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复合材料助力X-59飞机结构优化、减重增效,迈向超音速飞行新时代

   日期:2025-01-11     来源:复材网    作者:杨超凡    浏览:199    评论:0    
核心提示:Swift Engineering依靠CAE软件的结构尺寸、分析和测试验证能力,在预算内为NASA的超音速QueSST飞机提前交付飞行硬件,并节省了25%的重量。
 

 

Swift Engineering依靠CAE软件的结构尺寸、分析和测试验证能力,在预算内为NASA的超音速QueSST飞机提前交付飞行硬件,并节省了25%的重量。

 

X-59鼻锥测试

Collier航空的设计和分析软件由Swift Engineering股份有限公司选择,用于X-59飞机鼻锥的结构尺寸、分析和测试验证

HyperX计算机辅助工程(CAE)解决方案的开发商Collier Aerospace Corp.(美国弗吉尼亚州纽波特新闻)宣布,其设计和分析软件由Swift engineering股份有限公司(美国加利福尼亚州圣克莱门特)选择,用于低臂X-59飞机碳纤维增强聚合物(CFRP)鼻锥的结构尺寸、分析和测试验证。

这架来自洛克希德·马丁臭鼬工厂(美国加利福尼亚州帕姆代尔)的实验飞机是美国国家航空航天局安静超音速技术(QueSST)任务的一部分,该任务旨在消除巨大的音爆。Swift Engineering签约为X-59的10.7米(35英尺)长的鼻锥建造和执行结构分析和认证测试,该鼻锥旨在控制超音速飞行过程中在尖锐鼻尖形成的空气动力压力波(冲击波),从而产生更安静的音爆。

Collier航空航天公司表示,其软件使Swift Engineering能够去除质量,使鼻锥的重量减轻了25%以上,同时保持了尺寸稳定性;评估各种负载情况下的设计;并提供详细的应力报告,以支持零件发布和制造。该公司还使用该软件进行了详细的分析,为结构设计的结构测试提供了支持。

Swift Engineering的技术顾问比尔·贾内蒂表示:“Collier航空航天软件在整个高能见度项目中发挥了关键作用,设计、设计和建造了X-59机头结构。一开始,当Skunk Works的团队解释轻量化有多重要时,我对软件充满信心,我确信我们将从机头锥体中减轻100磅。然而,我们通过实现超过25%的显著重量减轻超过了这一目标。”。

贾内蒂继续说道:“我们能够用有限元分析求解器迭代结构尺寸软件,通过结构优化和快速载荷路径收敛实现了重量减轻。”。“一旦系统建立起来,我们就可以看到质量从机头结构中出来,同时满足所有传统的航空航天故障标准。”

为了减轻约400磅的初步设计的重量,该设计指定了石墨/环氧复合材料和蜂窝芯夹层结构,Swift Engineering的团队删除了不必要的层板,同时优化了结构的应力和稳定性。Collier Aerospace软件使团队能够通过考虑铺层计划、芯板和边缘带厚度的权衡来快速评估设计方案,然后快速评估截面刚度和挠度的变化。

Swift Engineering报告称,该飞机机头结构使用了Collier Aerospace软件的全部功能,不仅限于初步尺寸和优化,还包括使用测试得出的设计允许值进行详细的层压板强度分析。该软件使该公司能够在预算范围内提前交付鼻锥。

HyperX软件可自动进行应力分析和设计。它对所有负载情况、轻量化和边距书写进行快速结构尺寸调整。该软件通过创建针对可制造性进行优化的设计来帮助确保复合材料零件的可生产性。它通过加快工程周期和缩短美国联邦航空管理局(FAA)和欧盟航空安全局(EASA)的认证流程来缩短进度时间。

X-59飞机预计将于2025年首次飞行,其目标是帮助建立可接受的陆地商业超音速飞行噪音标准,这可能会导致美国和国际监管机构解除因巨大音爆而实施的长达50年的禁令。由于其独特的几何形状,特别是细长的鼻锥,X-59预计会产生几乎听不见的砰砰声,而不是吊杆声,从而减少噪音影响。

Collier Aerospace工程服务副总裁詹姆斯·安斯沃思表示:“我们很感激我们的软件帮助Swift Engineering在X-59鼻锥上取得了成功,并满足了洛克希德·马丁臭鼬工厂的高期望。”。“我们的解决方案赢得了高度的信誉,其强大的尺寸和分析能力是Swift决定选择我们软件的关键因素。我们期待着X-59的首次飞行。”

 

原文,《Collier Aerospace HyperX optimizes X-59 composite nose cone 》2025.1.7

 
 
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