飛行評(píng)估
關(guān)注創(chuàng)建者：孫景聚 創(chuàng)建時(shí)間：2015-07-14
飛行評(píng)估的視頻教程
ANSYS 2019 R3 Mechanical 新特征介紹
同時(shí)，API可以使用不同的飛行模擬器進(jìn)行協(xié)同仿真。您可以在特定的飛行條件下評(píng)估HMI的可用性和工作流程 - 安全地測(cè)試具有全駕駛艙交互性的緊急情況，并從飛行員的角度驗(yàn)證HMI。 VRXPERIENCE HMI還提供了新功能，可用于準(zhǔn)備用戶體驗(yàn)的虛擬模型。現(xiàn)在，您可以提取和合并曲面，以便在較低級(jí)別選擇幾何子元素，將曲面元素拆分為較小的元素，從幾何體中移除曲面元素，并在子元素上應(yīng)用不同的材質(zhì)或光照。
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飛行評(píng)估的實(shí)例教程
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實(shí)際上是電動(dòng)版的復(fù)合式直升機(jī)。電動(dòng)多旋翼相當(dāng)于復(fù)合式直升機(jī)的單/雙旋翼，是專門(mén)用于提供升降力的推進(jìn)器，電動(dòng)螺旋槳是專門(mén)用于前向飛行的推進(jìn)器，多旋翼的支撐結(jié)構(gòu)可作為飛行短翼，在前向飛行時(shí)減輕多旋翼的升力負(fù)擔(dān)。
共軸雙槳復(fù)合式直升機(jī)
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機(jī)翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL飛行器一樣，在此簡(jiǎn)要評(píng)估一下此種類型 eVTOL 飛行器的飛行性能：
Eve Air Mobility Eve V3 網(wǎng)址：https://evtol.news/embraer/
垂直飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，可靈活設(shè)計(jì)電動(dòng)旋翼的直徑尺寸、功率載荷、旋翼數(shù)量，電動(dòng)螺旋槳數(shù)量以及安裝位置、結(jié)構(gòu)布局。
懸停狀態(tài)飛行：電動(dòng)旋翼安裝位置距離飛行器重心遠(yuǎn)，控制力矩大；電動(dòng)旋翼在水平面上多位均勻布局，量化了方位角度，控制響應(yīng)快；電動(dòng)旋翼同型號(hào)的數(shù)量多，便于設(shè)計(jì)交替冗余使用。遇有強(qiáng)風(fēng)干擾，電動(dòng)螺旋槳能夠逆風(fēng)推進(jìn)，提高飛行器的抗風(fēng)性能。
起降狀態(tài)飛行：垂直起飛時(shí)，電動(dòng)螺旋槳能夠快速?gòu)?qiáng)力推進(jìn)飛行器，加快從懸停到前飛狀態(tài)的過(guò)渡時(shí)間，減少懸停能量消耗；降落進(jìn)近時(shí)，電動(dòng)螺旋槳能反向推進(jìn)為飛行器剎車，避免機(jī)頭上揚(yáng)影響駕駛員著陸操縱視線。
前向飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，專門(mén)由電動(dòng)螺旋槳提供前向水平推進(jìn)動(dòng)力，能夠保持多旋翼槳盤(pán)平面處于水平狀態(tài)，使各個(gè)電動(dòng)旋翼能夠均勻提供升力，避免了前后電動(dòng)旋翼功率需求差異過(guò)大的困境。
電動(dòng)旋翼支架結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行翼型設(shè)計(jì)，前向飛行時(shí)產(chǎn)生附加升力，提高飛行器的升阻比。
展開(kāi) 作為迄今最大的零壓力氣球，其漂浮至創(chuàng)紀(jì)錄的15.9萬(wàn)英尺（約4.8萬(wàn)米）高空，允許搭載有效載荷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)飛行長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)。
報(bào)道稱，組成Big 60的所有聚乙烯材料如平鋪在地面，足以覆蓋20英畝（約8萬(wàn)平方米）土地，這樣大的尺寸，允許其比其他零壓力氣球上升高度高出5英里（約8千米），也因此更接近太空邊緣。除了尺寸較大外，Big 60的厚度也僅是其他氣球的一半——僅0.0004英寸（約0.01毫米），其上覆蓋球囊的塑料薄膜略小于廚房保鮮膜的厚度。目前已知，氣球漂浮在地球平流層的溫度平均在零下76華氏度（零下60℃）左右，薄膜在實(shí)驗(yàn)室中的耐受溫度低至零下130華氏度（零下90℃）。
