贝尔直升机研制出首个民用倾转旋翼

BA609将直升机的垂直起飞和降落能力与涡轮螺旋桨飞机的飞行能力相结合，不同于该团队或任何人曾经开发的任何民用飞机。因此，BA609工程团队一开始提出的问题远远多于答案。他们怎么能确定系统在试飞前会按预期运行呢?

他们能否建立足够的冗余来满足严格的安全和飞行要求?他们是否能够保持足够低的空载重量，以满足到达北海和墨西哥湾偏远石油平台所需的范围?民用倾转旋翼机能否为行政运输提供足够安静和平稳的客舱?

为了解决这些未知问题，BA609开发计划将重点放在广泛的建模、仿真和分析上。在第一次发射之前，BA609已经在BA609模拟器和铁鸟设施进行了超过1000小时的试点测试，并经历了多次设计迭代。

设计需求

虽然BA609是为中型固定翼和旋翼运输作业设计的，但它具有广泛的潜在任务范围。因此，设计要求是严格和广泛的。BA609必须提供必要的垂直升力、速度、高度和航程，同时确保出色的常规响应处理和最小化飞行员工作量。

一旦定义了需求，Bell系统工程师就开始了系统和功能分析阶段。在这个早期阶段，模拟发挥了关键作用，使团队能够在建筑行业研究中评估不同的飞机配置。

从团队使用的一些非常基本的假设开始万博1manbetx对BA609及其飞行控制系统(FCS)的高层特性进行建模和仿真。然后，他们模拟了该模型，以评估不同的飞机配置。BA609分析集成负责人David King指出:“为了有效地做出飞机配置决策，必须使用迭代方法。使用Simulink进行快速更改和模拟的能力是这种快速原型的一大优势。”万博1manbetx

细化设计

国王和他的同事们对结构组件和控制算法进行了复杂的分析。在一种情况下，他们评估了湍流对BA609的杠铃样重量分布的影响。利用其位于翼尖的发动机质量，BA609具有多种空气弹性模式（在不同的空气动力载荷下保持结构稳定性的状态）。贝尔工程师建造了过滤器进入FCS反馈系统以抑制振荡，并确保飞机遇到湍流时足够的稳定性边缘。使用MATLAB和控制系统工具箱，他们开发并实现了过滤器，并生成了预期的过滤器输出，供将来的验证测试使用。

贝尔直升机为他们的供应商提供了Simulink模型和标准要求规范。万博1manbetx这些模型帮助他们与供应商沟通需求，同时使供应商能够在将软件交付给Bell之前更有效地测试它们的软件。

为测试和认证生成代码

仿真在基准FCS代码的系统测试中起着关键作用。从他们用于模拟的模型中，贝尔的工程师使用Real-Time Workshop自动生成FCS代码。通过将自动生成代码的结果与飞行控制系统硬件上运行的代码进行比较，他们在进行飞行测试之前对系统行为进行验证和验证。

显示软件万博1manbetx功能方面的Simulink模型将是Bell提交给联邦航空管理局的软件包的一部分- 178 b吗BA609 A级认证。King说，Simulink模型和自动万博1manbetx生成的代码将提供一个额外的优势:“为了满足DO-178B A级验证要求，我们需要一个独立版本的飞行控制系统，处理输入并生成执行器命令。我们使用Real-Time Workshop自动生成的代码为我们提供了一个独立的版本来满足这一需求。”

在铁鸟上测试FCS

BA609团队使用Simulink和Re万博1manbetxal-Time Workshop创建了一个完整的硬件在环(HIL)测试环境，其中包含BA609的物理模型。“铁鸟”使测试工程师能够评估FCS的实时能力。同样重要的是，HIL测试平台可以让飞行员使用实际的控制系统，并与驾驶舱中的所有关键飞行系统进行交互。

飞行员通过观看模拟显示和操作真实的控制来“飞行”，包括真实的操纵杆和力感系统。操纵杆的运动将线控飞控信号发送给FCCs以移动驱动器。然后模拟器计算机身空气动力学、发动机动力学和其他指标，然后通过传感器输入将反馈信息发送给FCCs。

飞行员在飞行测试前使用“铁鸟”系统进行训练。贝尔计划使用类似的系统为民用飞行员提供培训。飞行员可以使用高保真度的模拟器来达到BA609的等级，它必须模拟从空气弹性性能到天气和跑道牵引力的一切。

“这是一项艰巨的任务，”King说。“使用MathWorks工具的模拟开发工作将是其中的一个重要部分。”

观看第一次飞行

2003年3月的一个早晨，金、布鲁克斯和他们的同事坐在德克萨斯州阿灵顿贝尔飞行研究中心的遥测室里。从一张白纸开始，他们设计、建模和模拟了世界上第一个民用倾转旋翼机。他们眼看着飞机起飞。

团队通过严格的模拟获得的信心使他们能够保持相对平静——至少在BA609起飞之前。布鲁克斯回忆道:“我惊讶于它的稳定性。”“对我来说，这是一个独特的时刻。我从来没有参与过一个从零开始，像这样飞行的项目。‘激动人心’是我能想到的最朴素的形容它的词。”

BA609完美无瑕，使试用试点能够在第一个月的九个航班期间完成14小时。

King指出:“模拟和快速、迭代的方法使我们能够最大限度地减少未知因素，并确保我们有足够的余地，当我们遇到意外时，我们可以继续有一个安全的飞行测试项目，并以前所未有的效率运行它。”