NASA利用先进的超级计算技术设计未来飞机

NASA利用先进的超级计算技术设计未来飞机美国宇航局的高性能计算机已经生成了这张图像,显示了正在虚拟风洞中测试的跨音速桁架支撑翼(TTBW)飞机概念。该图像强调了飞机的机翼与周围空气的互动。资料来源:NASA/OliverBrowneTTBW飞机由于其较长、较薄的机翼由空气动力桁架支撑,因此产生的阻力较小。在飞行中,它可以比标准客机少消耗10%的航空燃油。跨音速桁架支撑翼飞机自由空气配置的可视化,显示了时间平均的表面压力系数轮廓(红色为高,蓝色为低)和由表面皮肤摩擦力定义的流线。图像显示了沿机翼跨度的冲击,包括冲击位置的跨度变化,以及突出冲击下游的分离流区域的流线。OliverBrowne,NASA/Ames位于加利福尼亚的美国宇航局艾姆斯研究中心的高级超级计算部门制作了这张图片,作为转型工具和技术项目为TTBW研究开发计算工具工作的一部分。1月,NASA为其可持续飞行演示器项目选择了波音公司的一个TTBW概念。美国宇航局和波音公司已经联手设计了一架跨音速桁架机翼(TTBW)飞机,该飞机采用了尖端技术,可以大大提高商用飞机的燃油效率。TTBW飞机具有独特的结构,具有高长宽比的机翼和机翼及支柱,可应对复杂的空气动力学现象,如跨音速缓冲、分离流动和湍流尾流。标准的行业做法是采用基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)的计算流体动力学(CFD)分析来预测缓冲区的发生,但准确的预测可能需要更精确的尺度解算CFD模拟来预测缓冲区的发生和分离流的发展。因此,NASA的先进航空运输技术项目已经启动了一项多中心合作的努力,以创建新的模拟技术来预测TTBW和类似的桁架式机翼配置的性能,特别是预测跨音速缓冲的开始。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349587.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1349587.htm

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NASA和波音公司宣布合作设计更环保、更省油的未来客机

NASA和波音公司宣布合作设计更环保、更省油的未来客机在七年中,NASA将投资4.25亿美元,而该公司及其合作伙伴将提供协议资金的其余部分,估计约为7.25亿美元。作为协议的一部分,该机构还将提供技术专长和设施。"从一开始,NASA就在你飞行时与你在一起。NASA一直敢于走得更远、更快、更高。在这样做的过程中,NASA已经使航空业更加可持续和可靠。这是我们的DNA,"美国航天局局长比尔-纳尔逊说。"我们的目标是,美国宇航局与波音公司合作生产和测试一个完整规模的示范机,将有助于带来未来的商业客机更加省油,对环境、商业航空业和世界各地的乘客都有好处。如果我们成功,我们可能会看到这些技术出现在2030年代公众上天的飞机上"。美国宇航局局长比尔-纳尔逊在2023年1月18日星期三在华盛顿特区的玛丽-W-杰克逊美国宇航局总部大楼举行的关于美国宇航局可持续飞行演示器项目的新闻发布会上,手持一个带有跨音速桁架式机翼的飞机模型。通过资助空间法协议,波音公司及其行业团队将与美国国家航空航天局合作,开发和飞行测试全尺寸跨音速桁架机翼演示飞机。资料来源:NASA/JoelKowsky单通道飞机是许多航空公司机队的主力,由于其大量使用,占到了全球航空排放的近一半,美国宇航局计划在2020年代末完成该项目的测试,以便该项目所展示的技术和设计能够为2030年代可能投入使用的下一代单通道飞机的行业决策提供参考。通过可持续飞行验证机项目,波音公司及其行业团队将与美国国家航空航天局合作,开发并飞行测试一架全尺寸的跨音速桁架翼验证机。跨音速桁架式机翼的概念涉及一种具有超长、薄机翼的飞机,由对角线支柱固定。这种设计的结果是飞机比传统的客机更省油,因为它的形状将产生更少的阻力,因此其燃烧更少的燃料。"美国宇航局正在努力实现一个雄心勃勃的目标,即开发改变游戏规则的技术,在未来几十年内减少航空能源的使用和排放,以实现航空界到2050年净零碳排放的目标,"美国宇航局航空研究任务局副局长BobPearce说"。"跨音速桁架机翼是我们迎接这些挑战所需要的变革性概念和投资,关键是,这个项目所展示的技术有一条清晰可行的道路,可以为下一代单通道飞机提供参考,使使用航空运输系统的每个人都能受益。"美国宇航局的目标是,在验证机上飞行的技术,当与推进系统、材料和系统结构的其他进展相结合时,燃料消耗和排放相对于今天最高效的单通道飞机减少多达30%,这取决于任务。通过单独的努力,NASA已经与波音公司和其他行业伙伴在先进的可持续航空概念方面进行了合作,包括跨音速桁架式机翼概念。波音公司首席技术官托德-西特伦说:"我们很荣幸能继续与美国国家航空航天局的合作,并展示能大大改善空气动力学效率的技术,从而大大降低燃料消耗和排放。波音公司一直在推进多管齐下的可持续发展战略,包括机队更新、运营效率、可再生能源和先进技术,以支持美国航空气候行动计划,实现到2050年净零碳排放的行业目标。可持续飞行示范机建立在美国国家航空航天局、波音公司和我们的行业伙伴十多年的投资基础上,以帮助实现这些目标。"新的《资助空间法》协议允许NASA利用私营企业的知识和经验,由波音公司及其合作伙伴制定一个拟议的技术计划。NASA将提供使用其航空设施和专业知识的机会。NASA不会为其任务采购飞机或任何其他硬件。该机构将获得某些地面和飞行数据,可用于验证机身配置和相关技术。可持续飞行演示器将帮助美国在2050年前实现航空业的净零碳排放--这是白宫的美国航空气候行动计划中阐述的环境目标之一。国际民用航空组织也制定了到2050年实现净零碳排放的目标。该项目是美国宇航局综合航空系统计划下的一项活动,也是可持续飞行国家伙伴关系的一个关键因素,该伙伴关系侧重于开发新的可持续航空技术。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340499.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1340499.htm

