航空聲學(xué)工程的案例
聲學(xué)設(shè)計(jì) | 沉浸式虛擬仿真環(huán)境，助力感知航空聲學(xué)
本文原刊登于Ansys Blog：《Immersive Soundscapes for Human Perception of Aviation Acoustics》
作者：Scott Granger | Ansys USAF和USSF項(xiàng)目總監(jiān)
編輯整理：姚翔 | Ansys高級(jí)應(yīng)用工程師
城市空中交通（UAM）是一種新興的交通方式，旨在滿足郊區(qū)和城市周圍環(huán)境中日益增長(zhǎng)的航空運(yùn)輸和運(yùn)營(yíng)需求。實(shí)施UAM的目標(biāo)是為周圍人口密集地區(qū)的人員和貨物創(chuàng)建安全高效的運(yùn)輸系統(tǒng)?？紤]到在物流、國(guó)防和人道主義工作中的潛在應(yīng)用，業(yè)界正在開發(fā)新一代飛行器，以創(chuàng)建針對(duì)UAM任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)。新興的UAM飛行器采用電池供電，并且在很大程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛功能，因此非常適合商業(yè)和國(guó)防應(yīng)用。
UAM的安全性是運(yùn)營(yíng)商以及周圍居民的首要關(guān)注點(diǎn)。由于噪聲污染的增加會(huì)帶來(lái)社區(qū)健康風(fēng)險(xiǎn)，因此聲學(xué)是UAM平臺(tái)在城市環(huán)境中的一個(gè)關(guān)鍵考慮因素。UAM噪聲暴露可能導(dǎo)致的不利健康狀況包括疲勞、心理聲學(xué)影響和耳鳴。在航空業(yè)界，基于聲學(xué)的分析和先進(jìn)的降噪技術(shù)被認(rèn)為對(duì)UAM實(shí)踐的可持續(xù)性至關(guān)重要。
超越無(wú)限
為了激勵(lì)更多的公司開發(fā)和應(yīng)用各種電動(dòng)垂直起降（eVTOL）技術(shù)，美國(guó)空軍啟動(dòng)了“敏捷至上（Agility Prime）”計(jì)劃。
展開 人類對(duì)航空聲學(xué)感知的沉浸式音景
人類對(duì)航空聲學(xué)感知的沉浸式音景
城市空中交通 (UAM) 是一種新興方法，可滿足郊區(qū)和城市環(huán)境中日益增長(zhǎng)的航空運(yùn)輸和運(yùn)營(yíng)需求。UAM 實(shí)施的目標(biāo)是為周圍人口稠密地區(qū)的人員和貨物創(chuàng)建安全高效的交通系統(tǒng)。考慮到在后勤、國(guó)防和人道主義工作中的潛在應(yīng)用，新一代飛機(jī)的開發(fā)正在進(jìn)行中，以創(chuàng)建針對(duì) UAM 任務(wù)優(yōu)化的系統(tǒng)。新興的 UAM 飛機(jī)由電池供電，大部分是自主的，適用于商業(yè)和國(guó)防應(yīng)用。
UAM 安全是運(yùn)營(yíng)商以及周圍民眾最關(guān)心的問(wèn)題。由于與噪音污染增加相關(guān)的社區(qū)健康風(fēng)險(xiǎn)，聲學(xué)是城市環(huán)境中 UAM 平臺(tái)的一個(gè)重要考慮因素。UAM 噪聲暴露可能導(dǎo)致的不良健康狀況包括疲勞、心理聲學(xué)影響和耳鳴。在整個(gè)航空界，基于聲學(xué)的分析和先進(jìn)的降噪技術(shù)被認(rèn)為對(duì)于 UAM 實(shí)踐的可持續(xù)性至關(guān)重要。
超越無(wú)限
為了激勵(lì)更多公司開發(fā)和部署范圍廣泛的電動(dòng)垂直起降 (eVTOL) 技術(shù)，美國(guó)空軍發(fā)起了 Agility Prime 計(jì)劃。該計(jì)劃旨在利用和加速商用功能，Infinity Labs抓住機(jī)會(huì)將領(lǐng)先的 Ansys 功能集成到下一代聲學(xué)分析框架中，以造福 UAM 社區(qū)。
根據(jù) Infinity Labs 首席創(chuàng)新官兼聲學(xué)工作首席研究員 Nicholas Kuprowicz 博士的說(shuō)法，“我最初的想法類似于谷歌地圖，你可以使用谷歌街景跳轉(zhuǎn)到地圖并在三個(gè)維度上環(huán)顧四周. 我想要飛機(jī)聲學(xué)的類似功能，您可以沉浸在虛擬/模擬環(huán)境中，隨時(shí)隨地聽到附近飛機(jī)飛行的聲音?！?Infinity Labs 成功展示了高保真建模和仿真功能，使人類能夠在虛擬空域環(huán)境中感知飛機(jī)聲學(xué)。該團(tuán)隊(duì)利用Ansys Fluent和Ansys Sound等商用工具來(lái)建立能力，并驗(yàn)證和驗(yàn)證基于 eVTOL 機(jī)身和旋翼聲學(xué)的方法。
展開 LMS Virtual.Lab航空聲學(xué)解決方案
