Site Loader
北京市怀柔区雁栖经济开发区南一街2号院内

Tamas Bykerk是澳大利亚悉尼大学的研究生。目前,他正在攻读博士学位,在航空航天工程领域,导师为Dries Verstraete博士。 他们是Hexafly-International项目的一部分,他们与欧洲航天局(ESA)和意大利航空航天研究中心(CIRA)合作,评估商业高超音速航空旅行的可行性。

在飞机术语中,高超音速被定义为物理气流像解离和电离一样发生变化的点,大约是Mach 5。 其实美国宇航局的航天已经将此技术应用于飞机和火箭推进研究飞机等大气逃生和返回飞行器上。 然而,现阶段需要持续高超音速飞行的商用高超音速客机仍处于概念阶段。

“目前,绝大多数研究都集中在高速设计点——主要是伴随机身加热的航空结构问题。 我的研究着眼于这些飞机是否可以安全起降,“Bykerk说, “主要目标是在飞行两个最关键的阶段,评估性能和稳定性。”

所有固定翼飞机设计必须平​​衡两个相反的目标 – 巡航速度下的最佳效率与起飞和着陆速度下的稳定,可控飞行。 所需的巡航速度越快,折衷就越明显。 通俗地说,超高速飞机不是为了缓慢飞行而建造的。

当飞机起飞及试图降落时,它接近飞行员所知的最小可控空速 – 任何较慢的飞行点将停止维持稳定飞行的能力。正是在这样的速度下,飞行变得十分危险,因为空速的减小将导致飞机失速,俯冲或旋转以重新获得机翼上的气流。 当它发生在地面附近时没有时间恢复

在较高的高度和速度下,几乎不存在的空气动力学问题成为地球附近较慢飞行期间的重要风险因素。 侧风可能要求飞机在其垂直轴上以尴尬的角度飞行以保持其飞行路径,从而改变空气在其机翼和控制表面上的流动方式。 Bykerk的任务是研究能够以多倍声速飞行的飞机设计中的这些慢速飞行考虑因素。

悉尼大学工程与信息技术学院拥有16台,太尔时代XNUMXD打印机。 3D打印机其中四个位于工厂实验室,位于航空航天,机械和机电工程学院。 Bykerk使用这些打印机构建高超音速飞机模型,用于在低速风洞中进行测试。 较大的型号采用ABS部件印刷,然后进行组装和后处理,以确保原始设计与模型之间的连续性。 技术包括打磨,间隙填充,再次打磨,树脂涂层和涂漆。

最终产品放置在风洞中,可以获得关键数据。

“我们正在研究升降和降落等着陆和起飞速度以及所需的迎角。当车辆通电时,我们在模型中安装风扇,并分析进气口唇缘分离和入口变形,“Bykerk说。 “与我共同工作的车辆都有高度扫掠的机翼平面形状,因此涡旋升力和与飞机其他部件的相互作用通常是令人感兴趣的。 稳定性分析涉及俯仰/滚动/偏航力矩和侧向力,以及它们如何随迎角和侧滑发生变化。

3D打印还可用于快速更换和更换可拆卸模型部件,主要是控制表面。副翼,方向舵,升降舵,襟翼甚至整个机翼都可以调整大小或轮廓。 通过这种方式,该团队既可以测试高超音速设计,又可以尝试改善其起飞和着陆的特性。

“像这样的模型通常会使用昂贵的CNC加工制造,”Bykerk说。 “但3D打印不仅经济成本低,而且可以让我可以完全控制制造过程,并快速转换几次迭代。”

大多数预测,估计25年内可恢复高超音速无人机。如果商业航空旅行将在某个时刻出现,那么Bykerk今天所做的工作便可能是未来的基石之一。

Post Author: 网站管理员