先进航空机动性以及挑战

数十年来,HBK 一直为飞机测试提供端到端的测量和数据分析解决方案,包括飞机结构、推进(燃气轮机、电动)系统、热、声学和飞行测试。

HBK 应用专家技术精湛,经验丰富,与我们的客户合作密切。因此,他们了解航空航天工业、工程和验证过程、趋势和挑战,例如先进航空机动性(AAM,也称为UAM或eVTOL)。

为了帮助您了解 HBK 飞机应用团队,包括经典飞机,以及AAM解决方案的初创客户 - 我们采访了 HBK 定制解决方案团队飞机测试专家 Gianmarco Sironi。

采访

Gianmarco,自2016年以来,您一直在HBK(前身为HBM)工作,负责全球航空航天和国防客户测试和测量项目。在成为 HBK 飞机测试项目负责人之前,你曾在一家知名的直升机制造商工作。你的职业角色发生了什么变化?您之前的工作经验对你今天的工作有帮助吗?

“我从团队负责人转变为项目负责人,这是我职业经历中最令人满意的挑战之一。在我以前的职位上获得的技术经验在分析客户需求和制定对项目要求方面被证明是宝贵的。”

与传统直升机制造商相比,AAM 是否有不同的开发和验证理念?

"在飞行控制方面,为城市空中运输而开发的 eVTOL(电动垂直起降)概念飞机与传统的旋转翼飞机之间存在一些重大的技术差异。直升机操纵和控制基于旋转翼,旋转翼驱动桨叶在旋翼内变桨距。这导致了一个复杂的结构,所有部分都受到巨大的机械负荷。每个旋转部件必须单独测试和验证,以确保疲劳寿命。

城市航空机动性的新概念依赖于多个电机,在大多数情况下,是通过单独控制每个电机来实现的,消除了旋翼的复杂性,这将推动新的需求。一些结构测试可能会被大量的电机和应力测试所取代,以确保必要的耐久性。在这里,我们的 eDrive 动态功率分析解决方案是同类产品中具有明显的优势。另外还需要验证安全性,例如,有多少台电机出现故障仍然可以实现正常飞行;紧急着陆需要哪些几台电机等。

另外,机身和大多数结构部件的验证将继续基于外部载荷的模拟和实际测量,以及它们在试验台上的有效性。这意味着,正如我们已经知道的那样,经典的结构测试将继续伴随我们一段时间。."

您在AAM制造商那里看到的研发测试设施和设备有哪些?

"与传统的飞机和直升机制造商相比,eVTOL制造商需要建立电驱动测试和电池测试设施。

当然,依然需要传统的测试台进行结构测试和验证,但这也可以由外部合作伙伴帮助完成。拥有能满足所有此类测试要求的单一合作伙伴公司肯定是有利的。"

AAM 面临的挑战有哪些?

"我已经提到了一个,那就是基于多引擎架构的操作和控制概念。这将带来一些重大的技术挑战,包括验证和测试。

当然,还有其他重要方面。这些飞机主要用于城市机动运输,会在人口稠密地区飞行,这种情况需要尽可能高的安全性和冗余度。例如,现在单引擎直升机不允许在欧洲的城市地区飞行,所以制造商将被要求证明最高的安全和冗余性。飞机出现故障下的安全操作是其中的重点。

考虑到飞机上会有许多电池,耐撞安全性也非常重要。机身下部通常都带有一定的安全碰撞尺寸,但电池的额外存在将增加碰撞情况下电池安全防护的要求。与传统的碰撞燃料安全壳的实际要求相当,但依然会带来新的技术挑战。"

"我们非常喜欢与客户一起合作,我们通常将客户的目标看成是自己的。"

Gianmarco Sironi,  HBK 飞机测试专家

FAA或EASA型式认证目前处于什么阶段?