這些氣球在正式飛行前要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段的測(cè)試，包括在氣球研究與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一輪質(zhì)量控制測(cè)試。在測(cè)試階段，吊艙主要包含支持跟蹤、視頻和遙測(cè)等的儀器，實(shí)驗(yàn)飛行要承載或懸掛1650磅（約748公斤）的有效載荷。實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專家薩拉?費(fèi)舍爾表示，未來(lái)能將其有效載荷提升到大約小型四輪車的重量，而且還能為一些小型任務(wù)騰出3個(gè)鞋盒大小的空間，以完成諸如亞利桑那大學(xué)測(cè)試用于星際小衛(wèi)星的新型天線等實(shí)驗(yàn)。
此次測(cè)試飛行評(píng)估了Big 60的總體設(shè)計(jì)和執(zhí)行科學(xué)任務(wù)的能力，未來(lái)的飛行將允許研究人員進(jìn)一步測(cè)試科學(xué)儀器。
氣球發(fā)射地位于薩姆納堡，這里因地理位置的原因，讓物資運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)出都很方便，且氣球飛行時(shí)能避開(kāi)高密度人口居住區(qū)。
展開(kāi) 為解決上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)使用軟件中的“App開(kāi)發(fā)器”嘗試開(kāi)發(fā)了“穩(wěn)定飛行姿態(tài)求解”仿真 App（圖 4）。在操作界面直接輸入飛行頭形貌、空氣壓力等各類參數(shù)，仿真 App 就可以快速對(duì)飛行頭的飛行穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。
圖 4：“穩(wěn)定飛行姿態(tài)求解”仿真 App。用戶可在界面輸入各類設(shè)計(jì)參數(shù)，快速評(píng)估飛行頭的飛行穩(wěn)定性。
仿真 App 讓摩擦實(shí)驗(yàn)室所有的研究人員無(wú)需了解仿真模型的具體設(shè)置，也可以自行修改設(shè)計(jì)參數(shù)并運(yùn)行仿真分析，從而評(píng)估不同飛行頭設(shè)計(jì)的有效性。這極大地提高了研究工作的靈活性，同時(shí)增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室各團(tuán)隊(duì)間的合作，從而大幅加快了飛行頭的設(shè)計(jì)進(jìn)程。
仿真 App 的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，新進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的研究人員在參與研究工作時(shí)，無(wú)需先期學(xué)習(xí)大量的設(shè)計(jì)和仿真理論，便能夠快速參與到研究項(xiàng)目中，從而大幅度降低了新成員的學(xué)習(xí)成本。
擁有強(qiáng)大計(jì)算能力的 COMSOL Multiphysics 已成為摩擦實(shí)驗(yàn)室研究工作中不可或缺的工具。而仿真 App 則進(jìn)一步幫助實(shí)驗(yàn)室的全體研究人員在探索新型納米加工技術(shù)的道路上披荊斬棘。
展開(kāi) 在科赫施泰特的試驗(yàn)過(guò)程中，ATRA在兩個(gè)地面聲學(xué)測(cè)量系統(tǒng)上方多次飛行。收集到的噪聲數(shù)據(jù)將與2016年5月使用未改裝的A320飛行試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
來(lái)源：民機(jī)戰(zhàn)略觀察
作者：宋剛
它主要關(guān)注火箭的飛行、推進(jìn)、姿態(tài)控制、航跡計(jì)算以及火箭的性能分析等各個(gè)方面。具體來(lái)說(shuō)，火箭動(dòng)力學(xué)主要研究以下幾個(gè)方面：
1) 火箭運(yùn)動(dòng)分析： 火箭動(dòng)力學(xué)研究火箭在大氣層內(nèi)和外的運(yùn)動(dòng)特性，包括推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的推力、速度、加速度、高度等參數(shù)隨時(shí)間的變化。