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NASA介绍下一代X-Plane实验飞机X-66A:"将帮助塑造航空业的未来"

NASA介绍下一代X-Plane实验飞机X-66A:"将帮助塑造航空业的未来"X-66A是专门用于帮助美国在2050年前实现温室气体净排放目标的X飞机。为了制造X-66A,波音公司将与美国国家航空航天局合作,对一架MD-90飞机进行改装,缩短机身并更换机翼和发动机。由此产生的演示飞机将有长而薄的机翼,发动机安装在下面,并有一套空气动力桁架作为支撑。波音公司为NASA的可持续飞行示范机项目提交的设计被称为跨音速桁架式机翼。资料来源:美国宇航局"在美国宇航局,我们不仅关注星星,而且还将视野固定在天空。可持续飞行演示器建立在NASA在航空以及气候方面世界领先的努力之上,"NASA局长比尔-纳尔逊说。"X-66A将帮助塑造航空业的未来,一个飞机更环保、更清洁、更安静的新时代,并为飞行公众和美国工业创造新的可能性。"X-66A是第一架专门致力于帮助美国实现航空温室气体净零排放目标的X飞机,该目标在白宫的美国航空气候行动计划中有所阐述。"为了实现我们到2050年航空净零排放的目标,我们需要像我们在X-66A上飞行的那种变革性的飞机概念,"美国宇航局航空研究任务局副局长鲍勃-皮尔斯说,他在圣地亚哥的美国航空航天学会航空论坛上宣布了这一指定。"通过这架实验飞机,我们的目标很高,以展示航空业需要的各种节能减排技术。"美国国家航空航天局(NASA)和波音公司在今年早些时候宣布授予可持续飞行演示器项目后不久就寻求X-Plane的称号。空军为那些旨在创造革命性的实验性飞机配置的开发项目授予X-plane地位。该称号是针对研究飞机的。除了少数例外,X飞机旨在测试可用于其他飞机设计的设计和技术,而不是作为全面生产的原型。"我们对这一指定感到非常自豪,因为它意味着X-66A将成为用于验证改变航空业的突破性设计的一长串实验性飞机中的下一个,"波音公司首席技术官托德-西特伦说。"通过从设计、建造和飞行测试中获得的经验,我们将有机会塑造飞行的未来,并为航空航天的去碳化做出贡献。"对于X-66A,空军提供了指定的飞机,以验证跨音速桁架式机翼配置的技术,当与推进系统、材料和系统结构的其他进展相结合时,与今天最好的飞机相比,可以减少多达30%的燃料消耗和排放。由于其大量使用,今天的单通道飞机占全球航空排放的近一半。为这种类型的飞机创造更可持续的设计和技术有可能对排放产生深远的影响。美国国家航空航天局(NASA)与X飞机的历史可以追溯到20世纪40年代,当时其前身机构,国家航空咨询委员会(NACA)与空军和美国海军联合创建了一个实验飞机项目。X-66A是NASA众多X飞机中最新的一款。此外,NASA位于加利福尼亚州爱德华兹的阿姆斯特朗飞行研究中心已经为另外几架X飞机提供了技术专长和支持。对于可持续飞行演示器,NASA与波音公司签订了《资助空间法协议》,通过该协议,该机构将在7年内投资4.25亿美元,而该公司及其合作伙伴将提供剩余的资金,估计约为7.25亿美元。NASA还将提供技术专长和设施。可持续飞行演示器项目是美国宇航局综合航空系统计划下的一项活动,也是该机构可持续飞行国家伙伴关系的一个关键因素,该伙伴关系侧重于开发新的可持续航空技术。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365855.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1365855.htm

