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无人驾驶空间车辆迅速重新设计

通过设计世界的工作人员|2012年2月15日

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编辑:Laura Carrabine,高级编辑

美国国家航空航天局(NASA)使用一种创新的、具有成本效益的无人驾驶飞机来收集世界各地的地球科学数据。它由美国海军研究实验室(U.S. Naval Research Laboratory)设计,由美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心(Ames Research Center)开发。系统集成评估远程研究飞机(SIERRA)通常部署在条件恶劣和需要长途飞行的偏远或难以进入的地区执行环境收集任务。

塞拉已经完成了北极特派团,在极端地点的时间举行几个小时,以收集极地冰盖上的数据。它也飞过火山,进入活跃的陨石坑。美国宇航局的目标是增加塞拉的9-10小时旅行,以获得每次飞行更有价值的信息。为了实现他们的目标,美国国家航空航天局决定重新设计发动机笼,以减少阻力和改善燃油经济性。

Mach-T3-CAD模型
Mach-T3团队使用不完整的3D光学扫描数据制作了CAD模型。

NASA接近Mach-T3工程,以帮助解决这一挑战。Mach-T3专用3D实体建模,有限元分析(FEA)和机械设计。为了加速设计过程,Mach-T3工程师通过Inus技术使用RapidForm XOR软件实现了逆向工程技术。该软件将3D扫描转换为参数CAD模型。

为了设计更具空气动力学的整流罩,需要一种精确的3D CAD模型,包括所有发动机尺寸和整流罩安装规格。由于塞拉的发动机是一架现成的飞机发动机,美国宇航局并不拥有这样的型号。

用于构建3D CAD模型的传统测量方法将过于劳动密集型。美国宇航局工程师估计该过程至少需要500个小时。该方法涉及拆卸发动机并手动测量每个部分。然后使用这些测量来手动重建CAD模型。通常,在建模过程中需要多次迭代,因为从原始部件丢失或不准确测量。

MACH-T3采取了不同的方法。MACH-T3工程公司的老板Bobby Machinski解释说:“使用3D激光扫描仪和软件,我们可以在手工完成这项任务所需时间的一小部分时间内对设备进行逆向工程。“如今的3D技术使我们能够轻松获得所有合适的轮廓,并快速生成任何零件的CAD模型。”

2010年,Mach-T3购买了RapidForm XOR软件,因为它是唯一可以从3D扫描数据制作参数CAD模型的产品之一。该软件将CAD函数与逆向工程和扫描的数据处理功能相结合。由于RapidForm包含两个应用程序,因此用户从未处理的3D扫描移动到基于功能的实体模型。该软件从不完整的3D扫描数据创建模型。通常,由于表面纹理,颜色和障碍的视线差异,光学3D扫描仪无法拾取所有数据点并渲染完整的扫描。

塞拉飞机发动机
反向工程软件帮助Mach-T3团队在创纪录的时间内重新设计了Sierra飞机的发动机整流罩。

Machinski解释道:“Rapidform的美妙之处在于,一旦你获得了足够的信息,你就不需要100%的数据。“该软件能够识别几何形状,并允许您提取模型信息,即使缺少扫描数据。该产品自动查找几何原语。这使得将数据转换为CAD实体模型变得容易,节省了时间并提高了精度。”

偏差分析是节省时间的软件的另一个关键特征。它允许用户在原始扫描和理想化的CAD模型之间快速看到偏差。“此功能允许我们根据需要设置公差。Machinski继续,我们可以向上或向下迈出我们对理想模型与物理模型的关注程度。“该软件允许我们快速解决重要的偏差,忽略那些没有,并快速生产实体模型。”

Rapidform XOR软件帮助MACH-T3获取所需的数据,并快速开发CAD模型。Machinski总结道:“整个项目花了我们50个小时,而不是500个小时,这让我们只花了传统方法所需时间的10%就取得了成功。”“发动机模型是完整的,准确的,并允许NASA改进整流罩设计,完美地适合SIERRA引擎的所有部件。”

NASA现在越来越近他们重新设计的塞拉的吱吱声。利用详细准备的3D CAD发动机几何形状创造新的空气动力学整流罩设计,塞拉很快将在北极地区的火山和冰侦察中进行更长的大气采样任务。

MACH-T3
www.mach-t3.com.

::设计世界::


了下:航空航天+防御,3D CAD.,数字制造,FEA软件,模拟,软件


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