據(jù)復合材料世界2017年1月2日刊文，Collier研究公司日前加入了NASA的先進復合材料聯(lián)盟(ACC)，成為ACC中唯一的軟件公司。ACC的新成員還包括激光飛行科學公司、軌道ATK公司、南卡羅萊納大學McNAIR航空航天創(chuàng)新與研究中心以及威奇托州立大學國家航空研究中心(NIAR)。ACC于2015年成立，包括NASA蘭利研究中心(LaRC)、FAA的休斯技術(shù)中心、波音、GE、洛克希德·馬丁、聯(lián)合技術(shù)公司，以及國家航空航天研究院(NIA)——ACC的集成方。
ACC旨在將更好的復合材料分析、設計和制造帶入工程實踐，幫助維持美國在航空制造中的領導地位。該聯(lián)盟由NASA成立，以支持先進復合材料項目，該計劃是NASA航空研究任務部先進航空器計劃的一部分。項目目標是面向復合材料飛行器，減少30%的產(chǎn)品開發(fā)和認證時間。
Collier研究公司總裁表示：“在面向飛行的結(jié)構(gòu)設計中減少重量，是航空航天工業(yè)增加復合材料使用的動力。這些先進材料比金屬的認證更復雜，使用自動化、綜合分析和設計-性能優(yōu)化，對于確保復合材料最有效使用和最高效飛行認證就十分關鍵，從研制的早期階段直到制造。”
公司將領導ACC的2項研究團隊：快速工具和面向制造的設計。公司表示：“快速工具很重要，因為絕大部分的飛行器設計開發(fā)和結(jié)構(gòu)認證分析涉及它們。設計成熟化過程跨越數(shù)年。縮短這一進度將對飛行器生產(chǎn)帶來巨大影響。面向制造的設計包括在分析和優(yōu)化設計階段，集成諸如機器人自動絲束鋪放(AFP)和固化工藝。將這些技術(shù)早期綜合并迭代，將幫助工程人員提升質(zhì)量和分層制造中的一致性，出現(xiàn)更少缺陷并使認證更順利。”
Collier研究公司的HyperSizer是NASA商業(yè)化的首款軟件。它用于許多美國航天項目并為飛行器制造商使用，包括斯普利特航空系統(tǒng)公司，為國防部聯(lián)合多用途技術(shù)驗證機(JMR TD)項目的貝爾V-280直升機原型設計了機身。
HyperSizer軟件
【延伸閱讀之一】NASA組建先進復合材料聯(lián)盟力促復合材料飛機發(fā)展
據(jù)復合材料世界2015年4月6日刊文，NASA正與五個組織合作開展一項研究計劃，將使用復合材料建造未來飛機：一款能展示出輕質(zhì)、高強特性的飛機。NASA選擇了國家航空航天研究所(NIA)來管理這個“先進復合材料聯(lián)盟”，該聯(lián)盟正致力于提升復合材料的研究與認證。
NIA將與聯(lián)盟保持聯(lián)絡，幫助管理成員研究項目的組織和財務問題。NIA還將作為二級成員派代表進入聯(lián)盟技術(shù)監(jiān)督委員會。聯(lián)盟其它成員還包括NASA先進復合材料項目，由蘭利研究中心管理;FAA;GE航空;洛馬航空公司;波音研究與技術(shù)部;聯(lián)合技術(shù)公司普惠團隊。
NASA組建這個聯(lián)盟是為了支持“先進復合材料項目”，該項目是NASA航空研究任務部“先進空中運輸項目”的一部分。項目目標是減少30%的產(chǎn)品研制和認證時間，加速復合材料應用于航空。一個由NASA、FAA和空軍研究實驗室專家組成的委員會評審了20個申請者，基于技術(shù)、意愿和成本分攤能力，以及政府機構(gòu)認證經(jīng)驗、技術(shù)領域和合作歷史，挑選了相關成員。
NASA航空研究任務部副主任Jaiwon Shin表示：“NASA承諾通過尖端研究與開發(fā)，使航空運輸發(fā)生轉(zhuǎn)型。這個合作伙伴關系將幫助我們更快地將優(yōu)質(zhì)復合材料投入使用，維持美國在航空制造方面的領導地位。”
【延伸閱讀之二】軟件加速未來直升機機身設計
著眼于未來，美國陸軍在2014年6月進行了“聯(lián)合多任務(JMR)”競爭，挑選下一代高速旋翼直升機。有兩型方案進入了技術(shù)開發(fā)(TD)階段：貝爾直升機公司的V-280“勇士”，西科斯基與波音聯(lián)合開發(fā)的SB-1“挑戰(zhàn)者”。
JMR-TD階段是國防部“未來垂直起飛(FVL)”項目的前者。FVL項目預算預計1000億美元，將在2030年后完成2000到4000架中級UH-60多用途和AH-64攻擊直升機的替換。
斯普利特航空系統(tǒng)公司基于V-22“魚鷹”的技術(shù)，設計了V-280的傾轉(zhuǎn)旋翼機身。這款多任務傾轉(zhuǎn)旋翼軍用飛行器具備垂直起降(VTOL)和短程起降(STOL)能力。美國海軍陸戰(zhàn)隊2007年開始部署，美國空軍2009年開始部署。
V-280機身原型
斯普利特在2015年9月公開了V-280的機身原型。設計和開發(fā)是在公司位于威奇托的原型工廠內(nèi)完成的。這款復合材料機身之后運到貝爾位于阿馬里洛的制造廠進行總裝。
通常，開發(fā)這種機身需要大約2年。不過，斯普利特的工程人員在HyperSizer設計軟件的幫助下，僅用了22個月就完成了任務。這是斯普利特首次與軟件供應商Collier合作。
Collier結(jié)構(gòu)工程師表示：“一架典型飛行器項目的設計分析循環(huán)需要在設計者(使用CAD軟件)和應力分析師之間進行許多迭代。這是一個非常費時的過程。”
HyperSizer將結(jié)構(gòu)尺寸確定與載荷分析過程自動化。內(nèi)建工具能夠在嚴酷的飛行、降落和地面載荷條件下，定義機身結(jié)構(gòu)對于強度、穩(wěn)定性、剛度、偏轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)限值的要求。
軟件還自動生成FAA認證所需的應力報告，消除了手動計算和制表的需要。這些報告中的相關數(shù)據(jù)可被檢查與審查，以證明機身的結(jié)構(gòu)良好性。
貝爾公司表示先進技術(shù)使V-280能在高速執(zhí)行大載荷的遠程機動。直升機的初始飛行預計在2017年下半年進行。公司的工程人員稱該飛行器可在2025年部署。
HyperSizer已為NASA和航空航天制造商使用，提升用復合材料或金屬材料制作的太空發(fā)射和其它飛行器的設計。據(jù)Collier公司稱，軟件平均可減少20%~40%的結(jié)構(gòu)重量。它還可用于風能、高鐵、汽車和造船工業(yè)。
最新的V7版本處理大型有限元模型以及數(shù)千優(yōu)化區(qū)域和載荷條件。復合材料層壓排序現(xiàn)在完全集成到尺寸確定優(yōu)化工作流過程中。還有新功能，如詳細應力報告和用戶定義的分析插件。
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