美空軍研究實(shí)驗(yàn)室實(shí)施新的機(jī)載能量系統(tǒng)基礎(chǔ)科研計(jì)劃
二、計(jì)劃的主要內(nèi)容
1.計(jì)劃概況
2018年10月25日開(kāi)始招標(biāo)的PETIC計(jì)劃為“航空航天電力與熱技術(shù)”和“電力、能量和熱科學(xué)研究”兩個(gè)計(jì)劃的后續(xù)計(jì)劃,面向兆瓦級(jí)遠(yuǎn)程空中優(yōu)勢(shì)飛機(jī)、長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)、高超聲速飛機(jī)、定向能武器及“高效中等尺度推力”(EMSP)等應(yīng)用。其中,高效中等尺度推力平臺(tái)是一個(gè)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證用于MQ-9“死神”和其他中高端無(wú)人機(jī)先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)的研究計(jì)劃,其目標(biāo)是使功率翻一番、增加航程、延長(zhǎng)留空時(shí)間,并去除當(dāng)前MQ-9所需的保障設(shè)備。
根據(jù)招標(biāo)書(shū),PETIC計(jì)劃總經(jīng)費(fèi)為9900萬(wàn)美元,研究周期為7年,初始任務(wù)訂單包括兩個(gè),總經(jīng)費(fèi)為4850萬(wàn)美元。第一個(gè)初始任務(wù)訂單為PETIC分析、綜合和目標(biāo)系統(tǒng)科研計(jì)劃。第二個(gè)初始任務(wù)訂單為PETIC先進(jìn)組件和子系統(tǒng)熱物理、電化學(xué)和電磁實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)研究。兩個(gè)任務(wù)訂單的研究目標(biāo)都是推進(jìn)PETIC組件和子系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展,開(kāi)展熱物理、電化學(xué)、電磁學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究,使技術(shù)成熟度從1~2級(jí)提升至3~4級(jí)或更高,以滿足先進(jìn)軍用平臺(tái)的需求。
美空軍研究實(shí)驗(yàn)室在計(jì)劃征求書(shū)附件中,提供了其有關(guān)科研基礎(chǔ)設(shè)施的介紹。上圖為第19號(hào)建筑,原為1922年建于代頓的一座風(fēng)洞,2010年3月由美空軍委托埃莫森工程公司開(kāi)展改裝為綜合能量與熱實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì),2013年2月由美陸軍工程兵開(kāi)始施工改造。該建筑物內(nèi)的可用研究空間達(dá)到1.7萬(wàn)平方英尺,約合1580平方米(美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片)
2.主要研究?jī)?nèi)容
PETIC計(jì)劃研究領(lǐng)域包括基礎(chǔ)材料與裝置特性研究、組件原型開(kāi)發(fā)與測(cè)試、子系統(tǒng)與系統(tǒng)級(jí)綜合及綜合演示驗(yàn)證、支撐高功率性能和能量?jī)?yōu)化的先進(jìn)控制系統(tǒng),以及每個(gè)領(lǐng)域相應(yīng)的建模與仿真,以及整個(gè)軍用平臺(tái)效能評(píng)估。
具體而言,PETIC計(jì)劃包含14項(xiàng)研究?jī)?nèi)容。
①機(jī)械子系統(tǒng)與能量轉(zhuǎn)化:主要包括高溫線纜絕緣技術(shù)、熱電技術(shù)、碳納米管技術(shù)、超導(dǎo)材料、機(jī)械和磁行為建模、磁材料開(kāi)發(fā)和制造、無(wú)傳感器算法和先進(jìn)控制方法等。
②機(jī)電作動(dòng)/電靜液作動(dòng)和液壓作動(dòng)系統(tǒng):包括作動(dòng)系統(tǒng)的熱管理、雙作動(dòng)構(gòu)型的力紛爭(zhēng)減緩、功率特性描述和管理、性能評(píng)價(jià)和評(píng)估、飛行品質(zhì)試驗(yàn)、以及故障模式和可靠性研究等。
③軍用平臺(tái)與定向能武器系統(tǒng)的PETIC相關(guān)子系統(tǒng)綜合/概念分析和效益評(píng)估:包括綜合/能量?jī)?yōu)化的先進(jìn)儲(chǔ)能、作動(dòng)、魯棒電源/電力電子器件等開(kāi)發(fā);進(jìn)行初步的子系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)建模與仿真,開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室演示驗(yàn)證。
④應(yīng)用溫度范圍更寬的電力組件開(kāi)發(fā):包括電力裝置設(shè)計(jì)和可靠性評(píng)估、充電裝置材料和封裝、用于可靠的門(mén)電路訂制的介電薄膜、寬禁帶電力裝置。
⑤電力管理與分配:其中組件技術(shù)包括固態(tài)開(kāi)關(guān)裝置、磁裝置、電容器和能量轉(zhuǎn)化裝置;系統(tǒng)級(jí)技術(shù)包括用于電動(dòng)機(jī)的先進(jìn)逆變器、變換器和控制器、起動(dòng)發(fā)電機(jī)、綜合動(dòng)力裝置及磁懸浮軸承。
