DARPA研究新的主动流动控制技术去除飞机的控制面

航空简报2019-08-15业界新闻
据militaryaerospace网站2019年8月13日刊文,美国的军用技术研究者试图去除飞机控制面,使用作动器或者效应器为气流增加能量和动量,以此来拓展未来电动飞机的边

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据militaryaerospace网站2019年8月13日刊文,美国的军用技术研究者试图去除飞机控制面(如副翼、方向舵、襟翼等),使用作动器或者效应器为气流增加能量和动量,以此来拓展未来电动飞机的边界。

美国高级研究计划局(DARPA)8月12日为一个名为&带有效应器的革命性飞机控制&(CRANE)项目发布了一个广发机构公告(BAA)。该项目寻求在飞机设计早期引入一项颠覆性技术,包括新的流动控制技术及设计工具。其想法是通过主动流动控制来布局和优化飞机,以提升新型商用和军用飞机的效能。

被动流动控制涉及飞机几何形状的修改,例如在机翼上加装一个涡流生成器进行气流分离控制,或者飞机喷管处加一个V形部件来降低噪声。被动流动控制装置无论是否需要或者是否带来性能损失,都无法关闭。另一方面,主动流动控制是通过可调节的方式向气流中增加能量和动量。这种控制装置比被动流动控制更受欢迎,因为飞行员可以在必要的时候关闭它。主动流动控制可以通过机械作动器或者通过在机翼、机身、进气道或者喷管处喷气或吸气来改变飞机流场。一般而言,效应器或作动器是主动流动控制的支撑技术,但是却是发展主动流动控制的一个短板。虽然效应器和作动器成本很高,但是它们一般重量轻、无活动部件,且很节能。

DARPA表示,他们希望在一架X飞机上演示新的主动流动控制技术,但鼓励投标商关注如何以最佳的方式在全新设计或者改装的飞机上开发和试飞演示其流动控制技术。DARPA希望项目中大量采用现成的商用货架部件,尤其是跟主动流动控制子系统无关的部分。CRANE项目排除大的活动控制面(例如副翼、方向舵、襟翼、升降舵及配平翼面,发动机的机械矢量喷管,或者其他的传统活动气动面)。项目目标是在飞行中演示主动流动控制作动器技术可以维持飞行安全,提供可量化的飞机能力。

CRANE项目分为前后相承的四个开发阶段。前两个阶段关注设计过程、控制回路分析和建模技术等。后两个阶段承包商将从前面的参研者中竞争选出,主要进行部件测试、制造、组装、地面试验和飞行演示。

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