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研发设计收录论文、预印本和会议论文;标题保留原文,预印本与设计目标请核对原文。未经过编辑判断的资料展示在全部动态中。

找到 9 条 · 更新于 01:00
2025年7月9日周三
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    基于堆叠智能超表面的eVTOL延迟敏感通信

    With rapid urbanization and increasing population density, urban traffic congestion has become a critical issue, and traditional ground transportation methods are no longer sufficient to address it effectively. To tackle this challenge, the concept of Advanced Air Mobility (AAM) has emerged, aiming to utilize low-altitude airspace to establish a three-dimensional transportation system. Among various components of the AAM system, electric vertical take-off and landing (eVTOL) aircraft plays a pivotal role due to their flexibility and efficiency. However, the immaturity of Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) technologies poses significant challenges to safety-critical AAM operations. Specifically, existing Stacked Intelligent Metasurfaces (SIM)-based eVTOL systems lack rigorous mathematical frameworks to quantify probabilistic delay bounds under dynamic air traffic patterns, a prerequisite for collision avoidance and airspace management. To bridge this gap, we employ network calculus tools to derive the probabilistic upper bound on communication delay in the AAM system for the first time. Furthermore, we formulate a complex non-convex optimization problem that jointly minimizes the probabilistic delay bound and the propagation delay. To solve this problem efficiently, we propose a solution based on the Block Coordinate Descent (BCD) algorithm and Semidefinite Relaxation (SDR) method. In addition, we conduct a comprehensive analysis of how various factors impact regret and transmission rate, and explore the influence of varying load intensity and total delay on th(预印本;同行评审状态请核对原文。)

8月21日周五
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    驯服倾斜:一种用于变革性eVTOL飞机的统一飞行员控制概念

    变革性的电动垂直起降(eVTOL)飞行器在过去十年中因其高效的翼载巡航能力和对地面基础设施的依赖减少而受到广泛关注。然而,这些飞行器的控制系统设计仍然具有挑战性,因为它们必须在多个飞行阶段中运行,每个阶段都有不同的主导动态。如果未加以解决,这种复杂性将显著增加飞行员的工作负担,因此推动了多阶段飞行操作的飞行员控制系统开发。简化的飞行操作概念为减少飞行员工作负担提供了一种有前景的策略。本研究提出了eVTOL飞机的一种新型飞行员控制系统设计与实现,并通过配备主动力反馈侧杆的全动模拟器上的串联倾斜翼飞机模拟进行验证。该系统在特定飞行阶段为飞行员提供触觉反馈,支持直观控制。所提出的方案通过利用可用的自由度实现了无缝过渡和多阶段飞行操作。此外,还提出了一种基于最优控制的方法作为评估指令滤波器引起的性能损失和操纵器活动的指标。结果表明,所提出的指令滤波器与闭环系统相比不会显著增加任务持续时间,而主动侧杆有助于减少操纵器活动。(预印本;同行评审状态请核对原文。)

2月28日周六
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    扩散模型会梦想电动飞机吗?基于离散和连续模拟的推理用于飞机设计

    本文中,我们生成了电动垂直起降(eVTOL)飞行器的概念工程设计。我们遵循基于仿真的推理(SBI)范式,通过学习eVTOL设计空间上的后验分布来实现。为了学习这一分布,我们对离散的飞行器配置(拓扑结构)及其对应的连续参数集进行采样。因此,我们引入了一个分层的概率模型,由两个扩散模型组成。第一个模型利用了近期关于黎曼扩散语言建模(RDLM)和统一世界模型(UWMs)的研究成果,使我们能够从离散和连续空间中采样拓扑结构。对于第二个模型,我们引入了一种掩码扩散方法,以根据拓扑结构采样相应的参数。我们的方法重新发现了已知的设计趋势和物理定律,同时显著加速了设计生成。(预印本;同行评审状态请核对原文。)

2024年12月12日周四
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    多飞机调度优化在城市环境中的应用

    随着智能交通系统的发展和航空技术的进步,先进空中交通(AAM)的概念日益受到关注。本研究旨在通过基于轨迹的操作(TBO)提高城市空中交通(UAM)的操作安全性和服务质量。引入了一个多层操作风险评估模型,以捕捉飞机故障场景对关键城市实体的影响,包括地面人员、车辆和飞行中的无人机(无人飞行器)。基于此,设计了一个单机轨迹规划模型,以在eVTOL(电动垂直起降)飞机的性能约束下平衡操作风险和运输成本。使用带有安全缓冲区的定制轨迹规划算法来识别最有效的飞行路径。此外,提出一个多机调度优化模型,以减少延误并降低空中碰撞风险。实验结果表明,所提出的方案提高了效率和安全性,为UAM操作提供了实际解决方案。(预印本;同行评审状态请核对原文。)