2) 推進(jìn)系統(tǒng)分析： 火箭動(dòng)力學(xué)關(guān)注火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、性能參數(shù)、燃燒過(guò)程等，以及如何通過(guò)控制火箭的推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的任務(wù)。
3) 姿態(tài)控制： 火箭在飛行中需要保持特定的姿態(tài)，以達(dá)到預(yù)定的軌道和目標(biāo)。火箭動(dòng)力學(xué)研究如何通過(guò)姿態(tài)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的姿態(tài)控制。
4) 航跡計(jì)算： 火箭動(dòng)力學(xué)研究如何計(jì)算火箭的軌跡，包括飛行軌跡、航跡偏差以及軌道修正等。
5) 飛行性能分析： 火箭動(dòng)力學(xué)分析火箭的性能參數(shù)，如飛行速度、飛行高度、負(fù)載能力等，以評(píng)估火箭的實(shí)際表現(xiàn)。
在火箭動(dòng)力學(xué)研究中，常常使用數(shù)值模擬和數(shù)學(xué)分析方法來(lái)進(jìn)行各種分析和計(jì)算。一些常用的算法和方法包括：
§ 數(shù)值積分和微分方程求解：用于模擬火箭在不同階段的運(yùn)動(dòng)和推進(jìn)劑的燃燒過(guò)程。
§ 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：用于設(shè)計(jì)火箭的姿態(tài)控制系統(tǒng)，以保持預(yù)定的姿態(tài)和軌跡。
§ 軌道計(jì)算方法：用于計(jì)算火箭的軌道參數(shù)，包括軌道高度、速度、傾角等。
在軟件方面，火箭動(dòng)力學(xué)的研究可以使用多種模擬軟件、仿真工具和編程環(huán)境。一些常用的軟件包括：
§ STK (Systems Tool Kit)：用于火箭和衛(wèi)星軌跡分析、飛行性能評(píng)估等。
§ MATLAB/Simulink：用于數(shù)值計(jì)算、模擬和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
§ FORTRAN或C++等編程語(yǔ)言：用于編寫(xiě)自定義的數(shù)值模擬和分析程序。
§ OpenRocket：一個(gè)開(kāi)源的火箭設(shè)計(jì)和模擬軟件，用于進(jìn)行火箭性能分析和設(shè)計(jì)。
展開(kāi) 
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飛行評(píng)估的最新內(nèi)容
同時(shí)，還可以模擬各種環(huán)境條件，如空氣密度等，以準(zhǔn)確評(píng)估飛行器在各種環(huán)境下的性能。
03 神工坊?在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用案例
仿真技術(shù)作為航空航天工業(yè)創(chuàng)新研發(fā)的重要支撐，是實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心。
推力臺(tái)測(cè)試的挑戰(zhàn)與需求
推力臺(tái)測(cè)試的核心目的是精確評(píng)估eVTOL飛行器的推力輸出和系統(tǒng)效率。與傳統(tǒng)的飛行器推力測(cè)試不同，eVTOL飛行器采用多電機(jī)配置，且各電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)高度相關(guān)。因此，如何確保電氣信號(hào)和機(jī)械信號(hào)之間的完美同步，如何在復(fù)雜環(huán)境下獲取準(zhǔn)確的推力數(shù)據(jù)，成為了測(cè)試中的主要難點(diǎn)。
同時(shí)，還可以模擬各種環(huán)境條件，如空氣密度等，以準(zhǔn)確評(píng)估飛行器在各種環(huán)境下的性能。
神工坊在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用案例
1 多學(xué)科優(yōu)化并行工作流構(gòu)建及超算移植加速
當(dāng)前，航空航天工程中的仿真技術(shù)趨向于更高的精細(xì)化和多學(xué)科集成。利用高性能計(jì)算和先進(jìn)的模擬軟件，可以實(shí)現(xiàn)更精確的仿真結(jié)果和更真實(shí)的飛行體驗(yàn)。
空中交通告警/防撞功能能夠?qū)沼蛑衅渌b有應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)進(jìn)行詢問(wèn),此時(shí)被詢問(wèn)的飛機(jī)會(huì)發(fā)送應(yīng)答結(jié)果給發(fā)出詢問(wèn)的飛機(jī),然后通過(guò)反饋的應(yīng)答結(jié)果判斷附近空域內(nèi)是否有其他飛機(jī),并結(jié)合本機(jī)的飛行狀態(tài)評(píng)估出其他飛機(jī)的威脅等級(jí),通過(guò)語(yǔ)音和畫(huà)面的形式展示給飛行員,便于飛行員進(jìn)行合理避讓。
