美國空軍用3D打印尼龍附件模擬冰測試全球鷹無人機(jī)
美國全球鷹無人機(jī)由諾斯羅普·格魯曼（Northrop Grumman）公司研制，號稱目前（2013年）美空軍乃至全世界最先進(jìn)的無人機(jī)，也是世界上飛行時間最長、距離最遠(yuǎn)、高度最高的無人機(jī)。由于經(jīng)常在高空飛行，因此這種無人機(jī)不可避免地在某些特定的氣候下其機(jī)身會在表面結(jié)冰，從而增加其重量和空氣阻力，降低飛機(jī)的性能。
尤其是那些位于8000英尺至22000英尺高空的云團(tuán)，是全球鷹在飛行時需要特別關(guān)注的，美軍Global Vigilance聯(lián)合測試部隊（CTF）的項目工程師Jonny Kim如是說。據(jù)該聯(lián)合測試部隊的試飛員Ryan Finlayson少校稱，全球鷹在向上或者向下穿過這些云團(tuán)的5分鐘內(nèi)其機(jī)身就會結(jié)冰。
為了保證這些因素不會對全球鷹產(chǎn)生負(fù)面作用，聯(lián)合測試部隊成員正在以特殊的方式對其進(jìn)行測試。不過，他們并沒有等到天氣條件合適，有符合要求的云層形成之后再進(jìn)行測試，而是使用3D打印技術(shù)制造的尼龍附件來模擬全球鷹在上升和下降過程中形成的冰。
“這是在愛德華茲空軍基地的第一款這種類型的測試無人機(jī)。在此之前沒有任何項目或者測試部隊會以這種方式完成結(jié)冰測試。”Global Vigilance聯(lián)合測試部隊的指揮官Cory Naddy說。并稱由于這種特殊的測試技術(shù)加上測試對象是無人機(jī)，使得這種測試具有比較高的風(fēng)險，需要測試部隊在幕后付出重大努力
“我們實際上要讓飛機(jī)起飛時在其機(jī)翼和尾巴上放上一些等同于輕微毛冰的東西。”Naddy說。“從飛機(jī)升空的那一刻起，我們就在一個未經(jīng)驗證的環(huán)境里操作，這其中很多風(fēng)險因素都會起作用。
這位指揮官解釋說他們有模型進(jìn)行預(yù)測，但僅此而已。“由于團(tuán)隊的充分準(zhǔn)備，這些模型有點保守了，飛機(jī)表現(xiàn)的比我們預(yù)期得更好。”Naddy說。
作為項目工程師，Kim是試飛領(lǐng)域的新兵。“這是我第一個真正的工作。”他說。“我剛從波莫納加州理工大學(xué)（Cal Poly Pomona）畢業(yè)就來到了這個項目。”由于相當(dāng)缺乏經(jīng)驗，他不得不通過以前的研究了解飛機(jī)表面結(jié)冰的機(jī)理。“美國宇航局和諾斯羅普公司的報告和分析是很好的資源，給了我很大的幫助。”
他們用3D打印制成的這些附件會被裝到全球鷹翅膀和尾翼的前緣上。
在飛機(jī)真正試飛之前，測試團(tuán)隊會先根據(jù)其形狀制作出一個模型并進(jìn)行風(fēng)度測試。由于全球鷹是無人機(jī)，因此飛行測試的精度就變得更重要。“我們必須第一次就搞定它。”Finlayson說：“（全球鷹）飛行員能控制很多東西，但畢竟不是在飛機(jī)上控制。”
一旦完成了地面測試，測試部隊就開始準(zhǔn)備實際的飛行測試了。全球鷹需要帶著不同的油量飛行，首先是中等油量，然后再帶著更多的油量進(jìn)行兩次飛行。“我們從低海拔地區(qū)開始，然后逐步提升海拔，并進(jìn)行測試。”Finlayson少校稱，“我們已經(jīng)證明，這架飛機(jī)如果加上了一小塊冰仍然可以飛行。”
Kim稱這個項目的進(jìn)行需要大量的團(tuán)隊協(xié)作，其它參與該項目的機(jī)構(gòu)包括全球鷹系統(tǒng)項目辦公室、諾斯羅普·格魯曼公司、美國空軍安全測試中心和很多的技術(shù)專家。
據(jù)天工社了解，這塊模擬的冰是利用一種被稱為選擇性激光燒結(jié)（SLS）的技術(shù)3D打印而成的。Kim稱該技術(shù)使用一個粉末床、一個激光器來燒結(jié)固化粉末從而創(chuàng)建形狀，可以燒結(jié)的材料包括金屬、玻璃和尼龍等。“SLS工藝可以在沒有支撐結(jié)構(gòu)的情況下生成復(fù)雜的幾何形狀，制造出具有氣密性和水密性、耐高溫和高強(qiáng)度的零部件。這種生產(chǎn)工業(yè)很節(jié)省時間和金錢。”Kim說。
圖源：3ders.org
(責(zé)任編輯：admin)
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