圆的面积公式-betway体育注册

WAIV曲线。

优化技能。

STOVL计划完结分量与前史平均值的比较。

2004年4月,一场严重危机打断了洛马公司F-35战斗机项目进程——处于全尺度工程开展与制作阶段的短距起飞/笔直下降(Short Take-off and Vertical Landing,STOVL)型(即F-35B)的分量已超出估计近3000磅(1360千克)。空重每添加1千克就意味着该机笔直下降时的最大答应载荷削减1千克,超重1标签19.36吨将严重影响该机的带弹笔直下降才干,这是军方无法接受圆的面积公式-betway体育注册的。假如不能敏捷处理超重问题,整个F-35B项目可能会功败垂成。

SWAT分量攻关团队

洛马公司德克萨斯州沃斯堡工厂当即成立了一支由550名工程师组成的团队进行分量攻关,即“STOVL分量攻关团队”(STOVL 圆的面积公式-betway体育注册Weight Attack Team,SWAT)。整个团队由大约12名担任人辅导,每人担任自己的专业范畴(机身、使命体系、发动机等),阿特谢里丹被任命为领导人。SWAT团队首要环绕六个方针开展工作:

下降零燃油分量——评价发现,F-35圆的面积公式-betway体育注册B减重或推力性圆的面积公式-betway体育注册能改进2800磅(1270千克)左右才干修正笔直着陆带回载荷(Vertical Landing Bring Back,VLBB)功能。这需求对机身组件(如舱壁、承剪腹板、纵梁、支架圆的面积公式-betway体育注册、蒙皮和检修口盖)、机载体系组件(如起落架、飞翔操控、热办理体系、燃油)和使命体系组件(如航空电子机架、板卡、火控和挂载)进行分量优化。

想方设法减重——兼并减重/要挟数据库,加强分量奖赏计划,检查一切曾经的权衡决议计划。任何减重的构思,不管巨细都值得考虑。

下降所需燃油分量——经过优化阻力和气动功能来削减执行使命所需燃油,这样能够减轻飞机起飞分量,然后取得两个要害功能指标:较短的甲板短距起飞(Short Take Off,STO)和滑跃短距起飞间隔。

进步功能——优化短距起飞技能,优化笔直着陆操控余量,进步装置推力。

应战需求——整理内部需求、根本规矩和假定。优先考虑和量化联合合同标准(JCS)的影响。保护要害功能指标(KPP)并量化与根本规矩和假定相关的影响。

消除分量添加——减轻分量要挟,并将添加操控为零。本钱作为独立变量(CAIV)是一种通用的规划东西,有助于确认单个项目相对于其本钱的相对价值。CAIV曲线一般能显现哪些项目影响最小,收益最大。SWAT团队将CAIV概念用于分量,经过创立分量作为独立变量(WAIV)曲线,明确指出哪些权衡研讨项目具有最大的减重潜力而影响最小。最佳的WAIV项目被确认后,将指定小组快速施行。

SWAT团队快速举动以恢标签17复决心,一起要契合F-35项意图要害途径计划表,并坚持项意图四大支柱(经济可接受性、保证性、生存力、杀伤力),还要保证遵从严厉的改动办理进程。

SWAT团队对潜在的减重权衡研讨进行了分类和排序,进行了包括客户在内的全面跨团队和谐。一起,SWAT团队树立了两级决议计划委员会:SWAT技能和谐会(TCM)和归纳委员会(Multi-Board)。TCM担任和谐技能细节;归纳委员会则由多个单一委员会兼并而来,对工程改动、合同业务和商业问题负整体决议计划职责,一次就能决议是否选用工程师提出的减重主张,然后促进SWAT团队以更快的速度进行攻关。

结构减重

机体结构减重是考虑得最多的方面。经过500多个项意图研讨与施行,减重约2100磅(852.5千克)。研讨规模包括从紧固件更改到主传力途径更改,减重规模从1磅到100磅(0.45千克~45千克)以上都有。前机身改进包括蒙皮圆的面积公式-betway体育注册、紧固件、起落架附件以及F-35B、F-1油箱改动;中机身改进包括优化上蒙皮和油箱盖、油箱地板、升力电扇门驱动组织、龙骨梁以及兵器舱门标签20铰链配件;机翼改进包括更换上翼蒙皮、底座、舱壁、吊舱资料、紧固件和发动机滑轨;后机身改进包括纵梁、垂尾附件和F-5油箱;尾翼则优化了垂尾、平尾,并取消了垂尾中的通气圆的面积公式-betway体育注册油箱;全机则经过配件接头改进、操控面尺度改进取得减重作用。

在减重进程中,F-35首要选用了拓扑、形状和尺度优化等三种技能,如图所示。方框a)代表拓扑优化,确认传力途径,并沿着这些传力途径装备结构,意图是确认给定空间域内有限体积结构资料的最佳摆放方法,以最大化某些功能指标(如刚度)。方框b)代表形状优化,经过调整鸿沟界说、改动几许形状来改进某些功能指标。方框c)代表尺度优化,经过调整有限元特点卡上的输入值,改进分量功能指标。其间,首要运用厚度值作为规划变量,并经过根据梯度的算法减重。

F-35在零件级(如舱门铰链)、组件级(如舱门)、部件级(如发动机舱段)都应用了上述优化技能,并在整机级进行了配件接头、操控面尺度的优化,然后使结构减重取得了明显成效。