本貼中有兩個(gè)PDF，其中一個(gè)是VL在航空聲學(xué)方面的解決方案，內(nèi)容以波音777為對(duì)象，詳細(xì)介紹了飛機(jī)各種噪聲以及數(shù)值評(píng)估和實(shí)驗(yàn)方法，包含了LMS Virtual.Lab 10中最新的解決湍流邊界層激勵(lì)飛機(jī)機(jī)艙壁噪聲的VATV (Vibro-Acoustic Transfer Vector)方法，另外還有各種艙壁的傳遞損失評(píng)價(jià)等內(nèi)容，在最后，介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，包括發(fā)動(dòng)機(jī)非平衡工作引起的噪聲、管道聲模態(tài)、氣動(dòng)噪聲等等。內(nèi)容非常多，希望對(duì)大家有幫助！另一個(gè)PDF就是對(duì)應(yīng)第一個(gè)PDF中的波音777艙壁隔聲量計(jì)算（VATV）的一些理論和數(shù)據(jù)，非常有實(shí)用價(jià)值！希望我提供的這些對(duì)于大家的學(xué)習(xí)有一定幫助！謝謝！
Acoustic Solutions for Aircraft Noise & Vibration_March2011.part2.rar
Acoustic Solutions for Aircraft Noise & Vibration_March2011.part1.rar
BOEINGmontgomery_AIAA2004_TBL.pdf
BOEINGmontgomery_AIAA2004_TBL.pdf
展開 什么是聲學(xué)工程？
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)聲學(xué)的研究也越來(lái)越多，但是不深入了解的人可能會(huì)將聲學(xué)設(shè)計(jì)與聲學(xué)工程混為一談。賽賓上次說(shuō)到聲學(xué)設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)以達(dá)到人們對(duì)這個(gè)環(huán)境聲音的要求，而聲學(xué)工程完全是不相同的研究。那么聲學(xué)工程具體是什么？能應(yīng)用到哪些方面呢？下面賽賓就為大家進(jìn)行解答。
什么是聲學(xué)工程？
由于現(xiàn)如今環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，噪音污染也成為困擾人們生活的因素之一。所以對(duì)環(huán)境降噪吸音等的需求也越來(lái)越大，從而引進(jìn)了聲學(xué)工程。聲學(xué)工程簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，通過(guò)一些吸音隔音的材料來(lái)達(dá)到隔音降低噪音的目的。最基本的工程需要，在建筑建設(shè)之前計(jì)算好每種吸音材料的吸音效果，在之后的應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。
聲學(xué)工程的內(nèi)容是什么？
聲學(xué)工程包括多個(gè)實(shí)施項(xiàng)目，其中以聲學(xué)裝修以及家庭隔音降噪和噪音治理為主，輔以隔音和吸音材料的銷售。對(duì)于各項(xiàng)聲學(xué)裝修設(shè)計(jì)，家裝隔音降噪以及噪音直立的工程，提供較為切實(shí)可行的方案。還有就是根據(jù)環(huán)境的需要，進(jìn)行隔音吸音材料的銷售。由此可以看出，聲學(xué)工程的應(yīng)用范圍應(yīng)該很廣闊，基本需要降噪的地方就需要聲學(xué)工程。
聲學(xué)工程廣泛的應(yīng)用范圍有哪些？
1、需要噪聲處理及隔音防振的工程，例如城市中的民用建筑，賓館飯店，超市醫(yī)院等的環(huán)境，都需要降噪的聲學(xué)工程處理。
2、還涉及一些音樂(lè)廳，錄音室，影院劇院這一類建筑的音效設(shè)計(jì)，施工安裝等。當(dāng)然各種隔聲工程的設(shè)計(jì)也離不開聲學(xué)工程。還有就是如聽力檢測(cè)室以及各類電子設(shè)備的檢測(cè)，超靜音無(wú)響實(shí)驗(yàn)的工程都與聲學(xué)工程息息相關(guān)。
3、還有工業(yè)廠房，機(jī)房等設(shè)備以及環(huán)境噪聲的綜合治理，聲學(xué)工程也能處理。
雖然人們對(duì)于聲學(xué)工程不太了解，也不熟知，但是聲學(xué)工程其實(shí)就在我們身邊。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)聲學(xué)工程是一個(gè)已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)間的新事物，也是有著旺盛生命力的事物。
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什么是聲學(xué)工程？
