JMP在喷气战斗机研发中的应用

2015-03-12 15:26:16来源: EEWORLD

    洛克希德马丁公司的工程师运用统计方法降低飞机起飞噪声

    挑战 :优化战斗机的起飞参数设定,降低飞机噪音。

    解决方案:洛克希德马丁的系统工程师使用JMP®的多种工具优化起飞参数。

    效果 :洛克希德马丁的降噪研究项目赢得了工程师理事会杰出工程成就奖。

    如果您曾经站在一架喷气式战斗机的跑道边或住在空军基地的附近––您会意识到埃利奥特的工作的重要性。

    埃利奥特在美国得克萨斯州沃斯堡市的洛克希德·马丁航天公司工作,作为一个概念设计组的系统工程师,帮助优化飞机设计。团队的大部分工作是在飞机研发的早 期阶段,但一旦飞机研发完成,另一个重要任务就是通过研究确定飞机的使用方法来提高其性能。团队的主要客户是军事机构。

    2011,埃利奥特和她的同事凭借对减少战斗机噪音周边居民影响的研究获得由工程师协会颁发的杰出工程成就奖,这是一国家级的工程奖。来自SAS®公司统计发现软件JMP帮助研究人员评估研究战斗机的飞行模式,在项目中发挥了至关重要的作用。

    运用JMP的快速刻画器发展技术(RPDM),不仅能快速得到准确的结果,而且能激发创造性的解决方案。

    JMP的等高线刻画器根据模型展示出调节两个因素能满足多个响应条件的可行性区域。

    埃利奥特说:“这一方法的发展使我们能够迅速改变飞机的飞行状态参数,然后看看对社区噪音产生的影响。”

    将数据转换为可以理解的信息

    飞机的噪声不仅令人感到烦恼,它也会影响房屋的价值。解决这个问题有助于军队与近邻保持良好关系。洛克希德马丁公司的团队在特定的空军基地针对各种类型飞 机进行研究,探索最佳的“起飞模式”来减少对社区产生噪音,于此同时综合评价飞行员对飞行安全问题。在过程中也需考虑飞机其它性能,比如起飞距离和爬上 率。JMP的回归方程是与美国空军和美国联邦航空管理局的计算机程序连接的,从而计算噪声水平,来确定飞行模式变更的降噪潜力。

    通过图形刻画器的模拟功能能够得到最有效的飞行模式设定,飞行员然后根据分析结果进行实际验证。这种方法被运用于对F-35研发过程,当然适用于任何传统的飞机,如洛克希德马丁的F-16。

    该小组的研究表明,调整功率设置、爬升角度和其他参数都可以显着降低音量。埃利奥特运用JMP使研究的过程更迅速和有效。她说她的主要任务是“将数据转化为理解的信息和帮助做出更好的决策。”

    图形刻画器展示了因子变化与响应之间的关系

    从分析结果看,她的团队可以通过图形刻画器中飞机噪声与飞行模式设定之间的曲线找到改变飞行模式设定的方法。埃利奥特说:“我们可以在图形刻画器中调整飞 行参数,就能立即看到噪音变化效果,在JMP中这个过程更快和更容易,只需要用鼠标在图形刻画器中拖动相应的飞行模式设定。这不仅减少人工输入的错误,而 且我们可以在几秒钟内完成过去需要几小时或几天的工作。”

    此外,JMP会将分析过程和结果自动保存成脚本,不需要任何编码就可以被更多人使用。
 

    优化设计

    埃利奥特还在设计的早期阶段运用JMP。

    飞机的最初设计完成后,工程师们设计实验进行多学科设计优化(MDO),以确定设计变量的最佳组合。他们评估改变飞机的机翼的长度或类型对性能,成本或任何其他方面的影响。

    埃利奥特使用JMP中先进的功能设计实验(DOE)对可能的组合因子设置探索,得到实验数据后在JMP中进行分析。图形刻画器中可以看到不同的要求下应该 如何调整优化飞机的设定参数,同时还能观察到不同设定参数间的相互影响。比如为了让飞机的续航能力提高需要限定了飞机的重量,把重量最小要求输入JMP, 软件就能在数百种不同的设计类型,不同长度,不同角度等因素中找到最佳的设定。

    JMP拟合模型平台对实验数据进行分析

    最终,通过JMP的分析平台得到了飞行器的优化设计。

    “更值得一提的是,如果有人回来,说他们想作出一些调整,也许他们希望它能够旅行远一点。我不需要回去并重新运行一切,我只需在JMP的分析结果中修改约束条件就能得到新的优化方案。”

    当变量特别多的时候,为飞机的设计埃利奥特需要从方程中消除影响小的变量。她利用JMP的逐步回归确定哪些变量是重要的,将其考虑包含在一个设计参数方程。

    埃利奥特还在继续学习JMP的新的应用。她正在探索软件的最新增强功能,如图形生成器拖放的功能、质量和可靠性数据分析、实验设计的有效性评估、交互的模型比较以及创建定制的应用等。

    埃利奥特说:“JMP帮助我进行实验设计,并能更有效地利用我的数据和时间。”

 

关键字:JMP

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2015/0312/article_10153.html
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