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NASA和波音公司联合推出X-66A温室气体净零排放飞机

NASA和波音公司联合推出X-66A温室气体净零排放飞机X-66A是第一架专门用于帮助美国实现航空温室气体净零排放目标的X飞机,这一目标在白宫的《美国航空气候行动计划》中得到了明确阐述。可持续飞行演示器项目旨在为潜在的新一代可持续性更强的单通道飞机(全球客运航空公司的主力飞机)提供指引。波音公司将与美国国家航空航天局(NASA)合作,制造、测试和试飞全尺寸验证机X-66A。X-66A具有超长、超薄的机翼,由斜撑杆稳定,这种结构被称为概念跨音速桁架式机翼。NASA和波音公司在EAAAirVentureOshkosh上公布了新的涂装。X-66A是专门用于帮助美国实现到2050年温室气体净零排放目标的X飞机。为了制造X-66A,波音公司将与美国国家航空航天局合作,改装一架MD-90飞机,缩短机身,更换机翼和发动机。由此产生的验证机将拥有细长的机翼,发动机安装在机翼下方,并有一套空气动力桁架作为支撑。波音公司提交给美国国家航空航天局可持续飞行验证机项目的设计被称为"跨音速桁架机翼"。资料来源:美国国家航空航天局X-66A是美国国家航空航天局(NASA)与波音公司合作开展"可持续飞行演示器"项目的创新飞机,旨在为更环保的单通道飞机铺平道路。X-66A的一个突出特点是其跨音速桁架式机翼设计--超长机翼由对角支撑杆稳定。美国国家航空航天局(NASA)致力于在航空和环境保护领域保持领先地位,这架飞机将打下坚实基础。X-66A的主要目标是根据美国航空气候行动计划,努力实现航空温室气体净零排放。值得注意的是,与目前的顶级飞机相比,X-66A有可能减少30%的燃油消耗,并显著降低排放。单通道飞机的排放量占全球航空排放量的近一半,X-66A的可持续设计可以大大减少碳足迹。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382847.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1382847.htm

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NASA的Quesst任务进展:X-59安静的超音速技术飞机迎来机尾

