“你的整體設想很好,但是,半個月內完成首輪原理樣機測試,三個月完結課題,未免太過緊迫了。
你的方案當中,難點可一點不少,就那向量噴口陣列的響應頻率來說,要求是要達到毫秒級的,而我們現有的壓電作動器只有在實驗室條件下才能做到這個水平,裝機之後呢,振動、溫變、電磁干擾這些實際工況隨時都會都它造成影響,響應頻率和精度都會打折扣。
你的和樂控制框架在理論上對噴口響應精度有嚴格的上限要求,如果裝機後的實際精度達不到理論要求,渦墊的拓撲構型能不能在降級條件下保持穩定呢?你有沒有做冗餘設計呢?”
“此外,柔性鱗片蒙皮在跨音速氣流中的氣動彈性響應是非線性的,我們現有的氣動彈性模型在處理這種微納尺度鱗片陣列時還沒有經過驗證。
鱗片之間的氣動耦合會導致區域性顫振,這種顫振如果沿著鱗片陣列擴散,會直接破壞渦墊的全域性穩定性,你的框架又要如何處理鱗片陣列的多體氣動彈性耦合問題呢?”
“最後,渦墊構型在極端氣象條件下的拓撲切換,我看你的框架是用和樂群的軌道等價類來處理。
不過,軌道切換本身是一個非定常過程,切換過程中的瞬態氣動載荷峰值你有沒有做過估算呢?
如果瞬態載荷超過骨架材料的屈服極限,切換過程中飛行器會不會發生不可逆的結構損傷?
這些問題哪個都不簡單,而現在你要求的時間這麼緊迫,如果因為效率導致最後實驗出了問題,那可是得不償失的。”
他的話說完,會議室裡安靜得只能聽到牆上電子時鐘跳動的微弱電流聲。
白慶陽在航天科工工作了一輩子了,他熟悉這些東西就像熟悉自己的身體一樣,他提出的每個問題都精準地戳在了和樂渦墊框架從理論到工程落地的最關鍵環節上,很明顯是經過了細細的思考的,他的擔心也不無道理。
不過這些問題在肖宿看來,只是在摳細節而已,實在談不上什麼問題。
“你說的這些其實都不是問題,也沒擔心的必要。
和樂控制框架的核心不是控制每個噴口的絕對精度,而是控制噴口之間的相對相位關係,單個噴口的絕對精度即使下降百分之二十到三十,只要噴口陣列之間的相位關係保持鎖定,渦墊的全域性拓撲就不會失穩。
這套相位鎖定機制在論文的第三章第二節已經證明過了,它和材料逆向設計框架裡多組分合金的相穩定裕度用的是同一個數學構造。
至於你說的降級條件下冗餘設計,實際上就是論文第五章裡討論的容錯和樂軌道構造,當部分噴口失效時,系統自動將失效噴口從渦墊的全域性和樂群中剔除,用剩餘的噴口重新編織一套降級的渦墊構型。
這套容錯機制在控制系統設計裡已經預留好了。”
“而鱗片陣列的多體氣動彈性耦合,論文的第四章專門講了這個。
鱗片之間的氣動耦合在數學上是一個近場並矢格林函式的離散形式,和隱身衣超表面天線陣列的單元耦合是同一個數學結構。
我們之前做隱身衣的時候,用圖拉普拉斯譜分解處理過天線單元之間的電磁耦合,這個方法可以直接移植到鱗片陣列的氣動彈性耦合上。
具體做法是把所有鱗片看成一個圖模型的節點,鱗片之間的氣動耦合係數作為圖的邊權重,然後用圖拉普拉斯矩陣的特徵分解把整個耦合系統對映到模式空間。
在模式空間裡,耦合矩陣變成一個對角矩陣加一個稀疏的擾動項,求解複雜度從O(N3)降到O(N)。
這套方法在隱身衣專案裡已經經過了工程驗證,不存在未經檢驗的問題。”
“此外,你說的軌道切換過程中的瞬態氣動載荷峰值問題,這個在論文的附錄裡早就做過數值估算了。
軌道切換是一個沿和樂葉面的平滑滑移過程,渦墊的能量在滑移過程中會被連續地重新分配到不同的葉面上,瞬態載荷峰值的上限嚴格受和樂葉面的曲率約束。
只要骨架材料的屈服極限高於這個曲率約束給出的載荷上界,就不會發生不可逆損傷。
附錄裡針對現役航空鋁合金的載荷上界做過算例,而我們這次用的鈦鋁釩基複合材料,屈服極限是現役航空鋁合金的三倍以上,安全裕度完全足夠。
前期準備已經很充分了,三個月時間是完全寬裕的。”
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