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)聲學(xué)的研究也越來(lái)越多，但是不深入了解的人可能會(huì)將聲學(xué)設(shè)計(jì)與聲學(xué)工程混為一談。賽賓上次說(shuō)到聲學(xué)設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)以達(dá)到人們對(duì)這個(gè)環(huán)境聲音的要求，而聲學(xué)工程完全是不相同的研究。那么聲學(xué)工程具體是什么？能應(yīng)用到哪些方面呢？下面賽賓就為大家進(jìn)行解答。
什么是聲學(xué)工程？
由于現(xiàn)如今環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，噪音污染也成為困擾人們生活的因素之一。所以對(duì)環(huán)境降噪吸音等的需求也越來(lái)越大，從而引進(jìn)了聲學(xué)工程。聲學(xué)工程簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，通過(guò)一些吸音隔音的材料來(lái)達(dá)到隔音降低噪音的目的。最基本的工程需要，在建筑建設(shè)之前計(jì)算好每種吸音材料的吸音效果，在之后的應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。
聲學(xué)工程的內(nèi)容是什么？
聲學(xué)工程包括多個(gè)實(shí)施項(xiàng)目，其中以聲學(xué)裝修以及家庭隔音降噪和噪音治理為主，輔以隔音和吸音材料的銷售。對(duì)于各項(xiàng)聲學(xué)裝修設(shè)計(jì)，家裝隔音降噪以及噪音直立的工程，提供較為切實(shí)可行的方案。還有就是根據(jù)環(huán)境的需要，進(jìn)行隔音吸音材料的銷售。由此可以看出，聲學(xué)工程的應(yīng)用范圍應(yīng)該很廣闊，基本需要降噪的地方就需要聲學(xué)工程。
聲學(xué)工程廣泛的應(yīng)用范圍有哪些？
1、需要噪聲處理及隔音防振的工程，例如城市中的民用建筑，賓館飯店，超市醫(yī)院等的環(huán)境，都需要降噪的聲學(xué)工程處理。
2、還涉及一些音樂(lè)廳，錄音室，影院劇院這一類建筑的音效設(shè)計(jì)，施工安裝等。當(dāng)然各種隔聲工程的設(shè)計(jì)也離不開聲學(xué)工程。還有就是如聽力檢測(cè)室以及各類電子設(shè)備的檢測(cè)，超靜音無(wú)響實(shí)驗(yàn)的工程都與聲學(xué)工程息息相關(guān)。
3、還有工業(yè)廠房，機(jī)房等設(shè)備以及環(huán)境噪聲的綜合治理，聲學(xué)工程也能處理。
雖然人們對(duì)于聲學(xué)工程不太了解，也不熟知，但是聲學(xué)工程其實(shí)就在我們身邊。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)聲學(xué)工程是一個(gè)已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)間的新事物，也是有著旺盛生命力的事物。
展開 現(xiàn)代聲學(xué)與CAE工程仿真
現(xiàn)代聲學(xué)的研究及應(yīng)用是及其廣泛的，小到一個(gè)音樂(lè)耳機(jī)的質(zhì)量，大到汽車的噪聲處理，甚至潛艇在水下的隱身性能，都與聲學(xué)有著密切的關(guān)系。今天大家就和牛博士一起來(lái)窺探一下聲學(xué)的神秘吧。
美國(guó)蘋果公司的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室，用來(lái)測(cè)試iPhone，iPad等設(shè)備
現(xiàn)代聲學(xué)
雖然整個(gè)聲學(xué)是以物理定理為基礎(chǔ)而建立的，但物理聲學(xué)（Physical Acoustics）作為聲學(xué)的基本分支有別于其它聲學(xué)分支，其所涉內(nèi)容屬于基礎(chǔ)性的，其所關(guān)心的是聲傳播的基本現(xiàn)象和規(guī)律，包括聲反射、折射、透射、干涉、衍射、散射、吸收，物質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)，以及聲與物質(zhì)的相互租用，等等。所以，物理聲學(xué)構(gòu)成了聲學(xué)的內(nèi)核。其它聲學(xué)分支大多從物理聲學(xué)分化發(fā)展而來(lái)的，并形成了各自專業(yè)的特色，且具有不同程度的工程與應(yīng)用的特點(diǎn)。