空管應(yīng)答功能能夠?yàn)榈孛胬走_(dá)站提供本機(jī)編碼、高度和識(shí)別信息,便于空管人員進(jìn)行空中交通管理。
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實(shí)際上是電動(dòng)版的復(fù)合式直升機(jī)。電動(dòng)多旋翼相當(dāng)于復(fù)合式直升機(jī)的單/雙旋翼，是專門(mén)用于提供升降力的推進(jìn)器，電動(dòng)螺旋槳是專門(mén)用于前向飛行的推進(jìn)器，多旋翼的支撐結(jié)構(gòu)可作為飛行短翼，在前向飛行時(shí)減輕多旋翼的升力負(fù)擔(dān)。
共軸雙槳復(fù)合式直升機(jī)
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機(jī)翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL
§ 穩(wěn)定性分析： OpenRocket可以進(jìn)行火箭的穩(wěn)定性分析，以評(píng)估火箭在飛行過(guò)程中的穩(wěn)定性。
§ 推進(jìn)系統(tǒng)模擬： 可以模擬不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)劑對(duì)火箭性能的影響。
CPU核心： OpenRocket通常在單核CPU上運(yùn)行，多核計(jì)算的優(yōu)勢(shì)可能有限，因?yàn)橐恍┯?jì)算任務(wù)難以進(jìn)行有效的并行化。
以下是一些對(duì)實(shí)時(shí)仿真計(jì)算要求較高的數(shù)字孿生應(yīng)用：
（1）航空航天領(lǐng)域中的飛行器設(shè)計(jì)和測(cè)試，要求實(shí)時(shí)計(jì)算飛行器的動(dòng)態(tài)特性、空氣動(dòng)力學(xué)特性、系統(tǒng)控制特性等，以評(píng)估飛行器的性能和安全性。
（2）制造業(yè)中的機(jī)器人系統(tǒng)，要求實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性、工作負(fù)載、傳感器數(shù)據(jù)等，以優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)行效率和精度。
A.HIFIRE-1
HIFiRE-1 是由高超音速國(guó)際飛行研究和實(shí)驗(yàn) (HIFiRE-1) 飛行測(cè)試計(jì)劃評(píng)估的高超音速圓錐/圓柱/耀斑幾何形狀。在目前的工作中，RavenCFD 模擬選擇了壁溫為 300 K 的馬赫 7.16 情況，以三種形式進(jìn)行，以評(píng)估雙網(wǎng)格供體方法。
通過(guò)預(yù)先派出無(wú)人機(jī)，直升機(jī)機(jī)組成員可以更好地評(píng)估飛行的風(fēng)險(xiǎn)。
然而，在執(zhí)行有生命危險(xiǎn)的任務(wù)時(shí)操控一架直升機(jī)和一群無(wú)人機(jī)是非常復(fù)雜的。新技術(shù)的巧妙之處在于，通過(guò)使用人工智能，無(wú)人機(jī)可以學(xué)習(xí)更好地理解指令。人機(jī)協(xié)作技術(shù)公司創(chuàng)始人揚(yáng)尼克·布蘭德說(shuō)：“為了讓飛行員能夠指揮無(wú)人機(jī)群，必須使系統(tǒng)更加自動(dòng)化。”到目前為止，無(wú)人機(jī)通常必須從地面控制。在距離戰(zhàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的情況下，這幾乎是不可能的。
3.
2020年12月，俄羅斯軍方首次以“戰(zhàn)斗機(jī)-攔截機(jī)”方案，對(duì)配裝空空導(dǎo)彈模型的“獵人”重型無(wú)人攻擊機(jī)原型機(jī)進(jìn)行飛行測(cè)試，以評(píng)估機(jī)載無(wú)線電電子設(shè)備與導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的電磁兼容性，以及該型無(wú)人機(jī)與蘇-57戰(zhàn)斗機(jī)的協(xié)同能力。本次試飛中攜帶的空空導(dǎo)彈模擬彈配有紅外/雷達(dá)導(dǎo)引頭、彈體和所有電子部件，但未裝發(fā)動(dòng)機(jī)和戰(zhàn)斗部。
