W dynamicznej sferze projektowania samolotów osiągi i bezpieczeństwo pozostają najważniejsze. Testowanie drgań naziemnych (GVT) jest istotnym etapem procesu certyfikacji samolotu i weryfikacji jego stabilności aeroelastycznej. Jednak przeprowadzenie tego testu modalnego na pełnowymiarowym samolocie pod presją czasu może być wyzwaniem dla zespołów testujących. Firma Siemens zorganizowała niedawno kurs mistrzowski, aby wyjaśnić wszystkie etapy kampanii testów drgań naziemnych i podkreślić najnowocześniejsze technologie i najlepsze praktyki, aby poradzić sobie z tym testem z pewnością i najwyższą wydajnością.
Demonstracje na żywo na pełnowymiarowym samolocie F-16: od teorii do praktycznego zastosowania
Kurs mistrzowski, w którym wzięło udział ponad 40 uczestników reprezentujących różne firmy i kraje, zgromadził ekspertów lotniczych i liderów branży. Branża lotnicza była dobrze reprezentowana przez takie firmy jak Airbus, Lilium, Hellenic Air Force oraz inne komercyjne i wojskowe firmy lotnicze. Kompleksowy program wydarzenia obejmował spektrum tematów, od teoretycznych dyskusji na temat dynamiki strukturalnej po demonstracje na żywo procedur GVT na rzeczywistym samolocie.
W ciągu czterech dni klasa mistrzowska przedstawiła zintegrowane podejście do przygotowania testów, testów modalnych, analizy modalnej, korelacji modeli numerycznych, aktualizacji modeli i eksploatacji modeli. Obecność pełnowymiarowego samolotu F-16 jako punktu centralnego nadała kursowi mistrzowskiemu namacalny i znaczący wymiar. Praktyczne aspekty, takie jak zawieszenie samolotu, oprzyrządowanie lub wzbudzanie wstrząsarki przy użyciu pseudolosoweszczegółowo omówiono techniki rezonansu sinusoidalnego lub fazowego. Najnowocześniejsze algorytmy dopasowania krzywej modalnej, takie jak Polymax lub Estymacja modelu modalnego metodą największej wiarygodności (MLMM) zostały również przedstawione i wykorzystane do przetwarzania funkcji odpowiedzi częstotliwościowej (FRF) uzyskanych na samolocie F-16.
Szczególnymi momentami były liczne, angażujące dyskusje panelowe z udziałem ekspertów z branży i środowiska akademickiego, którzy podzielili się spostrzeżeniami na temat wyzwań związanych z tak krytycznymi testami certyfikacyjnymi i najnowszymi osiągnięciami w dziedzinie testów lotniczych.
Wśród zaproszonych prelegentów GVT Masterclass Europe 2023, obok ekspertów firmy Siemens, znaleźli się:
- Wim Doeland, ekspert ds. konstrukcji w Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA)
- Julian Sinske, Team Lead Structural Dynamics Testing w DLR, German Aerospace Center
- Jonathan Cooper, ekspert ds. aerostruktur i aerosprężystości oraz profesor na Uniwersytecie w Bristolu, Wielka Brytania
- Gaetan Kerschen, profesor inżynierii lotniczej i kosmicznej na Uniwersytecie w Liège, Belgia
Zajęcia praktyczne: nauka przez działanie
Nie ma lepszego sposobu na naukę niż samodzielne wykonanie testu. Podczas zajęć praktycznych zaplanowanych na każdy dzień kursu mistrzowskiego, uczestnicy zostali podzieleni na małe grupy i samodzielnie przeprowadzili całą sekwencję testów. Skalowane modele samolotów pozwoliły uczestnikom przećwiczyć różne etapy testu, od sprawdzenia oprzyrządowania po faktyczne zbieranie i analizę danych z różnymi typami sygnałów wzbudzających.
Wyjątkowa okazja do nauki i nawiązywania kontaktów
Jednym z nieocenionych aspektów kursu mistrzowskiego była możliwość nawiązania kontaktów z osobami o podobnych poglądach. Zarówno podczas sesji przerywnikowych, lunchów, jak i nieformalnych sesji networkingowych, uczestnicy mieli wiele okazji do wymiany pomysłów i nawiązywania nowych kontaktów.
Oprócz spotkań z rówieśnikami z różnych krajów i różnych firm lotniczych, uczestnicy wymieniali się również doświadczeniami z ekspertami z firmy Siemens i zaproszonymi prelegentami z branży i świata akademickiego. Obecność przedstawicieli firm PRODERA, PCB Piezotronics, Sandow Technic i Fabreeka pozwoliła uczestnikom zapoznać się z najnowszymi czujnikami, wytrząsarkami modalnymi i technologiami zawieszenia samolotów.
Informacje zwrotne od uczestników wyrażały ogromne uznanie dla dogłębnej i szerokiej wiedzy, którą podzielili się eksperci firmy Siemens i zaproszeni prelegenci. Uczestnicy uznali kurs mistrzowski nie tylko za pouczający, ale także za instrumentalny w poszerzaniu ich wiedzy na temat testów drgań gruntu. Dowiedzenie się, jak uniknąć typowych błędów w takich testach modalnych na dużą skalę, uzyskanie wglądu w najnowsze techniki wzbudzania i przetwarzania oraz zrozumienie, w jaki sposób zebrane dane pasują do połączonego cyfrowego wątku weryfikacji i certyfikacji, były jednymi z kluczowych wniosków z zajęć. Wiele osób podkreślało idealną równowagę między prezentacjami teoretycznymi i demonstracjami na żywo na pełnowymiarowym samolocie, a następnie praktycznymi sesjami praktycznymi. Jeden z uczestników zauważył:
Demonstracje na żywo zmieniły zasady gry. Czytanie o tych procesach to jedno, ale obserwowanie ich w akcji na pełnowymiarowym samolocie było naprawdę otwierające oczy.
Pewna obsługa kolejnych kampanii GVT
Zapewniając częstotliwości rezonansowe, kształty modów, współczynniki tłumienia i skalowania na rzeczywistym samolocie przed pierwszym lotem, testy drgań naziemnych są niezbędnym krokiem w procesie weryfikacji i certyfikacji samolotu. Upewnienie się, że dane są mierzone dokładnie i terminowo, może być sporym wyzwaniem dla zaangażowanych zespołów inżynieryjnych. Ten czterodniowy kurs mistrzowski GVT pozwolił na podkreślenie najnowocześniejszych technik dostępnych do obsługi tego testu z pewnością, przechodząc przez cały proces od przygotowania pomiaru do gromadzenia danych, przetwarzania i raportowania.
Po zakończeniu kursu mistrzowskiego powietrze wypełniło poczucie spełnienia i inspiracji. Uczestnicy wyszli wyposażeni w nowe umiejętności, świeże perspektywy i nowe kontakty w swojej branży, czując się wzmocnieni na kolejne kampanie GVT.
Siemens pozostaje zaangażowany w przesuwanie granic tego, co jest możliwe w testowaniu samolotów. Wydarzenie to jest również okazją dla naszych zespołów badawczych do eksperymentowania z innowacyjnymi technikami na pełnowymiarowym oprzyrządowanym samolocie. Powiększenie ruchu wideo jest przykładem takich technik, które mogą przynieść cenne spostrzeżenia w testowaniu modalnym dużych struktur. Dzięki zastosowaniu kamery o wysokiej rozdzielczości podczas wzbudzania struktury, drobne wibracje są wzmacniane, a deformacja struktury dla określonego kształtu modów staje się wyraźnie widoczna.