經(jīng)典聲學(xué)本質(zhì)上是物理聲學(xué)，它以物理學(xué)的方法和理論，研究聲學(xué)的基本問(wèn)題。物理聲學(xué)以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)，因此之故，早期把波動(dòng)聲學(xué)視為物理聲學(xué)，以有別于與之相對(duì)的幾何聲學(xué)。近代以來(lái)，凡聲學(xué)問(wèn)題，大多以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的，若再把物理聲學(xué)與波動(dòng)聲學(xué)等價(jià)，則未免把物理聲學(xué)涵蓋及整個(gè)聲學(xué)學(xué)科，似有不妥。
從經(jīng)典聲學(xué)發(fā)展到現(xiàn)代聲學(xué)，物理聲學(xué)之內(nèi)涵雖處于不斷演進(jìn)之中，但作為聲學(xué)學(xué)科之核心，它始終以聲現(xiàn)象的物理機(jī)理和規(guī)律作為其基本的研究對(duì)象和范疇，其中涉及兩個(gè)兩方面。
其一，凡聲學(xué)中所涉及的聲學(xué)基本問(wèn)題，均屬于物理聲學(xué)的研究對(duì)象。當(dāng)代物理聲學(xué)的前沿研究領(lǐng)域包括，周期和復(fù)雜聲學(xué)介質(zhì)的聲的傳播（反射、散射、透射、折射等），振動(dòng)與聲的非線性和聲孤立子現(xiàn)象，極端環(huán)境或條件下的聲奇異現(xiàn)象，等等。此外，其它聲學(xué)分支的部分基礎(chǔ)性研究?jī)?nèi)容，也屬于物理聲學(xué)。例如，水聲學(xué)雖然獨(dú)立于物理聲學(xué)，但是涉及聲在海洋復(fù)雜環(huán)境下傳播等問(wèn)題，當(dāng)屬于物理聲學(xué)無(wú)疑。
展開 現(xiàn)代聲學(xué)與CAE工程仿真
現(xiàn)代聲學(xué)的研究及應(yīng)用是極其廣泛的，小到一個(gè)音樂(lè)耳機(jī)的質(zhì)量，大到汽車的噪聲處理，甚至潛艇在水下的隱身性能，都與聲學(xué)有著密切的關(guān)系。
美國(guó)蘋果公司的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室用來(lái)測(cè)試iPhone等設(shè)備
現(xiàn)代聲學(xué)
雖然整個(gè)聲學(xué)是以物理定理為基礎(chǔ)而建立的，但物理聲學(xué)（Physical Acoustics）作為聲學(xué)的基本分支有別于其它聲學(xué)分支，其所涉內(nèi)容屬于基礎(chǔ)性的，其所關(guān)心的是聲傳播的基本現(xiàn)象和規(guī)律，包括聲反射、折射、透射、干涉、衍射、散射、吸收，物質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)，以及聲與物質(zhì)的相互租用，等等。所以，物理聲學(xué)構(gòu)成了聲學(xué)的內(nèi)核。其它聲學(xué)分支大多從物理聲學(xué)分化發(fā)展而來(lái)的，并形成了各自專業(yè)的特色，且具有不同程度的工程與應(yīng)用的特點(diǎn)。
經(jīng)典聲學(xué)本質(zhì)上是物理聲學(xué)，它以物理學(xué)的方法和理論，研究聲學(xué)的基本問(wèn)題。物理聲學(xué)以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)，因此之故，早期把波動(dòng)聲學(xué)視為物理聲學(xué)，以有別于與之相對(duì)的幾何聲學(xué)。近代以來(lái)，凡聲學(xué)問(wèn)題，大多以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的，若再把物理聲學(xué)與波動(dòng)聲學(xué)等價(jià)，則未免把物理聲學(xué)涵蓋及整個(gè)聲學(xué)學(xué)科，似有不妥。
從經(jīng)典聲學(xué)發(fā)展到現(xiàn)代聲學(xué)，物理聲學(xué)之內(nèi)涵雖處于不斷演進(jìn)之中，但作為聲學(xué)學(xué)科之核心，它始終以聲現(xiàn)象的物理機(jī)理和規(guī)律作為其基本的研究對(duì)象和范疇，其中涉及兩個(gè)兩方面。
其一，凡聲學(xué)中所涉及的聲學(xué)基本問(wèn)題，均屬于物理聲學(xué)的研究對(duì)象。當(dāng)代物理聲學(xué)的前沿研究領(lǐng)域包括，周期和復(fù)雜聲學(xué)介質(zhì)的聲的傳播（反射、散射、透射、折射等），振動(dòng)與聲的非線性和聲孤立子現(xiàn)象，極端環(huán)境或條件下的聲奇異現(xiàn)象，等等。
此外，其它聲學(xué)分支的部分基礎(chǔ)性研究?jī)?nèi)容，也屬于物理聲學(xué)。例如，水聲學(xué)雖然獨(dú)立于物理聲學(xué)，但是涉及聲在海洋復(fù)雜環(huán)境下傳播等問(wèn)題，當(dāng)屬于物理聲學(xué)無(wú)疑。生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)也是獨(dú)立的聲學(xué)分支，其研究的重點(diǎn)是超聲在生物醫(yī)學(xué)診斷與治療上的具體應(yīng)用。
