下次当你扫描文件并因过程的枯燥乏味而感到恼火时，可以想想堪萨斯州那些必须扫描整架阿帕奇直升机的人。位于威奇托州立大学的航空研究所 (NIAR) 的一个团队正在创建阿帕奇攻击直升机的三维数字渲染图，这个过程包括扫描每个零件。该项目预计耗时三年，是 陆军合同 的结果。
负责这项大规模扫描工作的 Melinda Laubach-Hock 估计，阿帕奇可能有 5,000 到 6,000 个零件。她的估计是基于她团队最近完成的一个类似项目，该项目涉及扫描大约 5,000 个“黑鹰”直升机的零件。 黑鹰直升机。
“我们正在获取一个机身，将其拆解成详细零件，进行清洁，扫描，[然后]进行逆向工程，”她描述了阿帕奇飞机的过程。“我们为每个零件构建制造质量级别的详细模型，然后我们基本上对机身进行数字重新组装。”
像 NIAR 形容 为“枯燥”的三年工作，这引发了这样的问题：为什么要做这个？以及如何做？
那么，为什么呢？
Lauback-Hock 说，目的有二。首先是为了帮助维修，或者“改进我们对老式阿帕奇机队的维护方式”。他们正在研究的阿帕奇型号是 AH-64D，或称为 Delta 型，她估计美国陆军现役有 800 架。拥有零件的高保真数字表示有助于在维修或更换直升机组件时进行制造。她还认为，通过数字设计的零件维修解决方案可能比一个人一次性创建的修复方案更持久。它可能不是 Dropbox 文件夹里的直升机数字版本，但你可以理解这个意思。
第二个方面是更普遍地探索拥有飞机的详细数字版本——一个通常称为数字孪生的概念——在未来可能扮演的角色。下一代 直升机 和倾转旋翼飞机诞生于数字时代（西科斯基 Sikorsky 和贝尔 Bell 在两个独立的陆军项目中竞争），这在某些方面使它们与旧式飞机区分开来。
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通过阿帕奇项目，除了扫描零件之外，目标是进行数字组装，使它们代表真实的飞机虚拟版本，可用于模拟载荷或应力如何影响真实物体。她将他们将创建的数字巨兽称为“高保真工程结构模型”。
“基本上，这是一个工程模型，说明‘如果我在这里对结构施加压力，载荷就会这样传递到结构中’，”她补充道。然后，为了确保该数字模型是真实的，她说他们将采购第二架阿帕奇直升机，并对其进行物理应力测试。“我们将进行推拉，测量响应，并将这些测量结果用于校准我们的工程模型，”她指出。
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她还认为，总的来说，拥有直升机的数字版本可以帮助以更具预测性和主动性的方式进行维护。
那么，为什么不直接从最初制造直升机的公司（对于阿帕奇来说是波音公司）获取图纸呢？“我不知道它们是否存在于波音公司，”Lauback-Hock 说。（波音公司今天生产的阿帕奇型号是 AH-64E，而在堪萨斯州扫描的型号是 AH-64D。波音公司发言人通过电子邮件表示：“波音公司以多种格式保存了 D 型和 E 型阿帕奇的详细记录。”他们还就 NIAR 项目指出，“波音公司提供了帮助。”）
但更普遍的是，飞机制造商过去创建飞行器图纸的方式与今天的标准不同。“我的经验是，我们已经收到了用于构建[数字]孪生的其他老式平台的模型，”Lauback-Hock 说，“并且必须进行大量工作才能将它们升级到今天的标准。”
如何扫描一架直升机？
该团队正在使用一架位于堪萨斯州的阿帕奇直升机，虽然它不是一架完整的飞机。“有一个机身卷入了一起事故，无法修复，”她说。“我们从那里开始，然后陆军正在寻找方法让我们接触到我们目前没有的零件。”
任何损坏的零件现在都已移除，所以剩下的就是直升机大约 80% 的部分。但对于扫描整架直升机这样大的项目来说，用他们现有的东西开始是合理的，她说。为了扫描零件，他们使用一种名为 Hexagon Arm 的设备，该设备可以捕捉组件的 3D 信息。“你只需用激光多次扫描表面，这就能创建一个非常密集、几何形状正确的点云，可以表示物体的外部形状。”
阿帕奇并不是第一架被进行此类数字录入的飞机。她说，“黑鹰”直升机项目已完成约 95%。他们还在扫描一架 B-1 轰炸机 和一架 F-16 战斗机，其中 F-16 项目已完成约 15% 到 20%。Laubach-Hock 指出，该领域还存在其他未公开的项目。
学生们也将提供帮助。最终，Lauback-Hock 说，大约有 65 人将参与阿帕奇项目，其中 30 人是学生。一名学生 告诉 ksn.com，该项目“在我的简历上看起来棒极了”。
本文已更新，包含波音公司的评论。
