3D Digitizing dari Pesawat X-38
Pengukuran System : ATOS, TRITOP

Kata Kunci : Computation Fluid Dynamics (CFD), CAD Perbandingan

Dalam tahun 90an, NASA mulai mengembangkan Crew Return Vehicle Autonom X-38. Kendaraan ini dirancang untuk membawa hingga 7 astronot dalam kasus darurat aman kembali ke bumi.

Untuk perkembangan ini, penerbangan dan pendaratan tes dibuat dari semakin menurun ketinggian. Dari eksperimen ini, simulasi komputer dapat dikonfirmasikan dan disempurnakan untuk memungkinkan pengoptimalan desain.

Sangat penting untuk proses ini adalah bahwa bentuk model yang sebenarnya cocok dengan bentuk objek yang digunakan dalam simulasi (CFD, Computational Fluid Dynamics). Untuk alasan ini, model yang sebenarnya harus didigitasi dengan akurasi tinggi dan kerapatan data yang tinggi selama pengembangan. Dari data aktual, CAD data yang dihasilkan, yang digunakan dalam simulasi.

Dalam catatan aplikasi ini, kami menunjukkan bagaimana digitalisasi dilakukan dan bagaimana data diperlakukan untuk memenuhi kebutuhan NASA. Proyek ini dilakukan oleh 3D Capture sebagai layanan bekerja untuk NASA.

Digitalisasi diperlukan untuk sebenarnya uji X-38 kendaraan, yang 80% model, approx. 33 kaki panjang, 12 kaki tinggi dan lebar 10 kaki. Berdasarkan data ini, beberapa tugas evaluasi harus dimulai, misalnya "Sebagai Dibangun Vs. Sebagai Dirancang", menghasilkan sebuah "Sebagai Dibangun" model permukaan Analisis CFD dan menentukan efek dari sebelumnya "pendaratan keras".

Gambar 1: X-38 Modell

Mengapa NASA pilih TRITOP dan Atos atas sistem lain?

Kendaraan adalah prototipe kerja yang harus digitized sebagaimana adanya.

Bagian ini terlalu besar untuk CMM yang sudah ada dan proses ini memakan waktu terlalu

Sebelumnya pekerjaan dilakukan dengan Laser Tracker, memberi akurat, tetapi tidak padat data. Sekarang NASA ingin memastikan definisi kendaraan lengkap dengan kerapatan data yang cukup di permukaan besar maupun di daerah-daerah kritis

Data yang diperlukan yang dapat mendukung cepat permukaan dari poligon mesh. Atos menjamin data mesh poligonal langsung output dalam densitas data yang berbeda, untuk efisien, cepat dan rinci generasi CAD

Gambar 2: Pengukuran mengatur

Kondisi khusus untuk pengukuran ini

Model ini akan dipindai di sebuah teluk kendaraan kerja, selama bekerja standar di kendaraan oleh retro HVAC cocok kru. Tidak ada perlakuan khusus dari objek diperbolehkan dan permukaan penuh digitalisasi dengan akurasi data yang tinggi dan kerapatan data yang tinggi diperlukan. Bay pintu membuka dan menutup dan pencahayaan perubahan akan terjadi di samping gerakan objek. Selanjutnya, bagian bawah kendaraan hanya 3 kaki izin dari lantai.

Kondisi ini meminta sistem scanning yang mencatat kondisi ambient, tidak sensitif untuk pengaruh-pengaruh dan menjaga informasi pengguna jika kondisi mempengaruhi integritas data. Di samping sistem scanning untuk bisa bekerja dengan area besar, dengan kemampuan untuk dapat dikonfigurasi untuk yang lebih kecil adalah dengan mengukur jarak pendek penyanderaan lakukan untuk ruang yang terbatas di bawah objek, untuk memungkinkan pengambilan data yang efisien.

Gambar 3: Persiapan

Pengukuran

Untuk memulai pengukuran, kode dan non-kode spidol dan dua batang skala diterapkan ke model. Selain beberapa target adaptor ditempatkan di referensi membosankan dari model untuk mendefinisikan sistem koordinat. Maka diambil gambar digital yang memungkinkan TRITOP untuk menentukan koordinat yang tepat dari semua penanda berdasarkan prinsip photogrammetric. TRITOP ini pengukuran, file referensi untuk digitalisasi rinci berasal.

Gambar 4: Gambar TRITOP pengukuran.

Gambar 5 : TRITOP posisi penanda

Gambar. 6: Scan dari sisi batin

Gambar sayap. 7: Scan dari sisi luar

The digitalisasi dari atas dan sisi permukaan dibuat dengan Atos set ke volume mengukur 800x640x640 mm.

Untuk scanning pada sisi bawah, pemindai harus disesuaikan untuk mengukur volume yang lebih kecil (360x280x280 mm) dengan jarak pendek mengelakkan diri karena keterbatasan ruang di bawah objek. Penyesuaian, termasuk sistem kalibrasi selesai dalam 10 menit.

Atos data yang diambil secara otomatis digabungkan menjadi satu proyek. Setelah digitalisasi, maka data polygonized secara otomatis dihitung dengan kerapatan data yang diminta dari informasi yang tersimpan disimpan selama digitalisasi. Kemudian, disesuaikan data (bagian-bagian, polygonized menipis data, fitur garis) dapat diturunkan dengan menggunakan perangkat lunak Atos dan disimpan dalam format data standar yang berbeda.

Pengukuran, termasuk data perhitungan dan data Atos pasca perawatan dalam waktu 4 hari.

Hasil Plot warna yang menunjukkan penyimpangan dari model yang sebenarnya versus data CAD dibuat dalam dua jam. Ini menunjukkan plot yang sangat baik sesuai bentuk yang sebenarnya pada data CAD. Hanya simetri sayap sedikit keluar dari toleransi. Selain itu dapat ditunjukkan apa yang "pendaratan keras" tidak menyebabkan kerusakan bentuk model.

Gambar 8: Polygonized data (daerah rinci / lengkap objek)

Gambar. 9: Seperti Built Vs. Sebagai Disain, Gambar pandangan atas.

Gambar 10: Sebagai Built Vs. Seperti Designed, rear view

Untuk CFD (Computational Fluid Dynamics), sebuah model CAD diperoleh dalam 8 jam didasarkan pada data menipis Atos. Untuk analisis rinci, denda model CAD dibangun berdasarkan Atos lebat data dalam 5 hari.

Proyek memicu modifikasi pada model dan dianggap dari semua pihak yang terlibat sebagai sangat positif.

Layanan ini didasarkan pada pekerjaan, integritas data dan kerapatan, NASA memutuskan untuk membeli sistem XL Atos sendiri, untuk dapat mengintegrasikan digitalisasi dalam proses mereka dan mampu untuk mendigitalkan di masa depan juga yang lengkap dan real X-38 CRV di rumah.

Gambar 11: Bagian, dengan jarak 300 mm, dihitung dalam Atos

Gambar 12: CAD model, terbuat dari data Atos

courtesy of NASA Dryden Flight Research Centers