AFRL支持雷鸟与航空航天科技

0
2205
MAJ。雷霆队第4号雷霆队,出租车在Dayton-Vectren Airshow期间的F-16d 2019年6月22日。从他们的G-Sirs到飞行员穿的定制耳机到F-16的透明泡罩,飞行-By-Wire飞行控制和飞行员/车辆界面,AFRL Technologies随着他们在航空中执行的雷鸟。 (空军照片富裕奥里兹)
广告

美国空军雷霆伯爵在2019年6月22日至23日的Vectren Dayton Air展中提供了令人敬畏的智慧表演,迷人的年轻和旧的空中动作和技巧令人印象深刻的技巧。

虽然这些大胆的飞行员和他们令人印象深刻的飞机是展会的明星,空军研究实验室技术发挥了支持作用,使得通过科学和工程奇迹成为可能的景观。

弥补着名示范中队的六个美国空军战斗机飞行员带来了多年的飞行训练,熟练的船员维持他们飞的F-16。据雷鸟公共事务队称,平均日包括每架飞机3小时的维护和飞行前检查,以及在飞机返回飞行线后的三小时工作。

然而,随着飞行员的技能和飞机技术人员的奉献精神和专业知识以及科学技术也是使因素。全年,AFRL科学家和工程师已经研究和开发出许多技术转变为Thunderbirds F-16飞机和设备的技术。

正如技术通过在飞行员进入战斗时的优势时,AFRL在与尖端航空航天科技的支持下,AFRL也使“飞行”不公平。

MAJ。林林林林林4,佩戴衰减定制通信耳机系统(ACCES®),这是由2000年代的人类性能翼研究和开发的技术。 (礼貌照片)

从G-Sirs到飞行员穿的定制耳机到F-16的透明泡罩,飞行线飞行控制和飞行员/车界面,AFRL Technologies伴随着世界各地的Thunderbirds,他们在空气演出中执行。

Thunderbirds落在6月20日顿国际机场,开始为航空展的准备工作。根据雷鸟的公共事务人员,该团队抵达了该地区的研究区域,确定地理参考,并将他们的演习尽可能靠近展示中心。

MAJ。林林,雷霆队第4号,解释了技术如何帮助着名的空中示范团队以绝对精度进行复杂的演习。

作为插槽飞行员,他飞到了1号飞机的后方,两个僚机之间。在以前的季节中,他飞为对立和牵引独奏飞行员,表演演习,展示了F-16飞机的极端能力。

在成为雷鸟之前,Collins曾担任Eglin空军基地的F-16运营试验和评估讲师飞行员,佛罗里达州。自从他爸爸曾担任飞机维护官,柯林斯在世界各地的军事基地生活。成长,他喜欢看到战斗机飞行飞行。

“我总是认为这将是世界上最酷的事情,”他说。

今天,柯林斯在他的第三个赛季与团队说道,他兴奋不安地生活在他的梦中。

杰森·柯蒂斯,然后雷鸟5,在美国空军纹身练习天桥前唐衣服,2015年9月17日,在联合基地安德鲁斯,MD。(空军照片由高级飞行员Jason Couillard)

定制通信耳机
在飞行期间,飞行员遇到各种元素,包括高于130分贝的恒定噪声,损坏,破坏性水平,相当于火灾报警。 John A. Hall来自AFRL的听力学家解释说,这种噪音来自发动机,驾驶舱内的冷却风扇和通信无线电信号。

为了保护他们的耳朵并增强通信,雷鸟和数千个其他飞行员佩戴衰减定制通信耳机系统(Acces®)。 AFRL Historian Kevin Rusnak表示,人类效力总局现在在2000年代的第711次人类绩效翼(HPW)的一部分,研究和开发了这项技术。

Acces®通过结合被动声音衰减有效地减少了极端噪声水平。由于耳机正式形成耳道,因此它可以像F-16一样阻挡从战斗机的高频噪声。

“不同的技术在不同的频段工作,这个系统在大多数发动机和通信信号的中高频率中具有一个非常好的结果,其中大部分发动机和通信信号都是一个问题,”开发这项技术的听力学家霍尔说。

为了将技术带到市场,AFRL与威斯通Laboratories,Inc。签订合作研发协议,该协议是听力医疗产品提供商提供商。由硅胶制成,这些耳机含有专门的电子和语音通信电缆。耳机内的微小扬声器将通信信号直接传输到耳道中。

