飛行評估的案例
多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實際上是電動版的復合式直升機。電動多旋翼相當于復合式直升機的單/雙旋翼，是專門用于提供升降力的推進器，電動螺旋槳是專門用于前向飛行的推進器，多旋翼的支撐結構可作為飛行短翼，在前向飛行時減輕多旋翼的升力負擔。
共軸雙槳復合式直升機
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL飛行器一樣，在此簡要評估一下此種類型 eVTOL 飛行器的飛行性能：
Eve Air Mobility Eve V3 網址：https://evtol.news/embraer/
垂直飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，可靈活設計電動旋翼的直徑尺寸、功率載荷、旋翼數量，電動螺旋槳數量以及安裝位置、結構布局。
懸停狀態飛行：電動旋翼安裝位置距離飛行器重心遠，控制力矩大；電動旋翼在水平面上多位均勻布局，量化了方位角度，控制響應快；電動旋翼同型號的數量多，便于設計交替冗余使用。遇有強風干擾，電動螺旋槳能夠逆風推進，提高飛行器的抗風性能。
起降狀態飛行：垂直起飛時，電動螺旋槳能夠快速強力推進飛行器，加快從懸停到前飛狀態的過渡時間，減少懸停能量消耗；降落進近時，電動螺旋槳能反向推進為飛行器剎車，避免機頭上揚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，專門由電動螺旋槳提供前向水平推進動力，能夠保持多旋翼槳盤平面處于水平狀態，使各個電動旋翼能夠均勻提供升力，避免了前后電動旋翼功率需求差異過大的困境。
電動旋翼支架結構能夠進行翼型設計，前向飛行時產生附加升力，提高飛行器的升阻比。
展開 NASA最大零壓力氣球試飛：漂浮至4.8萬米高空
作為迄今最大的零壓力氣球，其漂浮至創紀錄的15.9萬英尺（約4.8萬米）高空，允許搭載有效載荷進行實驗飛行長達8小時。
報道稱，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，薄膜在實驗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過3個階段的測試，包括在氣球研究與開發實驗室進行一輪質量控制測試。在測試階段，吊艙主要包含支持跟蹤、視頻和遙測等的儀器，實驗飛行要承載或懸掛1650磅（約748公斤）的有效載荷。實驗室技術專家薩拉?費舍爾表示，未來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騰出3個鞋盒大小的空間，以完成諸如亞利桑那大學測試用于星際小衛星的新型天線等實驗。
此次測試飛行評估了Big 60的總體設計和執行科學任務的能力，未來的飛行將允許研究人員進一步測試科學儀器。
氣球發射地位于薩姆納堡，這里因地理位置的原因，讓物資運輸和實驗人員進出都很方便，且氣球飛行時能避開高密度人口居住區。
展開 仿真研究推進納米光刻工藝的升級，助力計算機芯片制造
為解決上述問題，研究團隊使用軟件中的“App開發器”嘗試開發了“穩定飛行姿態求解”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，仿真 App 就可以快速對飛行頭的飛行穩定性進行評估。
圖 4：“穩定飛行姿態求解”仿真 App。用戶可在界面輸入各類設計參數，快速評估飛行頭的飛行穩定性。