10月20日周二
10月18日周日
  1. bioengineer.org85

    日本JAXA研究提出通过操作体积约束VFR飞行以整合低空空域

    日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的一项研究提出,通过将VFR飞行限制在精心设计的四维操作体积内,可在低空空域实现VFR与无人机、eVTOL等的协同运行。研究基于实际飞行测试,验证了操作体积约束的有效性,为低空空域整合提供了技术路径。

    推荐理由:该研究提出通过操作体积约束VFR飞行以实现低空空域整合,为eVTOL和无人机在复杂空域中的协同运行提供了技术路径,对空管系统设计和适航审定标准具有参考价值。

2024年12月24日周二
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    eVTOL的未来路径:设计优化视角

    先进城市空中交通的快速发展,特别是电动垂直起降(eVTOL)飞机,需要涉及未来城市空中交通生态系统的跨学科方法。运营成本效率、监管方面、可持续性和环境兼容性应直接纳入飞机的概念设计以及运营和监管策略中。在本工作中,我们应用了一个多学科设计优化框架,用于eVTOL飞机的概念设计。该框架在通用任务中优化eVTOL飞机的传统设计元素,并整合运营成本和基于能量和电池的排放模型,以捕捉所设计系统的可持续性激励。我们引入了一个新颖的指标,即跨运输性能指标(FoM),以比较优化的eVTOL系统与各种竞争的公路、铁路和航空运输模式在可持续性、成本和旅行时间方面的表现。该框架结合了监管、技术和运营约束,以评估四种不同的利益相关者中心配置:利润最大化、成本最小化、环境影响最小化和FoM优化设计。结果突出了在设计过程中整合多个运营学科的重要性,同时强调了运营商、监管机构和社会的不同优先事项。(预印本;同行评审状态请核对原文。)

2023年11月30日周四
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    通过仿真验证城市空中交通的碰撞检测与避让方法

    城市空中交通是一种新兴的区域航空概念,因其作为解决地面交通日益增长问题的解决方案而日益流行。由于向环境可持续航空发展的推动,许多市场公司正在开发具有垂直起降能力的电动飞机。eVTOL开发的下一步是定义这些概念飞机的操作概念,然后在它们升空后将其整合到现有空域中。除了与传统空管和其他城市空中交通(UAM)车辆协调外,还必须解决与非合作空域用户发生碰撞的问题。鸟类和各种尺寸的无人机可能对这些低空飞行的飞机构成危险。由于这些空域用户具有非合作性质,且城市空中交通车辆的性能特征与传统固定翼飞机不同,因此需要采用创新的碰撞检测和避让技术。本研究的目标是通过快速时间解决方案验证此类系统之一。该系统使用决策树和安全包络线来防止与非合作空域成员发生碰撞。该系统设计用于不同配置的飞机,用于城市空中交通(UAM)操作。通过改变入侵者类型、位置、飞行路径等,模拟了各种场景。评估系统在安全性和效率方面的表现时,分析了飞行时间和最近接近点的变化。(预印本;同行评审状态请核对原文。)

2023年11月17日周五
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    迈向标准化的强化学习框架用于AAM应急管理

    先进空中交通(AAM)是下一代航空运输方式,包括电动垂直起降(eVTOL)飞机、日益自主的飞行操作以及小型无人机包裹投递等新进入者。随着这些新机型和运营概念的出现,人们希望在城市区域及其周边地区大幅提高密度,利用新型电池技术,并朝着更自主驾驶的飞机发展。为实现这些目标,必须引入新的安全管理系统能力,以快速评估风险在复杂危害范围内的演变,并在必要时通过监督或自动决策执行适当措施来降低风险。最近,强化学习在实时决策方面显示出在各种应用中的潜力,包括应急处理管理。在这项工作中,我们将应急处理管理问题表述为马尔可夫决策过程(MDP),并将应急处理管理MDP整合到AAM-Gym模拟框架中。这使得强化学习算法的快速原型设计和现有系统的评估成为可能,从而为未来算法开发提供一个社区基准。我们报告了环境的基线统计信息,并提供了示例性能指标。(预印本;同行评审状态请核对原文。)