受损,这些纤维管就会漏出来封住所有孔洞,就像伤口;飞机的纵向稳定一方面由飞机的气动布局保证;“智能机翼”在变形时,在两侧机翼上产生了翼稍小翼;对于“智能机翼”的变形控制利用了最新发展的压电材;图4.1“智能机翼”机构变形示意图;面;为了完成对“智能变形机翼”、“智能发动机”及飞机;为实现“中国星”自主飞行,“人工智能”技术将在“;入“中国星”内,“中国星”可
受损,这些纤维管就会漏出来封住所有孔洞,就像伤口结痂。这些材料可以修复80%到90%的损伤,使飞机能够正常工作。通过往树脂中掺入染料还可以令修复的损伤部位显示为有色的补丁,这就有利于在之后的全面检修中被清楚发现。不过,这种染料在正常的灯光环境中是看不出来的,只能在紫外光下才可见。
4.“中国星”控制系统设计研究
4.1稳定性控制
4.1.1纵向稳定性控制
飞机的纵向稳定一方面由飞机的气动布局保证。由于飞机采用了“流线型翼身融合”整体设计,机体的侧视面也为一个机翼,因此很容易使得飞机焦点落在飞机重心之后。保证飞机纵向静稳定。另一方面,飞机采用的“智能全动襟翼”可以起到升降面的作用,从而保证飞机的纵向稳定性。此外,飞机还利用了先进的光传操纵系统。该系统通过感知飞机的姿态,对飞机起到增稳的作用,确保在各种条件下飞机纵向稳定,防止失速发生。
4.1.2横向稳定性控制
“智能机翼”在变形时,在两侧机翼上产生了翼稍小翼。翼稍小翼一方面可以减小诱导阻力,另一方面起又能起到垂尾的作用,可以保持飞机的横向稳定性。由于“智能机翼”可以根据操纵变形,因此可以为飞机的横航向稳定性提供增稳。另外,机翼有两个副翼,副翼的偏转可以作为飞机的航向控制。
4.2“智能机翼”变形控制
对于“智能机翼”的变形控制利用了最新发展的压电材料为驱动器和传感器,可伸缩弹性硅树脂蒙皮,并用钛合金和刚材料网线加强。图4.1给出的是机构变形的示意图,虽然给出的是二维图,但三维尺度上同样可以参考图4.1的机构设计。图中aj方向为展向。在c,d,g,i节点分别布置了压电材料的驱动器和传感器,就可以实现对机翼的变形控制。图4.2给出了“智能机翼”闭环控制的示意图,作动器和检测器为压电材料。箭头表示气流附着在机翼表
图4.1“智能机翼”机构变形示意图
面。只要运用人工智能技术,实施闭环控制技术,就能实现机翼像鸟一样伸展变形。
图4.2 智能机翼”闭环控制示意图
4.3“量子计算机”技术
为了完成对“智能变形机翼”、“智能发动机”及飞机飞行状态的基本控制,“中国星”自身必须具备一颗强劲的心---一台高效能的中央处理系统。因此,“中国星”的中央控制系统采用了下一代计算机的代表--量子计算机。量子计算机与传统计算机原理不同,它是建立在量子力学的原理上工作的。经典粒子在某一时刻的空间位置只有一个,而量子客体则可以存在于空间的任何位置,具有波粒二象性,量子存储器可以以不同的概率同时存储0或1,具有量子叠加性。如果量子计算机的CPU中有n个量子比特,一次操作就可以同时处理2n个数据,而传统计算机一次只能处理一个数据。例如,具有5000个量子位的量子计算机,可以在30秒内解决传统超级计算机要100亿年才能解决的大数因子***问题。“中国星”的运算能力可达1亿亿次/秒,是当今世界上运算能力最强的电脑——美国蓝色基因超级计算机的35倍。
4.4“人工智能”技术
为实现“中国星”自主飞行,“人工智能”技术将在“中国星”被充分利用。并且提出了“有人操纵、无人飞行”的概念。即由飞行员对应急情况进行处理,其余情况下由“中国星”自主实现起飞、巡航、盘旋和降落。“人工智能”技术还主要体现在“中国星”的“自主学习”与“专家系统”方面,可以将以前的客机飞行数据传入“中国星”内,“中国星”可自主形成“专家数据库”和“学习知识库”,用库中的知识指导自身的自主飞行。另外,在“智能可变机翼”上的压电传感器会自带微型数字处理器(DSP),传感器与传感器之间形成神经网络。神经网络可以感知机翼外界的气流,其作用与鸟的羽毛能够感知空气的机理一致。
4.5光传操纵系统