仿真 App 讓摩擦實驗室所有的研究人員無需了解仿真模型的具體設置，也可以自行修改設計參數并運行仿真分析，從而評估不同飛行頭設計的有效性。這極大地提高了研究工作的靈活性，同時增強了實驗室各團隊間的合作，從而大幅加快了飛行頭的設計進程。
仿真 App 的另一個優勢在于，新進入實驗室的研究人員在參與研究工作時，無需先期學習大量的設計和仿真理論，便能夠快速參與到研究項目中，從而大幅度降低了新成員的學習成本。
擁有強大計算能力的 COMSOL Multiphysics 已成為摩擦實驗室研究工作中不可或缺的工具。而仿真 App 則進一步幫助實驗室的全體研究人員在探索新型納米加工技術的道路上披荊斬棘。
展開 DLR開展A320降噪改裝飛行試驗
在科赫施泰特的試驗過程中，ATRA在兩個地面聲學測量系統上方多次飛行。收集到的噪聲數據將與2016年5月使用未改裝的A320飛行試驗的結果進行對比。
來源：民機戰略觀察
作者：宋剛
火箭動力學科研利器—最佳計算設備硬件配置方案探討
它主要關注火箭的飛行、推進、姿態控制、航跡計算以及火箭的性能分析等各個方面。具體來說，火箭動力學主要研究以下幾個方面：
1) 火箭運動分析： 火箭動力學研究火箭在大氣層內和外的運動特性，包括推進劑燃燒產生的推力、速度、加速度、高度等參數隨時間的變化。
2) 推進系統分析： 火箭動力學關注火箭發動機的工作原理、性能參數、燃燒過程等，以及如何通過控制火箭的推進系統來實現預定的任務。
3) 姿態控制： 火箭在飛行中需要保持特定的姿態，以達到預定的軌道和目標。火箭動力學研究如何通過姿態控制系統來實現精確的姿態控制。
4) 航跡計算： 火箭動力學研究如何計算火箭的軌跡，包括飛行軌跡、航跡偏差以及軌道修正等。
5) 飛行性能分析： 火箭動力學分析火箭的性能參數，如飛行速度、飛行高度、負載能力等，以評估火箭的實際表現。
在火箭動力學研究中，常常使用數值模擬和數學分析方法來進行各種分析和計算。一些常用的算法和方法包括：
§ 數值積分和微分方程求解：用于模擬火箭在不同階段的運動和推進劑的燃燒過程。
§ 控制系統設計方法：用于設計火箭的姿態控制系統，以保持預定的姿態和軌跡。
§ 軌道計算方法：用于計算火箭的軌道參數，包括軌道高度、速度、傾角等。
在軟件方面，火箭動力學的研究可以使用多種模擬軟件、仿真工具和編程環境。一些常用的軟件包括：
§ STK (Systems Tool Kit)：用于火箭和衛星軌跡分析、飛行性能評估等。
§ MATLAB/Simulink：用于數值計算、模擬和控制系統設計。
§ FORTRAN或C++等編程語言：用于編寫自定義的數值模擬和分析程序。
§ OpenRocket：一個開源的火箭設計和模擬軟件，用于進行火箭性能分析和設計。
展開 3D ToF很火，兩種技術方案孰優孰劣？最詳盡的分析來了~
圖2：使用飛行時間測量進行人員分類和范圍檢測的圖像示例
在市場上，一些半導體制造商提供完整的3D飛行時間的解決方案，如ADI將深度處理器、高精度時序發生器和電源管理等集成到一個具有可編程時序和 V 驅動器的 CCD 飛行時間信號處理器——ADDI9036.
圖3 ADDI9036的3D 飛行時間解決方案
ToF解決方案的選擇
如果想搜尋一些與飛行時間相關的器件或開發資料，可以直接在Digi-Key的官網以“ 飛行時間 ”作為關鍵詞進行搜索。
圖4：在Digi-Key官網搜索ToF解決方案
無論是搜索與飛行時間相關處理器的、評估板（AD-96TOF1-EBZ），還是傳感器，都可以輕松找到。
圖5：ADI的3D飛行時間評估板- AD-96TOF1-EBZ
本文小結
3D飛行時間技術在工業、制造和建筑過程中可以實時準確地確定尺寸并進行分類，幫助用戶解決相關應用領域中的難題，在深度測量和物體檢測領域中發揮著重要作用。