展開 聲學(xué)工程中噪音如何去除
作為城市的名片，當(dāng)然是要彰顯獨(dú)特性，而且需要投入大量資金建設(shè)，賽賓告訴大家，這里面聲學(xué)工程就是是非常關(guān)鍵的，畢竟這類建筑主要用途還是開展會(huì)議交流等，如果聲音效果不好，有噪音，那整個(gè)空間體驗(yàn)是很差的。
其實(shí)，不管是在會(huì)議廳的設(shè)計(jì)還是音樂(lè)廳等建筑的設(shè)計(jì)裝修中，聲學(xué)工程都是需要提前考慮到的，很多人都是等完工了之后才想到這點(diǎn)，但是那時(shí)候已經(jīng)晚了，再想擁有良好聲音效果只能改造翻新了。所以，賽賓聲學(xué)認(rèn)為，正確的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)觀念應(yīng)該是，在建筑開始，就把聲學(xué)設(shè)計(jì)的要求考慮進(jìn)去，并且要將聲學(xué)工程融合到整體的施工中去。
在聲學(xué)設(shè)計(jì)工程中，去除噪音是很重要的，尤其是在會(huì)議廳這種比較正規(guī)的嚴(yán)肅的場(chǎng)合下，如果噪音太多，那整體的氛圍就會(huì)比較躁動(dòng)，不利于大家的理性思考。因此，在建造中，要選擇良好的隔音材料，最好還要能做到以下幾點(diǎn)：
一、廳堂要選合適的地方，建筑的總設(shè)計(jì)圖的方案也要合理，科學(xué)地對(duì)每一個(gè)房間進(jìn)行配置，盡量不讓外部的噪音侵入，而內(nèi)部產(chǎn)生的噪音也要盡量的減小。
二、整體的空間要求滿足了要求之后，各方間的設(shè)計(jì)也要努力做到細(xì)致，盡量設(shè)計(jì)好各個(gè)房間的容量還有房間中各種物件對(duì)聲音的影響。
三、要計(jì)算好廳堂中各個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)聲音的吸收值，然后選擇合適的吸收各種音域的聲音的材質(zhì)，然后對(duì)吸收聲音的材料進(jìn)行深入的了解之后選擇最為合適的進(jìn)行運(yùn)用。
四、就總的來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行隔音裝修的時(shí)候，最好要先做好非常嚴(yán)格的聲學(xué)測(cè)試，然后，根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)整個(gè)聲學(xué)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。
總而言之，在聲學(xué)工程中，我們要先確定好整個(gè)建筑的有效容積，然后計(jì)算好足夠的響度和合適的混響時(shí)間，再根據(jù)這些參數(shù)考量，去選擇合適的隔音材料。
展開 航空航天系統(tǒng)工程-載荷和結(jié)構(gòu)
機(jī)體結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科的過(guò)程。它的兩項(xiàng)主要活動(dòng)是:
1.外部載荷分析
2.內(nèi)部載荷分析外部載荷分析屬于載荷組的范疇，是本節(jié)的主題。應(yīng)力分析小組負(fù)責(zé)內(nèi)部載荷和機(jī)體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)規(guī)范。
這里介紹以下內(nèi)容：
產(chǎn)生空氣動(dòng)力載荷的力和壓力；
慣性載荷的基本知識(shí)和影響慣性載荷的參數(shù)(慣性載荷是加速質(zhì)量產(chǎn)生的力，作用方向與加速度矢量相反)；
摘要形式的負(fù)載組的工作；荷載組和其他工程組之間的接口。外部載荷是作用在機(jī)翼或垂直尾翼等結(jié)構(gòu)表面的空氣動(dòng)力和慣性力。外部載荷分為兩大類:
空氣載荷:空氣動(dòng)力，即升力和阻力，由氣流的動(dòng)壓引起，它們是由于飛機(jī)以一定速度在空氣中運(yùn)動(dòng)而作用在機(jī)翼表面的壓力的結(jié)果。
慣性載荷:由重力和由飛機(jī)機(jī)動(dòng)和大氣湍流產(chǎn)生的加速度引起的力。
圖1顯示了飛機(jī)在飛行中受到空氣動(dòng)力和慣性力的作用。由于飛機(jī)是浸在我們稱之為空氣的流體中的自由體，它必須響應(yīng)任何合力而運(yùn)動(dòng)。線速度和旋轉(zhuǎn)速度將與施加在重心的凈力和力矩成比例。相反，對(duì)于具有穩(wěn)定姿態(tài)和恒定速度的飛機(jī)，重心處的凈力和力矩必須為零。力矩是力乘以距離產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)部載荷是那些作用在飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的力。慣性力是機(jī)身內(nèi)部載荷的主要來(lái)源。內(nèi)部載荷的分析直接導(dǎo)致機(jī)體結(jié)構(gòu)的規(guī)格，并有助于飛機(jī)認(rèn)證。
