聚焦 2019-10-08 11:10

NASA完成X-57验证机机翼测试

王妙香 摘自

据美国宇航局(NASA)网站2019年9月26日刊文,X-57“麦克斯韦”已经完成机翼测试,将于10月抵达NASA位于加州的阿姆斯特朗飞行研究中心,随后机翼集成到试验飞机的最终构型中。X-57旨在展示电推进在效率、噪音和排放方面可能带来的好处,预计将在未来几周进行验证,随后进行地面滑行测试和飞行测试。

2015年,阿姆斯特朗对标准泰克南P2006T飞机进行了评估,该机被认为是三种构型中的第一种,以与电动型进行比较。这架飞机即将实现X-57的改装II型配置,或Mod II型,今年早些时候在加州的缩比复材工厂成功试验了发动机运转,Mod II是X-57作为电动飞机的第一个构型,其特点是采用电动巡航电机替换飞机原有的两个发动机。

与Mod II阶段中较宽的标准机翼相比,Mod III和IV改进将采用大展弦比机翼。Mod III / IV机翼已在阿姆斯特朗飞行载荷实验室进行了测试,校准安装的应变片以进行实时载荷监控,并验证机翼是否符合设计规范。新的机翼可以将巡航电机安装到翼尖,将显著提高飞机的效率。Mod IV构型将在机翼两端的两个较大巡航电动机基础上再增加12个较小的高升力螺旋桨,以产生分布式电推进力。

该机翼在圣路易斯奥比斯波制造,机翼的主要结构载荷测试包括在正负载荷条件下,将机翼加载至设计极限载荷(DLL)的120%。 此外,在120%DLL测试期间,在偏转范围内激活操纵面,以确定它们是否会在最大预期飞行偏转期间卡滞。测试表明,操纵面在其偏转范围内可自由旋转。

阿姆斯特朗测试专家埃里克·米勒(Eric Miller)解释,用于固定机翼以进行测试的测试夹具包括30个液压作动器,用于对机翼施加载荷。在一项花费数小时准备的测试中,研究人员安置了26个液压作动器(每边13个),并在翼尖加装了垫块。与此同时,将翼尖连接到四个附加作动器上,模拟由重约134磅(122千克)的巡航电机(用于最终机翼构型)产生的惯量和推力。

用沙袋作为压载产生相反的力来模拟大约3.4g的惯性载荷条件,这是最大设计载荷工况。通过这些测试,确认机翼结构性能与预期相符,可以承载飞行中的3000磅(2722千克)负载完成飞行。

阿姆斯特朗飞行载荷实验室首席测试工程师拉里·哈德森(Larry Hudson)表示,与实验室工作人员测试的许多独一无二的项目一样,建立,评估和监控系统,以确保测试和人员的安全。对X-57机翼的测试标志着该实验室首次使用中心线反应结构对飞机外机翼进行载荷校准测试,在加载机翼左右两侧时,整个机翼都被连接在一起。该反应试验装置花费一年左右的时间完成了概念设计和制造。

机翼测试还包括重量与平衡测量以及地面振动测试。重量与平衡测量确定了机翼的总质量和重心,这有助于NASA验证飞机在滑行和飞行测试期间的性能是否达到预期。

地面振动测试(或称为GVT)考虑机翼设计相对较薄,大展弦比的工程挑战,这种机翼在飞行中容易出现颤振和其他振动情况。通过GVT试验,NASA可以验证机翼的结构特性是否符合飞行预期。

测试结束后,对机翼进行了超声波检查,以检查机翼是否健康,然后将其运回项目总承包商,加利福尼亚州圣路易斯奥比斯波市的实验系统宇航公司。(Empirical Systems Aerospace Inc.或ESAero)。

ESAero副总裁特雷弗•福斯特(Trevor Foster)表示,机翼将被集成到与研究中使用的装配线几乎相同的泰克南P2006T机身中。将在Mod II飞行之后,到X-plane集成之前,集成将提供第一手的布线和飞行仪表经验。

福斯特表示, 这样可以提前克服许多困难,降低风险并节省时间。

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