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展開 五大技術創新改變未來戰爭樣貌
它們的飛行速度至少是音速的5倍。與洲際彈道導彈不同，它們是可操控的，可以飛得很高或很低，而且很難被雷達發現。
美國和歐盟希望建立特殊的防御系統，抵御高超音速導彈的攻擊。例如，歐盟準備在2030年之前落實“天基戰區監視及時預警和攔截”計劃，即在太空預警系統的幫助下，攔截飛行高度在100千米以下的高超音速導彈。該計劃由歐洲導彈集團主導進行，除德國外，還有5個歐盟國家參與其中。
2. 駕駛艙輔助系統
自主武器和防御系統有可能徹底改變戰略作戰。然而，人們很快發現，自主一詞具有誤導性：武器系統無法獨立做決定，更確切地說，這涉及的是人機之間更好的協作。
德國初創企業人機協作技術公司正在研究所謂的人機協作。具體而言，該公司正在為戰斗直升機開發駕駛艙輔助系統，飛行員可通過該系統協調和控制自主的無人機群。
直升機因其機動性而對任何軍隊來說都不可或缺，但它們有被地空導彈擊落的風險，特別是在近地飛行時。通過預先派出無人機，直升機機組成員可以更好地評估飛行的風險。
然而，在執行有生命危險的任務時操控一架直升機和一群無人機是非常復雜的。新技術的巧妙之處在于，通過使用人工智能，無人機可以學習更好地理解指令。人機協作技術公司創始人揚尼克·布蘭德說：“為了讓飛行員能夠指揮無人機群，必須使系統更加自動化。”到目前為止，無人機通常必須從地面控制。在距離戰場較遠的情況下，這幾乎是不可能的。
3. 可長時間飛行戰斗無人機
在烏克蘭，數十輛俄羅斯坦克被一個天空中看不見的敵人摧毀：土耳其旗手科技公司生產的無人機。
2019年7月，“旗手”-TB2無人機首次不間斷飛行了27小時。在飛行過程中，它經受了高溫和沙塵暴的考驗，并成為首架飛行高度達到8200米的無人機。它的翼展達到12米，可攜帶4枚總重量65公斤的導彈。
該無人機配備了德國亨佐爾特公司的偵察裝置，其攝像頭可以讀取60公里外的車牌號。
展開 仿真科普｜翱翔長空，探索宇宙：CAE仿真技術引領打造航空航天新紀元
通過在計算機環境中建立精確的模型，模擬各種飛行環境和異常情況，幫助改進飛行控制系統的魯棒性和可靠性。
3.空中交通管理
隨著航空交通量的增加，有效的空中交通管理顯得尤為重要。仿真模擬技術可以幫助分析和優化空中交通管制系統，通過建立虛擬的航空交通網絡，模擬各種交通流量情況，提供合理的航線規劃和交通流調度，以提高空中交通的效率和安全性。
圖片來源：網絡
4.天氣和環境影響分析
天氣和環境條件對于飛行器的安全性和性能有著重要影響。仿真模擬技術可以幫助分析氣象因素對飛行器的影響，預測惡劣天氣下的飛行性能和操作限制。同時，還可以模擬各種環境條件，如空氣密度等，以準確評估飛行器在各種環境下的性能。
03 神工坊?在航空航天領域的應用案例
仿真技術作為航空航天工業創新研發的重要支撐，是實施數字化轉型的核心。未來，在高性能計算、人工智能等先進計算技術的加持下，航空航天仿真技術將朝著“快速高效、精準映射、全面覆蓋、動態預測”方向發展。[2]
神工坊?源自國家超級計算無錫中心（始于2016年），核心技術為歷時8年、投入數千萬元、在先進超級計算平臺上研發的，面向工程仿真的高性能計算技術——高性能數值模擬框架。
近年來，神工坊?通過與國內頂尖高校、科研院所及行業重點企業的緊密合作，在聯合科技攻關、科技創新資源的整合等方面取得了豐碩的成果，為推動我國工業仿真技術的跨越式發展，以及重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型提供了有力支撐。
參考資料：
1.曹建國.