02
負(fù)載源
有許多事件和條件促成了外部和內(nèi)部負(fù)荷，它們被列舉如下。
1. 聲學(xué)壓力
2. 大氣湍流（陣風(fēng)）
3. 自動(dòng)駕駛儀出現(xiàn)故障
4. 碰撞載荷因素
5. 甩尾
6. 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片脫落和磁盤故障
7.
展開 在航空航天行業(yè)使用敏捷工程開發(fā)復(fù)雜產(chǎn)品
航空航天及國(guó)防行業(yè)正處于充滿挑戰(zhàn)的時(shí)代。對(duì)創(chuàng)新的需求以及新技術(shù)的涌現(xiàn)帶來(lái)了前所未有的顛覆。全球性競(jìng)爭(zhēng)加劇使形勢(shì)更加錯(cuò)綜復(fù)雜。只有努力轉(zhuǎn)型才能滿足如今市場(chǎng)對(duì)以更低成本加速產(chǎn)品創(chuàng)新而不犧牲質(zhì)量、高性能或高性能產(chǎn)品功能的需求。試想用一個(gè)強(qiáng)大的工具幫您在實(shí)際制造前對(duì)您的設(shè)計(jì)進(jìn)行飛行模擬。
敏捷產(chǎn)品開發(fā)可加快上市速度
消除創(chuàng)新的絆腳石可幫助降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、掌控產(chǎn)品開發(fā)流程，從而始終保持按計(jì)劃和預(yù)算實(shí)施。但如果您可以在實(shí)際制造前對(duì)您最為復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行飛行模擬，從而在設(shè)計(jì)的早期階段便確保產(chǎn)品的性能、工藝性、支持能力呢？敏捷工程方法已經(jīng)在軟件行業(yè)證明了其價(jià)值。行業(yè)變化日新月異，航空航天及國(guó)防企業(yè)也有機(jī)會(huì)采用同樣的方法獲得成功。
航空航天設(shè)計(jì)中使用的新一代工具
現(xiàn)在就憑借敏捷工程獲得成功！借助敏捷開發(fā)方法和數(shù)字化的強(qiáng)大力量制定可加快產(chǎn)品開發(fā)的項(xiàng)目計(jì)劃。構(gòu)建協(xié)同式基于模型的設(shè)計(jì)環(huán)境，使電氣、機(jī)械和軟件學(xué)科相融合，從而促進(jìn)迭代式創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)虛擬驗(yàn)證和制造來(lái)“測(cè)試”設(shè)計(jì)。
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展開 工程應(yīng)用 | Hyundai輕卡駕駛室聲學(xué)包仿真與驗(yàn)證
<p><strong>概述</strong></p><p>在現(xiàn)代卡車項(xiàng)目中，用戶設(shè)立了兩個(gè)目標(biāo)，一是在保持成本不變的前提下，優(yōu)化聲學(xué)包，降低車內(nèi)聲壓級(jí)，二是在保持車內(nèi)聲學(xué)水平不變的前提下，降低聲學(xué)包成本。Sound Answers公司（于2015年被Brüel & Kj?r公司收購(gòu)）在項(xiàng)目中負(fù)責(zé)試驗(yàn)部分，分析車內(nèi)空氣聲貢獻(xiàn)（Airborne Contribution）和聲源能量，對(duì)ESI公司的SEA模型進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，由ESI公司進(jìn)行聲學(xué)包優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代卡車的技術(shù)目標(biāo)。</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-link" data-title="點(diǎn)擊這里，查看/下載完整案例" data-link="https://app.ma.scrmtech.com/resources/ResourcePc/ResourcePcInfo?pf_uid=17793_1783&id=54828&source=1&pf_type=3&channel_id=7571&channel_name=%E6%8A%80%E6%9C%AF%E9%82%BB&tag_id=f5147bb90f88e735">
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展開 
MBSE:基于模型的系統(tǒng)工程在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