NASA的Quesst任务进展:X-59安静的超音速技术飞机迎来机尾在这张2023年3月下旬的照片中,美国国家航空航天局的X-59飞机在加利福尼亚帕姆代尔的洛克希德-马丁公司臭鼬工厂进行下层天线或尾翼部分的安装时,坐在支撑框架中。资料来源:洛克希德-马丁公司3月下旬,在加利福尼亚州帕姆代尔的洛克希德-马丁公司臭鼬工厂,NASA的X-59飞机尾部在最近安装了下部天线,或尾部之后,拍摄了一张完美的后视照片。资料来源:洛克希德-马丁公司美国国家航空航天局(NASA)的X-59飞机在3月底在加州帕姆代尔的洛克希德-马丁公司臭鼬工厂进行下半身天线或尾部的安装时,坐在支撑框架中。X-59飞机--美国宇航局Quesst任务的核心--旨在展示超音速飞行的能力,同时将巨大的音爆声减少到足够安静的成都。然后,Quesst任务将使X-59飞机飞越几个美国社区,以收集人类对超音速飞行期间产生的声音的反应数据,并将该数据集提供给美国和国际监管机构。Quesst任务有两个目标:1)设计和建造美国宇航局的X-59研究飞机,其技术可将音爆的响亮程度降低到对地面上的人来说是轻柔的"砰"声;以及2)让X-59飞越美国的几个社区,收集人类对超音速飞行期间产生的声音的反应数据,并将该数据集交付给美国和国际监管机构。X-59,美国宇航局几十年来第一架专门建造的超音速X型飞机不久将飞上天空。一名飞行员将驾驶这架长99.7英尺、宽29.5英尺的飞机,由一台喷气发动机提供动力。它的设计研究速度将是1.4马赫,或925英里/小时,在55,000英尺高度飞行。美国宇航局将利用实验性的X-59提供数据,通过证明音爆可以减少到在地面上几乎听不到的音爆声,从而改变禁止在陆地上超音速飞行的规则。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355075.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355075.htm

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NASA 的任务因超级计算机短缺而被推迟

NASA的任务因超级计算机短缺而被推迟美国宇航局(NASA)的超级计算能力未能跟上最新技术发展的步伐,并且“超额认购和负担过重”,导致任务延迟,有时需要由团队购买自己的基础设施来解决。NASA内部审计机构监察长办公室发布的审计报告称“NASA需要新的承诺和持续的领导关注,以重振其高端计算工作。如果不做出重大改变,该机构的高端计算可能会限制未来的任务优先事项和目标。”NASA当前的超级计算设施存在超额分配、超负荷使用和过时的问题。例如,NASA的“先进超级计算设施”只有48个GPU和18,000个CPU。而SLS团队每年花费25万美元购买独立计算资源,而不是等待现有的资源可用。——

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NASA任务连战连捷 超级计算机在幕后做了什么努力?

