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AIAA学会结构技术委员会（致力于开发和应用航空航天结构设计的理论、试验和运行）总结了2018年全球航空航天结构技术进展。 密西西比州立大学与美国空军研究实验室（AFRL）2018年继续进行复材分层研究，其主要目标是通过优化该大学马尔文道（Marvin Dow）先进复合材料研究所独特的3D编制能力的参数来提高复合材料的抗分层性。设计在理想分层模式下加载样品的实验装置被用于研究捕获分层前部形状和位置的能力。迄今为止，测量的应变与有限元计算结果较为吻合。 在AFRL一直延续到2019年的合同支持下，波音公司利用德克萨斯大学阿灵顿分校开发的工具研究了两种不同的渐进损伤和失效分析，通过比较分析和实验的结果，准确预测了军用飞机复合材料部件的损伤萌生与扩展。波音公司制造的帽形加筋复合材料蒙皮复证了机械紧固铝合金肋的结果。AFRL测试了两种构型：蒙皮承受均布压力而翼肋承受静态和疲劳载荷下的拉脱力；翼肋在静态和疲劳载荷下承受四点弯曲无端部载荷。预测的结果和测试结果之间存在良好的相关性，从而提高了空军安全延长飞机服役寿命的能力。 美国航空航天局（NASA）位于阿拉巴马州的马歇尔太空飞行中心的工程师为NASA的深空火箭-太空发射系统（SLS）安装了结构试验硬件，并开始试验。试验硬件在结构上与连接核心级的两个燃料箱的内部燃料箱的飞行硬件相同，用作两个固体火箭助推器的上连接点，且内部容纳关键电子设备。试验设施的升降机和设计特征能够构建出极端航天飞行条件。SLS硬件承受数千千牛的压缩、拉伸和弯曲载荷，以确保其能够承受发射和上升阶段的载荷。 01 2018年，SLS火箭的试验型内部燃料箱试验件进行了压缩、拉伸和弯曲试验，以验证该设计能承受发射和上升阶段的载荷。 在飞机建模中，比萨大学和圣地亚哥州立大学的工程师开发了一个自动有限元模型生成器，用于生成盒式翼飞机（称为普朗特飞机，PrandtlPlane）的结构模型。这项工作是在欧盟委员会资助的一个名为PARSIFAL（“未来飞机的可持续改进普朗特飞机架构”）的项目下进行的。目的是演示验证采用盒式翼飞机如何为航空运输带来重大改进。 2018年2月，加拿大渥太华卡尔顿大学首次将流体结构相互作用的研究方法用于解释昆虫声音产生机理。该校一位生物学家录制了内萨斯斯芬克斯天蛾（Nessus sphinx hawkmoth）毛毛虫发出的类似哨声的声音，但无法确定该声音背后的产生机理。此后，卡尔顿航空航天学院教职工进行了气动弹性研究，其中包括组合了内部气流的板和壳模型，以探究这种发声原理。发现该声音是由毛虫的胃到口腔的气流产生的，类似一个谐振器。 2018年，空军理工学院开展了一系列空军工程结构研究课题，包括继续研究内部真空的轻于空气的飞行器（NASA和空军都表现出兴趣）、速度超过700米每秒的冲击焊接、混合复合结构、激光冲击强化、传感器设计和球体周围的热流。 NASA位于德克萨斯州的约翰逊航天中心和弗吉尼亚州兰利研究中心正在研究充气气闸结构的完整性，以用于未来的深空探测任务和月球轨道通道。2018年的开发工作主要集中在内部二级结构、可硬化扶手和软开口舱口，以便能够快速进出，该研究并将持续到2019年。 兰利和NASA位于加利福尼亚州的艾姆斯研究中心及俄亥俄州格伦研究中心于2018年4月完成了用于高能轻质承载存储的多功能结构（简称M-SHELLS）项目，演示验证了多功能蜂窝夹层板（其板芯可用作电池）的生产可行性。该项目属于NASA航空研究任务事务部收敛航空解决方案（CAS）计划的一部分。试验结果表明，该结构能够承受使用载荷，而不会出现明显的多功能性能下降。M-SHELLS的系统级研究表明，将其用于2030年前后的单通道混合电动运输机会比采用标准独立电池的方案降低11%的重量。 （航空工业发展研究中心王传胜） |
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