⑥先進(jìn)導(dǎo)體研究開(kāi)發(fā)和熱科學(xué)研究:研究和開(kāi)發(fā)高溫超導(dǎo)體、熱電材料、碳納米管、熱界面和磁性材料的屬性測(cè)量技術(shù)和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn);建立新型工藝探索電子和熱屬性,以開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)-屬性-工藝的關(guān)系。
⑦儲(chǔ)能科學(xué)研究:提高28伏至270伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池性能;拓展熱電池的主動(dòng)運(yùn)行時(shí)間,減輕重量以用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈或者飛機(jī)應(yīng)急電源;提高長(zhǎng)航時(shí)任務(wù)所需的高能、高功率燃料電池效率。
⑧鋰離子/鋰空氣電池和燃料電池材料的合成與特性研究:開(kāi)發(fā)和優(yōu)化新型電解質(zhì)和先進(jìn)的電極技術(shù);制造先進(jìn)鋰離子和鋰空氣電池的概念驗(yàn)證原型系統(tǒng),并進(jìn)行特性研究;確定電池壽命和性能。
⑨電力生成/處理和使用技術(shù)開(kāi)發(fā):通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究來(lái)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化從發(fā)電到用電的綜合電力系統(tǒng),預(yù)期的研究?jī)?nèi)容可能包括多個(gè)發(fā)電機(jī)控制技術(shù)。
⑩綜合動(dòng)力與熱管理架構(gòu)開(kāi)發(fā):研究、設(shè)計(jì)和分析自適應(yīng)動(dòng)力與熱架構(gòu),開(kāi)發(fā)飛行器能量控制器,這些架構(gòu)或者其中一部分的建模與仿真,研究這些架構(gòu)不同組件的技術(shù)規(guī)范。
飛機(jī)子系統(tǒng)和航空航天定向能系統(tǒng)綜合設(shè)施開(kāi)發(fā):識(shí)別和開(kāi)發(fā)過(guò)程與設(shè)施,完善實(shí)驗(yàn)技術(shù),建立兆瓦級(jí)驅(qū)動(dòng)臺(tái),獲得高可靠寬溫度范圍的測(cè)試能力。
熱管理研究與開(kāi)發(fā):開(kāi)展科學(xué)研究,進(jìn)一步了解熱管理的基本原理,演示用于下一代軍用平臺(tái)的熱管理組件和子系統(tǒng)支撐技術(shù),識(shí)別與熱能采集、傳輸、存儲(chǔ)、排放和轉(zhuǎn)化的相關(guān)技術(shù)。
綜合飛機(jī)系統(tǒng)的控制與估計(jì):包括最優(yōu)控制、預(yù)測(cè)控制、分布式控制、貝葉斯估計(jì)、形式綜合、機(jī)器學(xué)習(xí)、分布式感知、誤差傳播、誤差估計(jì)等研究,最終目標(biāo)是將這些技術(shù)用于演示驗(yàn)證計(jì)劃(如兆瓦級(jí)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)計(jì)劃等)。
項(xiàng)目管理:包括活動(dòng)和里程碑進(jìn)度安排、狀態(tài)描述、項(xiàng)目規(guī)劃、目標(biāo)達(dá)成情況描述、技術(shù)突破記錄等。
美空軍研究實(shí)驗(yàn)室在計(jì)劃征求書(shū)附件中,提供了其有關(guān)科研基礎(chǔ)設(shè)施的介紹。上圖為其“建模、仿真、分析與試驗(yàn)(MEST)實(shí)驗(yàn)室”的介紹(美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片)
發(fā)表評(píng)論
請(qǐng)輸入評(píng)論內(nèi)容...
請(qǐng)輸入評(píng)論/評(píng)論長(zhǎng)度6~500個(gè)字
圖片新聞
最新活動(dòng)更多
-
精彩回顧立即查看>> 【線下會(huì)議】OFweek 2024(第九屆)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 松下新能源中國(guó)布局:鋰一次電池新品介紹
-
精彩回顧立即查看>> 2024 智能家居出海論壇
-
精彩回顧立即查看>> 2024中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)維科網(wǎng)·激光VIP企業(yè)展臺(tái)直播
-
精彩回顧立即查看>> 【產(chǎn)品試用】RSE30/60在線紅外熱像儀免費(fèi)試用
-
精彩回顧立即查看>> 2024(第五屆)全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨展覽會(huì)
編輯推薦
- 高級(jí)軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動(dòng)化高級(jí)工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷(xiāo)售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級(jí)銷(xiāo)售經(jīng)理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術(shù)專家 廣東省/江門(mén)市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結(jié)構(gòu)工程師 廣東省/深圳市