NASA任务连战连捷超级计算机在幕后做了什么努力?这个气流可视化显示了美国宇航局的六人倾斜翼概念高级空中机动车在巡航或"飞机模式"下的涡流尾流。该图像显示了倾斜翼多旋翼配置的气流的复杂性,其中许多旋翼相互作用,机翼和机身。资料来源:NASA/PatriciaVenturaDiazfesta1.设计安全、高效的空中出租车。利用美国宇航局强大的超级计算机,研究人员正在模拟几种有前途的空中出租车配置的空气动力学性能,这些载具有朝一日将在城市和郊区运送乘客和货物。高度复杂的模拟将被用来帮助设计和开发这些未来的空中出租车--也被称为先进空中机动性(AAM)载具--它们将是安全、安静和高效的。美国宇航局通过确定关键研究领域和构思AAM载具的设计,在AAM的发展中发挥了重要作用。最近的模拟重点是倾斜翼和安静的单主旋翼AAM概念飞行器的性能。仿真是在美国宇航局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的高级超级计算机(NAS)设施上进行的,这使得这种复杂的仿真可以在短短几天内得到解决。了解这些旋转翼飞机的复杂流动结构是达到AAM性能和噪音水平目标的关键。先进超音速降落伞充气研究实验(ASPIRE)模拟的图像显示了流体-结构相互作用的动态和相对流速(马赫数,黄色为高,黑色为低)。该模拟的目的是与ASPIRE第一次飞行测试期间将出现的峰值充气力相匹配。资料来源:NASA/MichaelBarad和JonathanBoustani2.在危险的着陆过程中保持行星探测装置的安全。美国宇航局火星登陆器的进入、下降和着陆(EDL)序列被称为"恐怖七分钟",因为由于两个星球之间的信号滞后,数百个关键事件需要在没有地球干预的情况下成功发生。大约在下降四分钟后,航天器展开了一个降落伞,该降落伞必须尽可能均匀地充气,尽管有湍流的空气尾流,而且紧密编织的织物没有任何裂缝或破损。这是EDL最危险的方面之一,也是众所周知的对预测的挑战。利用该机构的艾特肯超级计算机,埃姆斯的工程师们正在开发通过模拟和分析超音速降落伞膨胀的许多情况来降低风险和成本的能力,而使用飞行试验来研究这些情况成本太高。仿真的另一个优势是可以提取精细的细节--这些信息可以帮助工程师开发下一代EDL系统,能够处理未来机器人火星任务的更重的有效载荷,如火星采样返回。这个可视化显示了使用NASA的多孔微结构分析(PuMA)软件对由碳/石墨制成的纤维毡状材料进行的传热模拟。在模拟中,一个小的温度梯度被强加在材料的微结构上,稳态温度曲线和热通量被确定。资料来源:NASA/JosephC.Ferguson,StanfordUniversity;FedericoSemeraro和JohnThornton,NASA/Ames3.在微观层面上对航天器的热屏蔽材料进行建模。NASA的多孔微结构分析(PuMA)软件使用X射线显微层析技术来生成材料内部结构的高分辨率三维图像。在埃姆斯开发的PuMA为用于航天器热屏蔽、超音速降落伞和陨石分析的材料提供了前所未有的洞察力。NASA的研究人员使用PuMA为未来的太空任务开发新的热保护系统(TPS)材料,而NASA的高性能超级计算机为材料科学家提供了对材料的微观结构进行全面建模的能力。这有助于确保未来航天器的安全,特别是在危险的下降阶段。虽然这个开源软件最初是作为预测航天器TPS的材料特性的工具而创建的,但PuMA已经扩展到为科学家提供将材料生成--从简单的形状到复杂的纤维编织几何形状--与材料的性能研究相结合的能力,如其导电性、弹性、渗透性,甚至其氧化的方式。2019年10月7日,西太平洋上的强热带气旋"海吉星"达到了超强台风级别。插图是2019年10月10日来自Himarawi-8卫星的可见光卫星图像。较大的图像是实验性GEOS模型产生的可见云图像。哈吉比斯有一个明确的台风眼,充满了浅层的、低层的云,周围是深层的对流带和长长的云流,被卷入东北方向的一个热带外锋系统。资料来源:NASA/WilliamPutnam4.预测天气和气候以保证人类安全。美国宇航局正在推动建模能力的边缘,利用超级计算机创建一个1.5公里(约1英里)分辨率的全球数字孪生地球。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的全球建模和同化办公室正在使用历史观测数据来模拟地球系统的天气和气候。美国宇航局全球地球观测系统(GEOS)模型和同化系统是该机构的旗舰系统,用于加强对美国宇航局大量地球观测数据的使用。随着机器学习能力的巨大扩展和超高速图形处理单元编程范式的改进,GEOS现在已经准备好在NASA内部为天气和气候研究提供一个实验性框架。GEOS模型将具有一系列能力,包括海洋-大气耦合地球系统建模,碳排放的高级研究,以及超高分辨率的传输。30亿年前金星的模拟表面温度图,有310米深的动态海洋。大陆上的温度大约或低于水的冰点。这是因为这个星球旋转得非常慢,在金星的夜晚,大陆变得相当寒冷。资料来源:美国国家航空航天局/迈克尔-韦5.探索我们太阳系内外行星的过去、现在和未来。超级计算机就像计算的"时间机器",科学家用它们来探索过去、现在和未来的宇宙。使用美国宇航局气候模拟中心的Discover超级计算机和ROCKE-3D计算机模型,来自纽约美国宇航局戈达德空间研究所的科学家正在模拟太阳系内外行星的气候。这些模拟显示,30亿年前,地球最近的行星邻居金星可能已经有足够长的时间处于温带状态,以至于有了海洋--使金星可能成为我们太阳系中的第一个宜居世界。在离地球更远的地方,科学家们在运行ROCKE-3D时发现,海洋特征比以前的模型更真实,太阳系外的半人马座b比以前认为的更适合居住。在离家更近的地方,对月球的模拟显示,靠近月球赤道的古火山所释放的水可以找到它的途径,进入永久阴影的极地地区,在那里我们有可能利用它进行未来的探索。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355405.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355405.htm

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