“这相当于一种更强大的,清晰的无线电通信信号,该信号为用户提供了增加的清晰度和更高的语音可懂度,”Hall解释说。
柯林斯透露,六个雷鸟中的五个使用Acces®耳机。

“耳机会如此深刻,他们的工作很好,”他说。 “他们感觉很棒。你甚至不知道他们在那里。“

为了创造一个完美的契合,大厅开发了一种过程,其中听力学家或训练有素的生理学家采用耳朵的定制模具,以确保更安全。根据研究,将耳塞放在耳道的第二弯处,使得最大的降噪水平降低。

“要做第二弯配,需要定制拟合;否则,用户可以体验不适,“大厅说。

如果没有这种保护,那么雷鸟等飞行员就会冒着永久性听力损失。大厅还表示,由于误解的无线电传输,短期听力损失可能导致严重错误。

Alisha Helberg的Alisha Helberg介绍威斯通实验室,Inc。的所有空军物资指挥飞机操作系统Acces®

G-Sirs.
虽然定制耳机保护他们的听到能力,抗重力套装(G-SITS)帮助飞行员克服快速加速和引力力的生理效果,通常称为G力。 Thunderbirds穿着先进的技术防胎(Atags),这是一种加压诉讼,即人类效力总局(Brooks空军基地,德克萨斯州),现在是Afrl的第711号HPW的一部分,在20世纪90年代初研究和开发。

劳埃德·特里普博士,航空航天生理学家博士解释说,当战斗机飞行员执行转动的操纵时,它们会产生高G加速,从而迫使血液远离头部到下肢。 G-SITS将血液推回到身体的上部,并防止它在飞行员的手臂和腿上汇集。

ATAGS是一种装配的裤状衣服,带有膀胱填充空气以将压力施加到下半身。

柯林斯比较了坐着的atags来“穿上一双牛仔裤”。

“旧的G-Sirs只是部分覆盖范围,”他说。 “这些新的是全面的覆盖范围。”

Collins断言Atags“真的有助于帮助”,他描述了新的技术与旧技术之间的差异为“明显”。

“你仍然有g-train。他仍然存在额外的人类部分,但我们能够提取额外的g,g和一半(用atags),“他解释说。

由于雷鸟执行一系列大胆的空中动作,因此它们经历高达9GS的G力,这相当于重力的九倍。因此,在9G操纵期间,180磅磅的飞行员重量约为1,600磅。

当G力存在时,ATAGS会自动充气,挤压飞行员的腿和腹部,以最小化从头到下半身冲向下半身的血液量。

“将血液[流动]返回心脏为头部提供了增加的血压,这导致耐受较高的G耐受性和更好的G-uneurance,”Sharerts Tripp。

“人体部分”是指G - 应变机动。当Collins加速到转弯时,他使用一种称为钩子呼吸的技术。他从深呼吸开始,然后是“k”的声音,每三秒钟短暂,快速呼吸。该技术有助于将血液推回脑。

Collins还合同他的腿部,臂和腹部肌肉,以增加他的血压并支持血液流动。

凯文价格是前F-16先导,解释说,飞行员应变作为他们在开始执行陡峭的转弯之前遇到GS的功能。

每年,雷鸟在大约75个节目中执行,并且飞行员在每个演示中执行大约30个操纵。 F-16S可以以每小时大于700英里的速度飞,速度为29,000磅。

Thunderbirds Figure Commander中尉凯文沃尔什·凯文沃尔什(Kevin Walsh),将球队的例行与航空周杂志采访中的运动赛事相比。

“我们将飞机穿过缠绕成年人,拉动GS并展示演习,以展示F-16 [和飞行]可以做些什么,”他说。

Tripp解释说,Atags通过增强G-uneurance和降低物理疲劳来使雷鸟有益于雷鸟,这相当于在空中示范期间提高安全性。

飞机透明胶片
虽然Collins欣赏F-16的能力,但他也将其描述为“美妙的飞机飞。” He asserts that, “泡罩冠层可能是最好的部分” of the aircraft.

柯林斯引用了这一点“visibility”而令人难以置信的观点飞行员的周围环境是他的(或她)的环境。事实上,F-16以其360度的驾驶舱畅通无阻地闻名。

“你坐在高位倾斜一点点,你有这个泡沫覆盖器,只有你的办公室景观每一天,这真是太棒了,” he says.