体系减重

机载体系。与机载体系有关的权衡研讨超越80项,减重约490磅(标签1222千克)。这些研讨包括技能晋级、资料修订、规划优化以及边沿剖析。

飞翔操控驱动的改进包括改动前缘襟翼驱动器,驱动器的储液器和阀门,以及电磁搅扰过滤器。电力体系的优化包括改动起动机/发电机、28V电池、电源面板、逆变器和配电单元。功率和热办理体系的改进首要是闭环体系结构和组件优化。起落架减重包括优化STOVL型前起落架和主起落架以及资料改动。液压和其他设备驱动的改进包括改动升力电扇进气道门驱动、地上保护泵、液压蓄能器、兵器舱门驱动以及资料。其他机载体系的改进包括对燃油体系油管、探头、阀门和泵的改进,以及线路优化。

使命体系。与使命体系相关的权衡研讨有40多个,大约减重100磅(45千克)。这些研讨包括架构改进、装置晋级、技能晋级、资料改动和规划老练。

传感器、处理器和通用组件的改进包括对机架、天线和对立办法装置的从头封装。飞翔员体系的改进包括优化座舱盖、座舱盖驱动器和弹射座椅。火力操控和改进包括对发射架的更改,以及为STOVL型发射架添加一起的适配器。

推动体系。添加推标签17力、进步功能的作用与减重相同。与推动体系有关的改进包括多个方面:对STOVL排气体系的改进减轻了分量,一起减小了后机身阻力。对辅佐进气道进口驱动体系进行从头封装,并对流道型面几许形状进行微调,使气流滑润,进步了压力康复。主发动机进气喉道面积添加了5%,在添加质量流量和改进进气道/发动机兼容性的一起,也使气流愈加滑润。

最首要的推动体系改进是滚转操控喷口。SWAT计划之前的短距起飞规划是使滚转操控喷口在起飞滑跑阶段继续喷发。改进办法则是在起飞初期封闭滚转操控喷口,经过主喷嘴增强轴向推力,然后答应飞机在滑跑前期树立起飞速度。在随后的起飞滑跑中,滚转操控喷口翻开,在飞机脱离甲板前供给滚转推力。这些推动体系的改进组合使悬停推力添加了大约700磅(317.5千克),并且因为削减了阻力和改进了巡航阶段燃油耗费,甲板短距起飞间隔削减了约100英尺(30.48米),飞翔半径扩展了约26英里(41.8千米)。

减重作用

仅仅在6个月内,超越600项规划更改被选用,减轻了大约2700磅(1225千克:结构2100磅、机载体系490磅、使命体系100磅),其间745磅(338千克)与根本规矩修订有关,别的推力添加了700磅(317.标签35千克)。很明显,SWAT计划带回了坚实的技能规划根底,成功康复了我们对F-35 STOVL型的决心,并为CTOL和CV型带来了明显的功能提高。

此外,需求认识到各型之间的彼此依赖性和通用性。在F-35标签5项目优先级上,CTOL先于STOVL,然后是CV型。SWAT计划施行后发生了改动,STOVL先于CTOL,最终是CV型。这一决议对整个项意图成功至关重要。经过将STOVL型放在首位,最困难的问题得以当即处理,在某些情况下还会发现一些处于等待中的不知道问题。次序改动使STOVL型得以更快地优化规划标签14,并且因为通用性和相似性,减重效果也被应用于CTOL和CV型上,使两者都成功减轻了约1300磅(590千克)。洛马高度评价了这次减严重作战,声称SWAT的尽力力挽F-35项目于狂澜。

分量办理

比减重更有应战性的是,跟着项意图推动,怎么使分量坚持下降。前史标明,一切飞机在项目布局和具体规划阶段都会添加分量,分量添加曲线到达8%或更多并不罕见。根据很多前史数据,美国海军深信分量添加曲线不太可能低于6%。但是,SWAT之后,F-35项目又施行了十分成功的分量办理计划,不只完结了3%的分量添加曲线,并且在体系研发与演示验证阶段添加了200磅(91千克,使命体系设备从方针分量从头划分到空重的成果)的情况下也做到了这一点。

完结成功的分量办理的一个要害点是树立质量特点数据库。质量数据是有用的分量办理体系的根底,F-35项目使用质量特点数据库作为权衡研讨成果的知识库(repository)。有了这些数据,经过平衡单位飞离本钱、执行时间和其他要素等进行分量剖析,然后快速有用地拟定权衡后的办理决议计划。在完结首架生产型飞机时,飞机实践分量与数据库经过约40000条记载得出的估值之间的差异仅为0.16%。因而,洛马公司的质量特点数据库被认为是当时最好、最强健的。

另一个要害点是施行分量奖赏计划(WIP)。在其施行的四年中,洛马公司、诺格公司、BAE体系公司和其他合同公司的职工提交了12140份定见,共检查了1148项定见,同意了855项。个人提出的减重计划从几盎司到超越70磅不等。职工们因计划被选用而取得奖金奖赏,供货商也相同经过合同遭到鼓励。

此外,与客户协作也至关重要。对规划更改的联合评价一般涉及到其他范畴的退让。政府/承包商每周举行联合会议对影响要素进行评价,决议同意或不同意。政府与职业团队都专心于减重,一起灌注决心,并齐心协力取得成功。

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