直升机和 eVTOL 涡旋环态恢复技术的表征和评估测试
涡旋环状态是一种危险现象，可导致直升机和 eVTOL 在下降过程中失去控制。了解达索系统如何在解决此问题方面发挥关键作用。
今天，我们将深入探讨一个引人入胜的技术主题：测试和评估减轻直升机涡流现象的技术。
几十年来，直升机世界涡流现象的表征和评价一直是一个主要课题。为什么？因为它仍然被误解。
什么是直升机中的涡流现象？
涡流现象，或者更准确地说是涡流环态，发生在直升机过快地下降到自己的下降气流中，即被旋翼推下沉的湍流空气。这会在转子叶片周围形成一个环形涡流图案，导致突然而剧烈的升力损失。从本质上讲，直升机开始沉入由自身叶片产生的漩涡中。
这种现象可能非常危险。随着直升机继续下降，旋翼产生的升力减小，直升机可能会进入不受控制的下降。飞行员的控制效率经常会显著降低，如果不及时管理，可能会导致事故。了解和预防这种情况对于确保直升机安全运行至关重要。
减轻涡流现象的技术
缓解涡环状态涉及使用特定的飞行机动和操作策略来避免进入该状态或有效地从该状态中恢复。以下是飞行员可以用来避免、逃脱和从涡流环中恢复的一些关键技术：
避免：飞行员经过培训，可以识别可能导致涡流环状态的条件，例如在低前进空速下的高下降率。通过在下降过程中保持稳定的前进空速，飞行员可以防止直升机下降到自己的下降气流中。
受控下降：当需要快速下降时，应以前向空速进行。这有助于确保转子叶片移动到清洁空气中，防止形成涡流。
恢复操作：如果直升机确实进入了涡环状态，飞行员可以使用特定的恢复技术。一种常见的方法是向前推动循环以增加空速并降低下降速率，从而有效地飞出涡流。另一种技术是谨慎地增加集体俯仰，以降低下降速度，同时保持控制。
操作程序：遵循标准操作程序，例如限制快速下降速率和保持足够的前进速度，也有助于避免出现涡环状态。
研究和测试过程调查了不同的机动如何影响直升机从 VRS 中恢复的能力。通过模拟和测试各种技术，我们旨在深入了解它们在实际条件下的实际效果。这确保了飞行员在面对 VRS 时有可靠的方法可以采用，从而有可能防止在着陆或悬停等关键阶段发生事故。
这些测试是如何进行的？
计算机模拟：在飞行测试之前，计算机模拟对漩涡的行为和不同飞行技术的影响进行建模。
飞行测试：经验丰富的飞行员在受控条件下测试各种机动，以观察它们对涡流的影响。
仪表：直升机配备了传感器来测量漩涡的强度和方向。
数据分析：分析收集的数据以评估测试技术的有效性。
这种结构化的测试方法确保了对恢复技术的全面评估，有助于为飞行员在飞行过程中遇到涡环状态制定最佳实践。
达索系统在解决涡旋环状态方面的作用
VRS 的问题并非直升机所独有;eVTOL（电动垂直起降飞机）面临同样的风险。这两种类型的飞机都依赖于旋翼或螺旋桨产生的垂直升力，并且在垂直下降过程中都会遇到 VRS。由于 eVTOL 专为城市空中交通（例如空中出租车）而设计，因此它们将经常在高起飞和着陆频率的狭窄空域运行。这些条件增加了进入 VRS 的可能性，这使得 eVTOL 必须像直升机一样拥有有效的 VRS 恢复技术。
事实上，随着 eVTOL 被设想得更广泛商业用途，他们的飞行员（或自主系统）将需要管理 VRS，以确保乘客在交通繁忙的城市空域的安全。
随着对自主飞行系统的日益关注，解决 VRS 问题变得更加重要，因为这些系统必须能够在没有人工干预的情况下检测空气动力学问题并从中恢复。
因此，随着航空航天业将 eVTOL 集成到日常运输网络中，解决这些空气动力学问题的需求变得更加紧迫。
达索系统，通过我们的高级建模和仿真软件可以在改进这些技术方面发挥关键作用。
建模和仿真
CATIA：支持对直升机及其组件进行详细建模，从而促进结构和空气动力学分析。
SIMULIA（模拟）：用于模拟流体动力学并分析直升机周围的涡流行为。
ENOVIA：帮助管理开发、测试和分析团队之间的数据和协作。
分析和优化
数据科学：利用数据分析来优化机动和飞行技术。
人工智能：实施 AI 来预测涡流行为并提出实时调整建议。
结论
涡环状态 （VRS） 是直升机和 eVTOL 的一个关键问题，在下降过程中可能会失去控制。通过模拟、飞行测试和数据分析来评估回收技术对于确保安全至关重要。随着 eVTOL 变得越来越普遍，解决 VRS 问题变得越来越紧迫。
达索系统可以在解决这个问题方面发挥关键作用。我们的仿真平台（如 SIMULIA 和 CATIA）支持 VRS 场景的高级建模，从而优化虚拟环境中的恢复技术。
此外，达索系统在数字孪生（复制飞机真实行为的虚拟模型）方面的专业知识可以提供对真实飞行性能的持续洞察。这允许持续监控、测试和改进 VRS 恢复技术。这些解决方案不仅将支持更安全的飞机设计，还将确保 eVTOL 等下一代空中交通工具在面对 VRS 等空气动力学挑战时满足最高安全标准。