回到20世纪70年代中期,飞行动态实验室(FDL),现在是AFRL的航空航天系统的一部分,开发了F-16冠层的设计,结构和材料,驾驶舱内的透明外壳。根据Rusnak的说法,鸟类罢工的风险是这项工作的驱动因素。

为了设计一类新的高能量,抗冲击塑料挡风玻璃和檐篷,工程师研究了透明材料并修改了各种类型的飞机的结构。在20世纪70年代后期,F-16成为第一件用于一体式泡罩的战斗机,这是一款由聚碳酸酯制成的复杂形状,来自AFRL的迈克工程师。

在20世纪80年代,AFRL领导了多种设计改进,增强了树冠的耐用性,以确保它能够承受鸟类罢工中产生的能量。然后,在20世纪90年代初,工程师使用代顿研究所大学开发的代码分析了20个新的树冠设计。之后,格兰说,一支工程师团队建造了最佳设计。

“测试是昂贵的,所以如果你在电脑上做所有的设计迭代,那么你可以节省很多钱,”他解释道。

Gran揭示了物理测试证明,树冠可以承受高达540结的鸟类(大约621英里/小时)。今天的F-16融合了这个设计。

2019年5月,AFRL的设计在于在美国空军学院毕业典礼上的团队的天桥之后,当一只鸟类击中了一个雷鸟时,这是测试的。在飞行员登陆后,GRAN表示,维护人员检查了飞机的树冠,框架和附件,然后与工程师一起使用,以认为F-16安全飞行。

在2018年照片,Maj。惠特柯林斯在F-16的驾驶舱内,第一架空气飞机设计,采用逐线飞行控制。该系统使用计算机生成的信号将导频的命令传输到飞行控制表面。飞行动力学实验室,现在是AFRL航空航天系统的一部分,开发了这项技术,将飞行员与机身集成在一起,从而创造了一个高度响应和有效的单位。 (礼貌照片)

飞行控制系统
虽然树冠围绕驾驶舱,但飞行控制系统将飞行员与机身集成,从而创建了高度响应和有效的单位。 F-16是第一架空气飞机,采用循环飞行控制。

柯林斯解释说,由于“F-16被动态地建造不稳定,因此在没有飞行控制系统的帮助下飞行是非常困难的。”

Rusnak解释说,这种不稳定性是必要的,因为它允许飞机能够快速响应导频控制输入。

“这就是让喷气式机动的原因,以及我们如何紧紧转动,”柯林斯说。

Fly-By-Wire-Technology使用计算机生成的信号,该信号将导频的命令传输到飞行控制表面而不是旧的机械系统中使用的推杆,钟曲柄,连杆电缆。通过逐线,一系列传感器,计算机,选择器,传感器和逆变器共同产生音调,卷和偏航速率。

根据Rusnak的说法,Flight Dynamics Laboratory的一部分是AFRL AeroSpace Systems Limiters的一部分,开发了这项技术,并在B-47和后来的模拟飞行逐线控制系统上展示了F-4。然后,在20世纪70年代末和20世纪80年代初,在受控配置的车辆和先进战斗机技术集成F-16节目中,一支工程师团队开发了一种数字飞行控制系统来取代原始模拟。

柯林斯解释说“计算机进行计算并帮助飞机飞行,所以如果你从1G到9GS,就可以一直在那里顺利骑行。”

“计算机执行了[我们]的输入,这为我们提供了我们能够飞行的精度,“他说。

通过侧杆控制器,Collins将信号发送到飞行控制表面,然后计算机不断调整这些输入以实现级别飞行中的稳定性。侧棒控制器在高G-Force Maneuvers期间提供了简单准确的控制。

Rusnak解释说,F-16的驾驶舱是符合人体工程学设计的,以确保先导/车辆接口以最有效的方式运行,
“动力节流阀和棍棒很棒,”柯林斯说。他解释说,“如果你在飞行的时候拍摄我的手,那么它看起来像是在玩某种乐器。”

“我在飞行时我需要做的事情,我可以在不把我的手中脱掉”油门和棍子。

“在飞行F-16岁后12年后,我只知道该怎么做,”他说。

广告