有些人有一辆工程车。周末和晚上,我们都在调音,用Bondo和玻璃纤维修补漏洞,诅咒电气工作的挫折,享受引擎第一次轰鸣时的感觉。我的“项目车”实际上是一架Rotorway JetExec直升机。同样的旅程,同样的回报,只是需要的许可证略有不同。为了纪念国家航空日,我要和大家分享一个故事,一个月前,我为自己自制的实验直升机获得了适航证书。这篇博客文章更深入地探讨了直升机设计的“构建和测试”方面,但我肯定会在最后提供一些仿真糖果!
与项目汽车不同,我没有在路边找到她生锈,准备被拖跑回家。除了我认为我不在那个地方,我认为我不会在那个地方考虑一下,除了我没有在普渡般的汽轮机发动机。它来到我身边的爱尔兰酒吧我正在通过Grad School工作。我和我在酒吧工作的朋友碰巧与我们的常规聊天,我们常规聊天这个直升机项目,所以他不得不把我带进谈话。虽然Patron已经制定了计划并购买了所有零件来组装工艺,但他需要帮助建设它并问我们是否知道任何人普渡。当然,我们知道人们,我们知道它必须是我们!
图1:旅程的开始
所以我们花了第二年的时间和他一起工作。长话短说,那年他去世后,我们购买了零件,继续在印第安纳州工作。最后,我成了唯一的主人,搬到了新罕布什尔州,从那以后就一直在为她工作。我现在已经是第八年了。
相信与否,我们最初认为只需要一年来完成建设。从那以后,我的座右铭已经成为“我必须设定目标日期,所以我可以开始失踪它。”没有失败,每项任务需要更长的时间超过您在所需的所有学习,试验和错误中考虑。这是一个全职工作的爱好。
每个项目都有你不知道的元素,但是有很多东西你不知道当你建造一架直升机的时候。这是最大的时间消耗之一。如果是一架牵涉到你自己生活的直升机,你需要做足够多的事情,直到你相信自己的工作。这种信任只能通过做、做、再做,直到最终你做的比做的少。电学就是一个很好的例子;我相信我在那架直升机上铺设每根电线至少三到四次才发现它是可以接受的。
图2:第一次安装发动机和传动系统。
但最大的障碍必须是,几乎没有什么可以遗忘。我必须完全绕过问题来提出解决方案,而不是在线查找该解决方案。您必须了解所有学科,主修机械师会知道。试图在哪里努力安装天线?更好的研究天线理论。设置航空电子邮件?成为专业电线织机的主人。对身体面板进行更改,调整或修复?成为一位大师自动侵入机械师。
另一种成功克服挑战的元素令人熟悉,没有什么完全完成。每次我以为我已经完成了一个部分,准备检查盒子并继续前进,别的东西会提出,这需要撕裂它再次崩溃。在她已经成功徘徊后的去年冬天,我必须撕裂整个动力传动系统的一个次要修复。也许是我的下一个直升机,我会知道第一次适用的所有技巧,但是在我搞定之前,这是许多迭代。
幸运的是,有一个几十人的小社区已经做到了这一点。我当然不是第一个。我遇到过的一些问题以前已经见过了,这是一个打电话找到正确的人或寻找有经验的人,可以帮助头脑风暴的问题。在大多数情况下,我们的目标都是互相帮助。当我听说社区里有人的尾桨骨折时,我设计了一个组件,并请另一个工程师朋友制作了它。由于它是一个对安全至关重要的组件,我们提供给社区中的其他人安装在他们的工艺品上。已经有多个所有者实现了这个修复。
为矿山提供动力的发动机是太阳能燃气轮机,这是一种旧的军用剩余发动机,主要用于为移动军事基地提供动力的辅助动力单元(APUs)。我的是70年代用的。一旦这些引擎退役并翻新,实验飞机社区就会使用它们。由于直升机需要在整个飞行过程中保持恒定的转速,燃气涡轮发动机是一个理想的动力装置。
让这个爱好与我的专业背景如此紧密地联系在一起,肯定是有帮助的。在涡轮机械领域工作的经历让我对引擎内部的基本物理知识有了一定的了解。当某些东西运行不正常时,我通常可以依靠我的课程作业来诊断问题。例如,了解涡轮发动机的基本操作,以及如何防止压缩机在加速时出现喘振。或参考我的控制工程课程时,调整电子调速器系统,以调节燃料控制。或者设计发动机和变速箱仪表的电路。
但仅凭理论和蛮力不足以使她适于飞行。我需要智慧和经验,所以在2019年,我把这艘船带到了密苏里州,与该领域最重要的专家之一合作。第一天和他一起工作的时候,我不敢打开拖车的门向他展示我的作品,因为我是新手,而他是这方面的专家之一。他会如何看待我过去6年所做的一切?他会不会觉得这很可怕,让我再次把它撕成碎片?如果是,它能被修复吗?那要花多少时间?我满心期待他能发现我做错的许多事情。但与此相反,他分享了他在职业生涯中学到的许多技巧和技巧,我们仔细地梳理了所有的东西。在和他一起工作的这几天里,我学到了比之前两年更多的关于飞机制造的知识。
在他经历了发动机湾,驾驶舱和尾巴中的一切之后,是时候第一次安装刀片并进行静态和动态平衡的精确工作。这里再次是我的学位如何帮助我理解涉及平衡铰接转子系统的复杂物理学的一个例子。
尽管这首歌在我脑海里反复播放了好几年,我还是无法完全描述她第一次离开地面时的感觉。在两天的时间里,我们好几次让引擎转到全速,他测试了一下引擎是否已经准备好起飞了,然后摇了摇头,说他需要调整一下,然后再把引擎关掉。但有一次,他却说:“嗯,感觉不错,开始吧。”于是我们出发了。它轻轻地起飞了,就像一块魔毯,我们走到野外开始测试一些温和的动作。
一年后,我又在新罕布什尔州见到了他。我在冬天完成了一些家庭作业,所以我们又检查了一遍飞行器,然后开始了我的那部分飞行训练。我们从悬停开始,有人警告过我,这“非常困难”。但它对飞机和训练中的飞行员同样重要。在近地悬停时,引擎在飞行过程中工作得最辛苦,因此它为引擎提供了压力测试,同时也保持离地面几英尺的安全。当你学习的时候,这是一项激烈的脑力锻炼。你做的每一个动作都需要你的双脚和双手一致地输入三种信息,你永远不会觉得自己是稳定的或滑行的。一天的训练结束后,你会感到精神疲惫。单是悬停的训练就需要大约20个小时,我肯定在过渡到下一个训练部分——把它提高到高度之前需要所有的训练。
图4:完成的项目
而且相当恰当地,这个国家航空日发现我继续进行官方测试飞行计划,最后一步在官方认可直升机和完成我的培训和自由飞行。
但是当然,如果我在CFX中至少显示我用它制成的一些模拟,这不是一个兰德SIM博客帖子。以下动画显示CFX如何同时包含多个旋转机构,并在工艺表面上提供现实的压力轮廓。这些信息可用于升降和拖动的宏观跟踪,或识别航空诱导的振荡的幅度。
图5:ANSYS CFX模拟的飞行器水平飞行时表面非定常压力等值线图。
提交:航空+国防那3 d CAD