展開 有人/無人機編隊指揮控制系統結構設計
編隊朝著任務區域飛行,飛行過程中,根據任務變換、態勢變化,MAV控制整個編隊變換隊形,如巡航階段,編隊隊形為緊密楔形編隊;搜索目標階段,編隊隊形為平行編隊等。
(4) 任務區域階段。到達任務區域,MAV和UAV實時共享戰場態勢信息并由飛行員進行評估。根據子任務序列進行航跡規劃,依次執行子任務。在攻擊階段,飛行員通過局勢判斷向UAV下達攻擊指令,完成目標摧毀任務。當MAV被敵方鎖定時,必要時UAV以機身阻擋來襲導彈。戰斗后期,飛行員評估編隊毀傷效能。
(5) 返航退出階段。任務完成后,飛行員下令編隊退出戰斗空域,以編隊形式迅速返航。到達基地附近后,根據基地指揮員指令,編隊中各型飛機依次著陸。
1.2 系統要求
針對上述編隊作戰任務流程,MAV/UAV編隊控制主要是表現在飛行員對編隊的飛行航跡、任務規劃和載荷等多方面進行決策和控制。因此,MAV/UAV編隊指揮控制系統應滿足以下要求。
(1) 編隊具有良好的互操作性。穩定、順暢的通信鏈路是編隊間互操作的基礎,MAV與UAV共享態勢信息、編隊狀態,飛行員能夠將任務指令傳達給UAV,控制整個編隊飛行。
(2) 簡單、全面、靈活的人機交互模塊。飛行員不僅面臨高速飛行的生理壓力,還有緊張戰場態勢下的精神壓力,因此簡單、靈活和便于理解的人機接口能夠降低飛行員工作負荷,不會帶來額外負擔。
(3) UAV系統智能化。在飛行員未下達指令時,UAV面對復雜環境能夠自主規劃、智能避障防撞、智能決策。
(4) 性能優良的編隊控制算法。整個編隊作戰過程包括編隊集結、隊形保持、編隊重構等階段,為及時安全地實現編隊,穩定、有效、響應迅速的控制算法尤為關鍵。
1.3 系統可行性分析
傳統UAV編隊飛行依賴地面基站控制,由指揮人員根據戰場態勢和UAV傳回編隊數據操控編隊或單機執行任務。
展開 基于模型的系統工程在航電系統設計中的研究與仿真
空中交通告警/防撞功能能夠對空域中其他裝有應答機的飛機進行詢問,此時被詢問的飛機會發送應答結果給發出詢問的飛機,然后通過反饋的應答結果判斷附近空域內是否有其他飛機,并結合本機的飛行狀態評估出其他飛機的威脅等級,通過語音和畫面的形式展示給飛行員,便于飛行員進行合理避讓。
空管應答功能能夠為地面雷達站提供本機編碼、高度和識別信息,便于空管人員進行空中交通管理。
通過上述設計方法對該功能進行需求分析,隨后建立黑盒活動圖、順序圖、確定端口和接口,完成黑盒狀態機的建立。最后通過圖3可執行的Web網頁界面對狀態機進行運行測試,檢驗系統需求是否都準確實現,運行模型如圖4所示。
結語
基于模型的系統工程設計方法,使設計工作有章可循,依靠科學的方法,引導設計人員從系統需求出發,逐步深入明確系統功能,經過迭代測試,反過來完善系統需求,同時產生多類可視化模型,便于團隊交流溝通,也為下游開發提供依據,系統整個開發過程中需求都可追溯,便于復雜系統設計時需求的變更管理,以及對系統狀態的控制,實現從經驗研發向需求研發的轉變。
通過對系統的建模分析我們能夠得到以下成果：(1)通過仿真建模分析得到確認的條目化需求;(2)得到了狀態機模型,通過模型的執行,可以對需求進行驗證、測試,盡早暴露問題,及時發現需求分析過程中的不足,迭代完善系統需求;(3)系統建模形成的接口控制文檔可以為后續POP和ICD設計提供依據;(4)在當前文件體系結構下,加入系統建模分析過程,承接設計要求和技術方案,使方案論述更為完善。
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
行業應用方案 | 飛行器外氣動
當今航空航天技術發展迅猛，以微電子技術為基礎的光電技術、生物技術、超導技術、納米技術和計算機、新材料、新能源、傳感器技術等一系列相關領域技術的迅猛發展，使得航天飛行器的發展也進入了一個前所未有的巨變期。
飛行器將出現高速化、隱身化、無人化、精確化、信息化的趨勢。展望未來，下一代飛行器設計與目前流行的管狀和機翼結構有根本的不同，預計未來幾十年內會研制出一系列全新的飛行器，如高超音速攻擊機、無人攻擊機、無人作戰飛機、微型、超微型偵察機、智能結構飛機、超音速巡航導彈、空天飛機、軌道攻擊武器、全面攻擊武器系統等。這些飛行器是隱身技術、高超聲速技術、無人機技術、動能技術、航天技術及激光技術的綜合應用，他們將代表一個新型飛行武器時代的來臨。