導(dǎo)讀：基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）采用模型的表達(dá)方法描述系統(tǒng)的整個(gè)生命周期過(guò)程中需求、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，以其無(wú)歧義、模塊化等優(yōu)點(diǎn)迅速覆蓋了航空航天、船舶等相關(guān)工程領(lǐng)域。本文總結(jié)了 MBSE的方法論、建模語(yǔ)言和建模工具，通過(guò)不同角度對(duì)不同方法、工具進(jìn)行對(duì)比，為尋找適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能建模的解決方案進(jìn)行了初步探索。
作者：郭宇 臧睿 周璐莎 王佳川 葉祖趙 | 來(lái)源：科技導(dǎo)報(bào)
在系統(tǒng)工程初期階段，系統(tǒng)產(chǎn)生的信息均以文檔形式描述和記錄。但是隨著系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，基于文檔的系統(tǒng)工程面臨的困難越來(lái)越突出，如信息表示不準(zhǔn)確造成歧義、難以從海量文檔中查找所需信息、無(wú)法與其他工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)相銜接（如軟件、機(jī)械、電子等）。于是基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）應(yīng)運(yùn)而生，這也是未來(lái)系統(tǒng)工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。
基于模型的系統(tǒng)工程
MBSE基本概念
國(guó)際系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)（International Council of Systems Engineering，INCOSE）在 2007 年提出了基于模型的系統(tǒng)工程，它是系統(tǒng)工程領(lǐng)域發(fā)展的一種基于模型表達(dá)的方法。一方面，MBSE 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建模語(yǔ)言構(gòu)建需求模型、功能模型、架構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)需求、功能到物理架構(gòu)的分解和分配；另一方面，MBSE通過(guò)模型執(zhí)行實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求和功能邏輯的確認(rèn)和驗(yàn)證，并驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、綜合、驗(yàn)證和確認(rèn)環(huán)節(jié)。
展開 敏捷工程助推航空航天領(lǐng)域生產(chǎn)率（免費(fèi)領(lǐng)文檔）
此外，得益于不同工程工具之間、項(xiàng)目管理解決方案、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和整個(gè) BOM 的無(wú)縫集成，A&D 行業(yè)在應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的、要求更高效率的方面，無(wú)疑將旗開得勝。
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航空航天、海洋工程裝備、醫(yī)療器械……這些行業(yè)這樣使用碳纖維
國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于中國(guó)制造2025的通知》中明確提出了高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，碳纖維材料在這些領(lǐng)域中均有不同形式的應(yīng)用。
1、高檔數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人
中國(guó)制造2025發(fā)展戰(zhàn)略把精密、高速、高效、柔性數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備及集成制造系統(tǒng)作為高檔數(shù)控機(jī)床的重點(diǎn)任務(wù)，要求機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速滿足市場(chǎng)對(duì)汽車、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國(guó)防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人，以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂(lè)等服務(wù)機(jī)器人日益增長(zhǎng)的需求。
