋翼設計，現在TF-2使用了更為簡化的升力風扇加推進器構型，對于更快地研發來說更具可行性。特拉弗吉亞公司商業開發與市場營銷主任哈坎·阿佩爾（Hakan Apell）稱公司對現有設計感到滿意并且也明確了發展路徑，但不拒絕在傾轉旋翼概念取得重大突破時變更技術路線。
展開 神工坊再獲“國家重點研發計劃”支持
針對傳統的串行設計模式無法充分考慮多學科之間耦合以及花費時間長的問題，需要對支持工作流程、算法層以及求解器層三種方式協同并行的方法進行研究，能夠將并行任務分布到網絡中的其他計算機中進行計算 ，有效地利用計算資源，縮短優化設計周期。
2 針對超算移植加速的研究
飛行器MDO涉及眾多學科，各學科分析計算量和變量規模巨大，設計平臺各異，變量取值與物理屬性差異顯著，設計域呈現高度非線性和不連續等特征，導致MDO的計算量巨大。因此，MDO雖然在科學研究中展現了巨大潛力，但是在飛行器全機復雜構型設計中卻面臨“瓶頸”，陷入“創新死亡谷”。近年來，我國超算研制和應用能力達到世界領先水平，“神威·太湖之光”多次登頂世界超算 Top500 榜單，高性能應用榮獲“戈登·貝爾”獎。國家超級計算無錫中心基于“神威·太湖之光”實現了航發整機全流道數值模擬，具備了解決工程仿真問題的能力，為實現第三代MDO軟件研發奠定了良好基礎。
國家超級計算無錫中心神工坊團隊依托自主研發的高性能多域多物理場數值模擬框架，深入研究多學科聯合優化計算過程中的性能熱點，從多個層面提煉眾核加速共性算法，實現多種異構超算平臺上的多學科優化軟件適配與維護 。
“神工坊”高性能多域多物理場數值模擬框架
通過本項目的研發，對于提升國家科技實力、推動產業升級、提高國產民機競爭力等方面具有重要意義。首先，我們將構筑自主可控的軟件體系和高性能計算應用范式，提升科學、技術、產業指標；其次，我們將推進民機設計手段的革新，助力高端裝備制造產業升級和高質量發展，這將有利于提升國產民機的競爭力，助力國內航空裝備企業爭奪50萬億國際民機市場。此外，本項目還將降低國產超算的復雜多學科應用開發門檻，賦予軟件可持續發展能力，有助于完善國產超級計算機的應用生態，全面覆蓋飛行器設計的重大關鍵領域。
展開 無人機應用碳纖維復合材料減重有妙招
利用夾芯結構減重：
碳纖維復合材料結構構型設計靈活多變，三明治夾芯結構也是一種重要的結構減重方法。三明治夾芯結構就是在相對較厚的芯材兩側貼附薄卻有足夠剛度的面板，這種結構在承受彎曲載荷時，上下面板之間存在一定的距離，結構上反而能獲得更大比例的剛性。以碳纖維增強復合材料作為蒙皮，芯材可選用XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質泡沫塑料，使之形成碳纖維-芯材-碳纖維的復合夾芯結構。
這種三明治夾芯結構在保持力學性能的同時還能顯著減輕重量，尤為重要的是還可以在一定程度上降低成本。這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，在碳纖維醫療床板中也較為常見，在小型無人機中也是一種可以考慮的方案。
一體化成型工藝減重：
碳纖維復合材料的成型工藝包括：編織纏繞、真空輔助成型、RTM、真空熱壓罐、模壓等等。無人機需要高度翼身融合的飛翼式總體啟動外形，所以在氣動外形上要盡量做到精準。因此，使用碳纖維復合材料制作無人機機體時，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來的連接問題和連接贅重，從而實現結構減重。
從目前情況看，在無人機上使用碳纖維復合材料是減輕機體重量和增強機身機翼結構強度的有效途徑，但是這也需要適用于無人機的碳纖維復合材料在材料設計及工藝體系方面進行配合，才能最大化地體現和利用碳纖維復合材料的特殊優勢。（來源：新材料探路者）
展開 無錫智上新材開發出無人機用超輕碳纖維復合材料
利用夾芯結構減重
碳纖維復合材料結構構型設計靈活多變，三明治夾芯結構也是一種重要的結構減重方法。三明治夾芯結構就是在相對較厚的芯材兩側貼附薄卻有足夠剛度的面板，這種結構在承受彎曲載荷時，上下面板之間存在一定的距離，結構上反而能獲得更大比例的剛性。以碳纖維增強復合材料作為蒙皮，芯材可選用XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質泡沫塑料，使之形成碳纖維-芯材-碳纖維的復合夾芯結構。
這種三明治夾芯結構在保持力學性能的同時還能顯著減輕重量，尤為重要的是還可以在一定程度上降低成本。這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，在碳纖維醫療床板中也較為常見，在小型無人機中也是一種可以考慮的方案。
一體化成型工藝減重
碳纖維復合材料的成型工藝包括：編織纏繞、真空輔助成型、RTM、真空熱壓罐、模壓等等。無人機需要高度翼身融合的飛翼式總體啟動外形，所以在氣動外形上要盡量做到精準。因此，使用碳纖維復合材料制作無人機機體時，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來的連接問題和連接贅重，從而實現結構減重。
從目前情況看，在無人機上使用碳纖維復合材料是減輕機體重量和增強機身機翼結構強度的有效途徑，但是這也需要適用于無人機的碳纖維復合材料在材料設計及工藝體系方面進行配合，才能最大化地體現和利用碳纖維復合材料的特殊優勢。
碳纖維布https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2505
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