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摘 要
战术车辆应具有快速运输的空中运输能力，并应满足其在地面运输中的基本作用。必须制定空运规定，以便通过直升机空中运输战术车辆。应构造前后提升装置的设计要点，并应根据各种飞行条件计算吊索载荷，以在军车的航空运输中保持稳定的位置。可以通过MIL-STD-209K中定义的分析方法来计算作用在空运提供设计点上的吊索载荷。但是，由于车辆规格，举升机构和飞行环境的原因，实际的悬索负载可能与理论悬索负载不同。因此，应该为空运设备的开发构建虚拟分析环境。为了建立最佳的空运供应设计，应通过飞行模拟计算出精确的吊索载荷，并应基于计算出的载荷构建空运供应的基本模型。在这项研究中，我们提出了一个综合过程，用于选择具有轻型空运能力的韩国轻型战术车辆的设计参数，实验设计和近似最佳设计。
关键字：空运；战术车；OLHD;近似模型；CMA-ES
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介绍
空运是指通过军用飞机系统地转移军事物资或军事力量。空运分为两类：战略和战术。战略空运是指根据战略计划进行人员和物资的空中运输，例如计划的部队调动，特派任务，空中支援或病人运输，北约将其定义为所有部门的空中运输。战术空运的定义是在作战区内空运物资和设备。
考虑到大韩民国（ROK）的三分之二的土地是山区，因此提高军车的机动性是过去几年韩国军队面临的挑战之一。韩国轻型战术车（KLTV）是韩国陆军的第一种战术车，装有用于空运的装备套件，以满足韩国陆军的机动性要求。不幸的是，韩国没有直升机直升飞机进行战术空运的报道，战术空运中军用车辆和辅助设备的安全标准研究很少。
可用[1]。应该采取多种措施来评估车辆在航空运输过程中的动态稳定性，并检查新开发的空运设备的结构安全性[2，3]。由于KLTV的总车辆重量限制，还应构造最佳的空运设备设计。
随着计算机性能的意外改善和计算机辅助工程（CAE）技术的发展，多学科优化已成为一种可能的技术。随着诸如PIAnO和i-SIGHT之类的专业优化工具的出现，连接优化策略和CAE分析程序的优化过程的开发成为可能[4]。具体而言，在汽车设计中积极应用了一种优化设计技术来优化车身结构并减轻底盘部件的重量[5-7]。应该设计实验设计（DOE），以检查设计变量对目标函数的影响，以此作为优化设计的前一步。在优化分析之前通过DOE对设计变量对系统性能的敏感性分析可以在初始设计阶段快速识别主要变量[8]。当对具有数百万个元素的大型模型进行数百次分析时，应生成一个近似模型来代替实际模型[9]。
考虑到优化分析的近似模型明显有效，研究人员继续研究近似模型与实际模型的相似性。当前，开发了诸如Predicted-R2和RMSE的评估指标来预测近似模型的准确性。另外，根据采样方法研究了近似模型的准确性[10-14]。各种近似模型，例如响应面模型，Kriging模型（KRG），径向基函数和人工神经网络，都用于计算机实验。在各个领域都进行了基于模型的近似优化设计[15-19]。在优化方法中，基于KRG模型的优化策略在改善外拉杆的强度和耐用性，优化大型卡车驾驶室的疲劳寿命以及设计双腹板盘的导流鳍方面显示出良好的效果[20- 22]。
上述研究主要集中在与DOE和近似模型相关的优化设计上。在开发战术车辆时，应首先在所需的车辆总重内设计结构安全性。在设计过程中需要可选组件时，可能会出现重量问题。尽管空运设备是可选部件，但KLTV的空运设备已包含在车辆总重量中，因为它通常是固定的并且应对其重量进行管理。近来，已经对战术车辆用气举装置的结构安全性进行了大量研究，并且一些重量优化研究已集中在车辆的特殊部件上。Suh等。在设计的早期阶段，提出了一种通过动态和结构分析来评估战术车辆空运提供的结构安全性的分析过程[2]。Suh和Yoon提出了通过空气动力学模拟评估KLTV的侧风稳定性的标准[3]。Panganiban等。进行了拓扑和尺寸优化分析，得出了在弯曲刚度和扭转固有频率目标范围内平板拖车框架的轻量化设计[23]。Grujicic等。利用尺寸和形状优化技术推导出HMMWV的前上控制臂的轻量化设计；他们发现疲劳性能和尺寸/形状不确定性对组件的耐久性能有重要影响[24]。Mohan等。提出了一种利用DOE和多目标优化技术优化白车身材料分布的方法。目标车辆的总车重减少了15.4 %.但是，一些崩溃性能下降了。因为使用的材料是唯一的变量[25]。从这些研究中，根据研究对象的不同，总体方法从设计变量的选择到优化策略的应用有所不同。另外，在文献中没有报道考虑到战术车辆的空运提供的结构安全性的轻量化优化研究。
在本研究中，使用最佳设计方法来优化KLTV的空运重量。空运提供的有限元模型是使用Hy-
图1.空运提供的有限元模型。
perMesh，并执行基本模型的应力分析。总共选择了14个设计变量来有效地进行DOE。根据DOE结果，主要设计变量分为敏感组和不敏感组。为敏感组生成近似模型，并通过预测的R2值检查近似模型的准确性。使用CMA-ES策略的基于模型的近似优化是在过程集成设计和优化（PIDO）工具PIAnO中执行的。对于不敏感的基团，可通过施加最小的厚度或形状来获得轻量级的解决方案。
空运供应的近似优化
分析模型
空运提供的结构安全性可以通过使用直升机进行的空中运输测试来验证。但是，该测试方法不能由汽车制造商直接执行。因此，应进行地面适航性测试。因此，采用适航性测试方法来验证KLTV提供空运服务的安全性。对于在地面上进行的适航性测试，将空运设备安装在支撑假人重量的结构上，该假人重量是车辆总重量的四倍，而不是实际车辆的四倍。因此，必须构建一个有限元模型来全面评估假人重物支撑结构和提升装置的安全性。
图1显示了KLTV的空运设备，包括前空运套件，后空运导向件和后空运套件。空运系统的有限元（FE）模型由183330个节点和243711个元素组成。分析模型中的密度，杨氏模量和泊松比分别设置为7820 kg / m3，210 GPa和0.29。表1列出了用于应力分析的材料的机械性能。
要评估空运提供的强度，应根据垂直起飞和飞行条件计算吊索载荷，或者应使用MILSTD-209K中指定的极限载荷条件。空运提供的压力分析
表1.空运系统中使用的材料的机械性能。
|
组件 |
用料 |
屈服强度（MPa） |
|
前空运吊架 |
S45C |
490 |
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前卸扣 |
S35C |
392 |
|
前空运支架 |
ATOS60 |
440 |
|
后卸扣 |
S45C |
490 |
|
后卸扣支架 |
GCD500 |
320 |
|
后空运指南 |
ATOS60 |
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