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NASA为电动垂直起降飞机开发设计工具
王元元

2017-06-05 | 聚焦

据美国《航空周刊》网站2017年5月29日刊文,目前,对于小型无人机和新兴的电动垂直起降飞行器设计师来说,缺少可进行概念设计和布局优化的商业化设计工具。

这种局面可能很快就会改变。NASA为期三年的“交付(Deliver)”项目已经进入了最后6个月的尾声。该项目对NASA已经非常成熟的旋翼机设计工具进行改造和扩展以使其适用于采用创新布局的小型飞行器,无论是无人机还是空中出租车。

NASA革命性垂直升力(RVLT)计划副主管,Deliver项目首席研究员科林·西奥多表示,“关键是概念设计工具”,以及根据任务在布局和需求之间进行的分析权衡工具。

NASA正在开发设计工具帮助无人机和电动垂直起降飞行器开发者在概念设计阶段进行布局优化

西奥多表示,“我们正在将传统飞行器设计和分析中的经验应用于小尺寸、新布局飞行器中。”这其中包括研究人员和制造商广泛使用的NASA旋翼设计和分析软件(NDARC)。

业内使用NDARC软件进行基于任务的旋翼机外形设计,但是无人机和电动垂直起降飞行器将一些新的因素引入设计考虑之中,包括噪声烦恼度、自主性、电推进或混合电推进。西奥多表示,飞行器越小,所需的传感器和处理设备的尺寸、重量就越是关键因素。

声音烦恼度是另一个关键考虑因素。因为小型飞行器的噪声同传统直升机是不同的。多个旋翼桨叶和混合电推进都会改变噪声特性。西奥多5月12日在美国直升机协会第73次论坛上表示,“关键是找出烦恼度的描述方法,最终设计出烦恼度。”

NASA正在进行测量小型无人机噪声特性的飞行试验。西奥多表示,“小型无人机采用固定桨距螺旋桨,它们通过调整转速改变升力,因此所有旋翼在不同时间改变速度,产生的声音特征也不相同。”

西奥多表示,“如果是同样的暴露声级,小型无人机更加令人烦恼。”NASA的研究显示,多旋翼无人机的桨叶和类似海星臂的支撑结构间存在强烈的干扰,“将桨叶安装在靠近海星臂的位置是一个巨大的噪声源。”

与此同时,在RVLT项目下,NASA正在增加与城市机动性和电动垂直起降飞行器有关的研究投资。这包括为新型飞行器开发多学科概念设计工具。

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