同時，未來飛行器的發展對空氣動力學提出了嚴峻的挑戰，而飛行器外氣動及相關領域的進展又將對未來飛行器性能的提高帶來巨大的影響，有些可能是革命性的影響。計算流體動力學（CFD）技術的進展可使飛行器的設計、優化很容易在計算機上完成，不僅可大大節省研制費用，縮短研制周期，還可方便地進行優化設計，以獲得飛行器的最佳性能。可以預見，空氣動力學科發展和CFD的相互作用，將推動人類飛行器不斷向前發展。
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
行業應用方案 | 飛行器外氣動
當今航空航天技術發展迅猛，以微電子技術為基礎的光電技術、生物技術、超導技術、納米技術和計算機、新材料、新能源、傳感器技術等一系列相關領域技術的迅猛發展，使得航天飛行器的發展也進入了一個前所未有的巨變期。
飛行器將出現高速化、隱身化、無人化、精確化、信息化的趨勢。展望未來，下一代飛行器設計與目前流行的管狀和機翼結構有根本的不同，預計未來幾十年內會研制出一系列全新的飛行器，如高超音速攻擊機、無人攻擊機、無人作戰飛機、微型、超微型偵察機、智能結構飛機、超音速巡航導彈、空天飛機、軌道攻擊武器、全面攻擊武器系統等。這些飛行器是隱身技術、高超聲速技術、無人機技術、動能技術、航天技術及激光技術的綜合應用，他們將代表一個新型飛行武器時代的來臨。
同時，未來飛行器的發展對空氣動力學提出了嚴峻的挑戰，而飛行器外氣動及相關領域的進展又將對未來飛行器性能的提高帶來巨大的影響，有些可能是革命性的影響。計算流體動力學（CFD）技術的進展可使飛行器的設計、優化很容易在計算機上完成，不僅可大大節省研制費用，縮短研制周期，還可方便地進行優化設計，以獲得飛行器的最佳性能。可以預見，空氣動力學科發展和CFD的相互作用，將推動人類飛行器不斷向前發展。
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
展開 蘇35新一波技術細節來襲！
一方面是機翼增厚，多少會增加阻力，另一方面蘇-27的原始設計是攔截機，設計上會考慮輕裝出擊，蘇-35是多用途，設計的飛行重量本來就不一樣。
△蘇-35的尾椎有減阻效果，但飛機變厚以后極速還是降了下來
通信系統
由于我國已經有大量的國產新型戰機，并且建立了自己的作戰體系。輿論對于我國引進蘇-35的一個重大疑慮就是能否融入我們的系統，這個問題從長遠看應該是會徹底解決的。而在“過渡”階段蘇-35機群的獨立、編隊作戰能力也有保證，其所采用的S-108通信系統可保證飛機在行動過程中與指揮中心的實時通信，并且能夠保證16架蘇-35在作戰過程中各類傳感器信息自動共享以及目標信息分發。
△解放軍的蘇-35機群，其通信能力可保障編隊作戰
可維護性
新介紹中很大一部分內容著墨于蘇-35的地勤與飛行準備的相關能力與子系統，如果飛行準備系統，用來任務準備以及繪制電子地圖；自動分析系統，飛行任務傳到地面站后進行任務執行成效分析。除了評估飛行員執行任務的成效外，也可以分析飛機的整備狀況，供下次任務參考；以及自動化檢測武器系統與航電系統的聯系狀況等等。
相較于蘇-27要把整個機首往上掀開才能維護，蘇-35只需從機首側面、下面的艙門便能維護。這是已經知道的，這次官網進一步公開的是，蘇-35的機炮彈藥盒設計成可拆卸式，可以減少整備時間。蘇-27系列的機炮在補彈時，是將機炮艙的下艙門打開，放下空的彈鏈，補好彈后再把彈鏈絞回去，這里所說的應該是指整個彈鏈變成可拆卸模塊，省下一顆顆裝彈以及把彈鏈絞回的時間。
因為整合式的自我檢測與顯示系統的關系，后勤變得很簡便。新介紹強調，只需一個技術員就可以進行飛行前整備，另一方面這個技術員也可以與計算專家團隊聯機，進行機群整備。此前，俄軍曾表示蘇-35在敘利亞的出動率高達80%。
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