美國AIAA學會發布航空航天技術年度綜述——結構動力學

AIAA學會航空結構動力學技術委員會（重點關注飛機、火箭和航天器結構上多種力之間的相互作用）總結了2017年全球航空航天結構動力學技術進展，該委員會認為2017年是航宇結構動力學研發的特殊一年。

圖12017年，在法國國家航空航天研究中心ONERA的風洞中，使用半模跨聲速機翼開展了自然層流和被動減載減輕的演示試驗。試驗在「層流和載荷減緩的試驗性跨聲速研究」（ETRIOLLA）項目資助下進行。

在CS1「潔凈天空1」即將結束之際，歐洲的活動非常活躍，研究重點放在先進空氣動力學、載荷控制和減緩方面的突破性技術的試驗驗證上。重要的試驗項目包括2017年初在法國Modane的ONERAS1風洞進行的關於「層流和載荷減緩的試驗性跨聲速研究」（ETRIOLLA）的演示驗證，試驗模型為一個5.8米的縮比半模機翼，試驗演示了在馬赫數0.74的巡航設計點擴展自然層流範圍的可行性。該模型還配備機翼後緣載荷控制裝置，能在飛行包線中非設計狀態的不同點處減少阻力。

「先進支線飛機風洞模型的陣風載荷緩解技術評估」（GLAMOR）項目，使用獨特的半飛機模型（半展長2.8米）演示了主動陣風載荷減緩技術，該模型在機翼和尾翼上設計了多重控制面，由義大利米蘭理工大學進行製造和測試。特別值得注意的是，能夠使用專門設計的控制系統實現俯仰和滾轉機動，試驗中使用預先設計好的陣風發生器。該項目開發了幾種新型控制演算法，經過研究和試驗，證明了陣風載荷減緩技術對於下一代運輸機具有重要意義。

麻省理工學院的林肯實驗室在4月份完成了一個系統級的振動試驗，該試驗是為將於2018年3月發射的「凌日系外行星巡天測量衛星」（TESS）的相機和相關硬體而設計的。TESS是和探險者同一級別的行星發現者，並將進行首次星載全天侯凌日勘測。該任務的主要目標是探測太陽附近明亮的小行星。試驗包括使硬體受到正弦和隨機振動環境的影響，以演示硬體具有承受發射載荷的能力。試驗中施加了多種實時約束準則，包括最基本的受力限制和整個結構各個點的響應限制。試驗模擬了傳統的隨機振動環境，結合測試和分析滿足限制載荷準則和角加速度的要求。該項目由麻省理工學院Kavli研究所與NASA在馬里蘭州的戈達德空間飛行中心牽頭並提供項目管理，軌道ATK公司提供航天器和任務運行保障。

在運載火箭領域，「NASA太空發射系統大部件結構測試」為工程師提供了運載工具的準確設計參數，以確保未來任務的成功。6月，集成航天器和有效載荷元件（ISPE）完成了為期四個月的測試。ISPE測試的主要目標是測量整個裝配體隨著預測的外部飛行載荷的施加而產生的結構應力和內部載荷。次要目標涉及測量模態響應，即結構在發生震動和敲擊時如何作出響應。然後將測量得到的模態響應與數學模型的預測結果進行比較，並在必要時調整ISPE組件的數學模型以匹配測試結果。更新的數學模型將用於整個SLS運載工具的下一個載荷分析周期，以提供更準確的運載火箭級載荷預測。SLS項目由NASA位於阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心牽頭。

6月份，空客與密歇根大學之間建立新的戰略合作夥伴關係，成立了一個研究設計和評估未來飛機構型新方法和計算技術的研究中心。新成立的空客-密歇根大學大柔度飛機航空伺服彈性研究中心將開發新的計算工具，該工具能夠搜索新的設計選項，在迎接航空伺服彈性挑戰的同時收穫長翼展構型帶來的效益。基礎研究的問題在於探索商業運輸飛機構型中的未知領域，同時開發合適的計算方法、演算法和工具。

（航空工業發展研究中心 宋剛）

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