在本文中，我们将讨论现代飞机设计周期的流程，并举例说明如何将原型制造商的服务用于 原型测试.
大多数当代工程科学家认为在这个阶段过度使用计算能力是无用的和浪费时间的。使用近似技术效率更高，这也有助于减少参数化建模执行所需的时间。这些技术包括降阶建模，有助于降低系统的数学复杂性，同时确保控制微分方程的物理特性保持其完整性。
执行初始分析后，迭代过程开始生效，结果命令更改以在设计中进行优化。该程序被认为是概念设计阶段和初步设计阶段之间的纽带。
让我们通过一个总结来详细了解一下著名的 Howe 项目综合过程模型是如何工作的。
它被视为可行性分析的延伸，但涉及更多细节和复杂性。
此过程的第一阶段是选择一个或多个配置。
第二阶段是飞行制度和动力装置的选择。
在第二阶段，对于给定的一组操作条件，即马赫数等。并选择涡桨、涡扇、低旁通涡扇、活塞式、涡喷、冲压发动机等作为动力装置的类型。
第三阶段是考虑机身布局选择。有效载荷的细节通常被认为是现阶段幕后的驱动因素，因为这将对飞机质量有更好的初步预测。
然后接下来是翼配置。对于空气动力学实验室来说，这是一个复杂的过程，因为需要参考大量参数。这是初步设计过程中的一个重要阶段。它在检查飞机的质量和对升力、阻力的初步估计方面发挥了重要作用。同时，它有助于在连续分析完成后实现翼载估计计算。根据各种飞行条件的经验数据调整的理论方程是机翼载荷估计可以应用的。它还有助于对推力重量进行粗略估计。
最后，参数分析阶段开始发挥作用。在第一阶段将机翼和机身尺寸结合起来，为每个飞行阶段产生一系列结果，从而形成一个设计空间。
对于参数分析的第二阶段，要选择适当的机翼载荷和推重比。在这个阶段，它包括选定的数据集来计算飞机的整体质量。提供最佳质量值的集合用于创建裁判设计，以供以后进行深入分析和评估。
裁判设计评估后，作为回报，它提供了更多细节：
控制面的近似尺寸。
更好地估计升力、阻力和质量值。
协助完成起落架布局。
修改了基于性能特征的计算
调整后的输入数据和复杂的估计方法。
程序重复进行，直到满足质量收敛标准。
在裁判设计阶段结束时，实施敏感性设计研究，以便通过使用图形或数学技术识别关键设计区域。此外，包括液压、灭火、防冰、电动和气动系统的设计在内的其他行为也在同步进行。
然后我们来到了最有趣的部分——即详细设计阶段。在完全定义设计后，从原型制造商处订购用于测试的比例模型，基于装配设计和制造设计的最终图纸与实际几何形状、公差、拓扑结构、尺寸和材料规格一起布置。
详细设计
在这个阶段，对前面阶段概述的设计程序进行验证是主要重点，也是整个设计过程中最广泛的阶段。它允许专注于每个部分的最终设计、原型设计和测试。此阶段涉及使用计算机辅助设计和计算机辅助制造包，以支持基于从初步设计阶段获得的数据的设计行为。
性能、时间成本、制造成本和运营缺陷是要考虑的四个关键因素。为了获得综合结果，涉及两种类型的测试程序，即地面测试和飞行测试。以下是这两种类型的更详细的参考资料。
地面测试：它包括风洞测试以维持 CFD 包的结果、结构测试、航空电子评估和系统检查。为了减少不必要的成本和时间浪费，原型缩放零件在初始测试中发挥了重要作用。根据您所需的材料规格，合格的原型设计服务提供商将使用足够的专业知识来制作结构。同时，应用专业样机更准确地分析刚度、颤振、强度和弹性稳定性等。需要进行四个重点测试：静载荷、动载荷、振动模态分析和颤振分析。当应用于缩放的飞机零件时，立体光刻 3D 打印技术也可以提供概述设计和实验结果之间综合评估所需的精度。
飞行测试： 被称为适航当局的认证机构参与验证实际飞机的性能和飞行特性。根据联邦航空条例适航标准，他们将根据预设的设计和安全要求评估飞机的设计。下表全面概述了所有适航标准及其各自的用途。
让我们密切关注上述所有标准中的 FAR 第 23 部分。第 23 部分适用于容量小于 12,500 磅且最大起飞重量 (MTOW) 的乘客人数不超过 9 人的实用型、普通型和杂技型。
对于商业运输类飞机，即空中客车 A320 或波音 737，FAR 第 25 部分规定了几个标准要求。 FAR 第 25 部分包括 A、B、C、D、E 和 F 子部分，它们都规定了商用运输机的各种系统和子系统的标准。此外，对于通常称为直升机的旋翼机，FAR 第 27 和 29 部分相应地规定了正常和运输类别的标准。在获得适航认证后的这个阶段，设计周期实际上将以 95% 的生命周期成本结束。紧随其后的是大规模制造阶段。
在对飞机设计周期进行如此深入的审查时，它可能看起来多么复杂。仍然可以很好地实现飞机的设计周期。
在航空领域，提供合适的原型制造商的服务对于原型的准确性至关重要，尤其是在我们这个时间和成本都太高的时代。循序渐进，挖掘批判性思维并做出成熟的决策将是设计周期的一个加分项 飞机.