"仍有一些工作要做,但监管机构非常重视这一新的发展方向。但要为代表全新飞行方式制定适航指令并不容易,这需要一段时间,并将是一个反复的过程。欧洲航空安全局正在为这种飞机建立一个新的监管框架方法,而美国联邦航空局正在对其第23部分(小型飞机认证)进行调整,以获得EVTOL认证。但我们可能会看到在欧盟和美国的 eVTOL 设计认证流程和要求有很大的不同,这可能意味着,与今天的传统飞机和旋翼机相比,获得双边型号认证可能更加困难。

甚至有可能在欧洲开发的eVTOL设计需要大量修改和额外验证才能在美国飞行,反之亦然。"

在飞机型式认证过程中,最重要的三件事是什么?

"首先,你需要与监管机构建立一条良好而开放的沟通渠道。这可以避免很多麻烦和潜在的误解。认证过程是一场真实的文档马拉松 — 大量的技术文档,无缝的信息流对于快速完成任务非常重要。任何对通讯的障碍都要花费时间和金钱。

沟通是很重要的,因为组织需要仔细倾听认证机构的意见,并了解监管机构最希望得到保证的地方。然后您可以决定将测试和验证工作重点放在哪里,以优化时间和资源。

我建议增加灵活性。在飞机认证过程中,你不能指望一切都照章办事,总会有不方便和更改的要求。对变化迅速做出反应,快速重组或进行重复测试。在这方面,拥有合适的测试设备和反应灵敏的合作伙伴真的很重要。"

减少上市时间的压力很大,利益相关者希望看到结果并实现他们的愿景。数据采集和分析解决方案供应商(如HBK)如何帮助他们加速测试过程?

"我可以从很多方面说。我首先想到的是数据确定性和测量信心。对于测试实验室来说,最坏的情况是陷入这样一种境地:内部/外部客户或(甚至更糟的)监管机构对获取的测试数据提出质疑。这将可能导致一个正式的测试重复要求,这不仅会对整个项目进度产生重大影响,而且会对员工士气造成很大打击,导致整个团队的挫败感。对于实验室来说,这是一场真正的噩梦,是必须不惜一切代价避免的事情。

HBK,在航空航天项目中有着良好的成功记录,我们的测量设备在这个市场上是众所周知的。我们的硬件遵循最高标准,并会对任何技术咨询作出迅速回应,即使在最艰难的过程中,我们也会为客户提供支持。

然后是专业知识。我无法想象在这个领域其它公司能提供我们所拥有的大量经验和知识。我们是测量和数据分析链领域的专家-从机械领域测量应变、力、加速度/振动、扭矩和噪声到电气世界测量电压,电流和温度,到采集传感器和数据信号,最后到软件进行实时分析和集成。我们拥有完整的电驱动测试和结构完整性测试的解决方案 - 基本上是一站式服务。

我们非常了解这些应用程序,我们的客户相信我们是一个可靠和有准备的合作伙伴。"

一个个人问题:如果AAM服务开放,您将预订的第一个航班是什么?

"我需要保持中立。我个人喜欢现代开发的许多技术概念。它让我想起了航空业的开拓时代。

有那么多不同的设计和推进概念,我相信,所有这些精力,意愿和热情的发展将改变我们的生活,AAM将获得一个强大的航空地位。并将会大幅降低成本而彻底改变飞行训练模式。

但如果我真的要选择的话,我目前的梦想仍然是乘坐一架大型、强大、双涡轮重型直升机飞行。"

Gianmarco, 谢谢你和我们交谈,这很有启发性

 

 

有问题?请和 Gianmarco Sironi 联系

如果您对先进航空机动性有任何疑问,我们将在这里为您提供支持。

Gianmarco Sironi 是 HBK 飞机设计和验证应用专家之一。他拥有10年垂直起降飞机工程和测试方面的直接经验。从加入HBK以来,他管理了多个飞机工业的全球项目。

如果您有任何问题,请与 Gianmarco 联系。

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