“中国星”运用光传操纵FBL (Fly By Light) 系统对舵面和机翼变形进行控制。光传系统是以光代替电作为传输载体,以光导纤维代替电导线作为物理传输媒质,应用光纤数据传输技术在飞控计算机之间或飞控计算机与远距离终端(如舵机等)之间传递指令和反馈信息的飞行控制系统。
与电传(FBW)相比,光纤传输技术之所以得到迅速的发展,是由于它具有许多非常独特的优点:
(1) 频带宽、信息容量大. 目前单模光纤的带宽可达THz·km 量级;
(2) 传输损耗低、传输距离长. 光纤损耗降至0. 2 dB/km 以下,比电缆小1~2个数量级;
(3) 抗干扰性强,使用安全. 光纤传输密封性好,有很强的抗电磁干扰性能,不易引起信号串扰,不打火花,耐高温和耐腐蚀,具有很高的可靠性和安全性;
(4) 体积小、重量轻,便于在狭小的空间敷设;
(5) 运用波分和时分技术,光传操纵具有灵活的数据总线协议和结构。
4.5全球定位系统—第三代北斗星导航系统
“中国星”的导航与定位,将采用中国自行研制开发的全球定位系统--第三代北斗星导航系统。第三代北斗星导航系统性能如下:
(1)覆盖范围:第三代北斗导航系统能全天候覆盖全球所有区域。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到15颗卫星。
(2)卫星数量和轨道特性:第三代北斗导航系统在地球8个轨道平面上设置50颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。
(3)定位原理:第三代北斗导航系统利用被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。
(4)定位精度:第三代北斗导航系统三维定位精度能达到厘米级,授时精度约2ns。
(5)用户容量:第三代北斗导航系统单向测距系统, 用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位, 因此第三代北斗导航系统的用户设备容量是无限的。
(6)生存能力: 第三代北斗导航系统正在利用星际横向数据链技术,使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。
5.客舱布局和舱内设施设计
“中国星”的客舱分为上下两层,包括有头等舱、商务舱和经济舱三种类型。其中“中国星”上层为头等舱,能容纳200人,内部装饰非常豪华,各种休闲娱乐及办公设备一应俱全。此外,“中国星”上层设有5套总统套房,按5星级标准设计。上层还设有商场,在这里旅客可以买到全世界的无税商品。另外,还包括了一个酒吧和一个健身场所。让乘客在旅途中得到全面放松。
“中国星”客舱下层为商务舱和经济舱,商务舱共有座位400座,分为10排,每排四十座,共八通道。经济舱也设有400个座位,其布置模式与商务舱相同。商务舱,能够支持无线网络连接,并提供全球免费卫星***,此外还包括前排位置椅背上的LCD显示器提供的XBOX3和PLAYSTATION5的游戏功能以及最新电影的免费观赏。经济舱不提供无线网络连接和免费卫星***外其余设施与商务舱一致。
6.“中国星”超大型可变翼飞翼布局客机设计方案的主要数据
翼展(高速巡航):86米
翼展(低速起飞、着陆):125米
机长:88米
机高:32米
空重:360吨
最大起飞重量:620吨
***两台低功耗静音涡扇发动机,单台最大推力:860千牛
最大载客量:1000
最大飞行速度:M0.91
最大巡航速度:M0.88
最大燃油航程:18000千米
最大载重航程:14000公里
实用升限:14千米
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中国星超大型可变翼飞翼布局客机 .cn 2008 年 10 月 08 日 17:12 新浪航空 中国星超大型可变翼飞翼布局客机 中国星超大型可变翼飞翼布局... 中国星超大型可变翼飞翼布局客机_交通运输_工程科技_专业资料。第三届611飞行器设计大赛中国星超大型可变翼飞翼布局客机 中国星超大型可变翼飞翼布局客机 中国星超大...