以碳纖維材料制成的輥軸、齒輪等機(jī)床零配件，在動(dòng)平衡、啟動(dòng)制停速度、降低能耗和使用壽命方面具有很大的價(jià)值空間，成為高端機(jī)械積極探索和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑和方向。碳纖維機(jī)械手臂、碳纖維機(jī)械關(guān)節(jié)等這些機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)新材料的應(yīng)用，使機(jī)器人能在很大程度上擺脫自重過(guò)大的弊端，并利用碳纖維材料較小的蠕變性保證了在溫差較大的環(huán)境中穩(wěn)定的工作狀態(tài)，在更輕更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)中獲得了更高層面的應(yīng)用潛力。
玻璃纖維展會(huì)https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16020.html
2、航空航天裝備
加快大型飛機(jī)研制，開發(fā)先進(jìn)機(jī)載設(shè)備及系統(tǒng)，形成自主完整的航空產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展新一代運(yùn)載火箭、重型運(yùn)載器，提升進(jìn)入空間能力，推進(jìn)航天技術(shù)轉(zhuǎn)化與空間技術(shù)應(yīng)用是中國(guó)2025制造整體戰(zhàn)略對(duì)航空航天裝備事業(yè)提出的總體目標(biāo)。
碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料是生產(chǎn)武器裝備的重要材料。在戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)上，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于戰(zhàn)機(jī)主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)件和戰(zhàn)機(jī)特殊部位的特種功能部件。
展開 航空母艦的艦島那么重，為何不會(huì)側(cè)翻？看工程人員的巧妙設(shè)計(jì)
自從航空母艦被發(fā)明以來(lái)，飛行甲板、機(jī)庫(kù)和艦島就是不可或缺的標(biāo)志性特征。但是不少人都有一種錯(cuò)覺，那就是高大的艦島會(huì)造成重量的不平衡，把整艘船給壓側(cè)翻，可這些大船又偏偏是四平八穩(wěn)的在海面上航行，這是怎么回事？
▲“伊麗莎白女王號(hào)”使用雙艦島設(shè)計(jì)
二戰(zhàn)時(shí)的航空母艦還沒有斜面甲板，船體都是直上直下，跑道也是一條大直線。為了維持艦島造成的不平衡，船內(nèi)的艙室和重量分布必須向另一側(cè)集中，比如鍋爐和機(jī)組的位置，用配重法來(lái)穩(wěn)定艦船的重心。不過(guò)當(dāng)時(shí)的航母艦島還沒有集成那么多復(fù)雜精密的設(shè)備，總體重量并不是很大，所以配平后就可以穩(wěn)定航行了。
▲二戰(zhàn)時(shí)的美軍“埃塞克斯級(jí)”航母
從英國(guó)人發(fā)明斜角甲板后，越來(lái)越大的艦島重量造成的中心問(wèn)題也比較容易解決了。
首先斜角甲板可以讓起飛和降落分流開，大大增加了出勤效率。
更重要的是，斜角甲板給艦體帶來(lái)了完全由人來(lái)設(shè)計(jì)、控制的外飄空間，巧妙的平衡了航母的重心。
▲小鷹號(hào)的斜角甲板
進(jìn)入現(xiàn)代后，航空母艦的重量越來(lái)越大，裝載的裝備和油彈越來(lái)越多，如何配平就成了一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。
因?yàn)橛蛷?、食物和淡水是?huì)慢慢消耗的，尤其是彈藥。滿載出航時(shí)和經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度作戰(zhàn)后航母的重量和重心都會(huì)發(fā)生微妙變化，平時(shí)倒也無(wú)所謂，一旦遇到風(fēng)浪就極為考驗(yàn)船身的平衡。
▲斜角甲板巨大的外飄空間
在全世界所有航母中，擁有最大艦島的航母就是俄羅斯的“庫(kù)茲涅佐夫號(hào)”，因?yàn)槎硎皆O(shè)備比較粗獷，尤其是鍋爐煙囪和預(yù)警雷達(dá)的尺寸都相當(dāng)夸張，導(dǎo)致艦島看起來(lái)就像是一座小型的工廠。
展開 航空聲學(xué)工程的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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