前 言
NIAR位于美國航空航天制造業中心的威奇托州立大學，已發展成為教學、研發、創造力和創新的首要中心。其中對復材行業，特別是民機工業，最具有影響是國家先進材料性能中心（NCAMP）。美國聯邦航空管理局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）都接受使用 NCAMP 程序開發的復合材料規范和設計值。
材料供應商可以與NCAMP合作，對材料系統進行鑒定，而無需與正在進行的飛機認證計劃掛鉤。這使得材料供應商可以通過公共論壇將其材料投放市場，并獲得許可和FAA認證。
目前，中國商飛的ARJ21、C919 以及 CR929 機身筒體試驗件，所使用的復合材料均從國外購買。
國產復合材料認證之路，建議參照NCAMP 的模式，首先由國內的第三方材料鑒定機構，對材料系統進行鑒定。鑒定的結果，再獲得適航認證。商飛用這樣國產復合材料替代進口復合材料。
NIAR 由22個實驗室組成，分布在威奇托州立大學（WSU）校園內和周圍的六個設施中，面積超過160萬平方英尺。NIAR 專注于材料和工藝技術的應用，以幫助航空航天行業合作伙伴解決現實世界中的航空航天制造挑戰。
如果你對威奇托州立大學（WSU- Wichita State University）國家航空研究所（NIAR- National Institute for Aviation Research）的印象是，它是一個典型但規模不大的復合材料研究實驗室，位于中等城市中部的一所中等規模的中西部州立大學，那么你基本上是對的。這與實驗室的低調無關。
在過去的 36 年里，NIAR 已經發展成為世界上杰出的航空航天研究機構之一，擁有 22 個實驗室，分布在大威奇托地區的六個地點，面積超過 160 萬平方英尺。它雇傭了 1300 名員工（其中 50%是學生），研究支出超過 1.9 億美元，由行業、州和聯邦研究撥款資助。NIAR不僅成為威奇托航空界的研發引擎，而且還是一個畢業生的生產商，他們有與現實世界的航空航天制造商合作解決現實世界航空航天挑戰的經驗。“CW-CompositeWorld”的編輯人員于 2022 年初訪問了 NIAR，發現了一個強大、龐大、充滿活力的大學研發機構，即使不是世界上最出名的，但也可以說是美國的一個實力很強的研究機構。
NIAR：基礎
WSU成立于 1895 年，前身為費爾蒙特學院， 1926 年成為威奇托市立大學，1964 年成為 WSU。如今，它是堪薩斯州三大研究機構之一，擁有 16000 名學生，校園占地 330 多英畝。盡管威奇托可能會感到孤立，但它位于南北向的 I-35 走廊上，靠近東西向的 I-70 走廊，因此很容易到達科羅拉多州丹佛等大城市；德克薩斯州達拉斯；以及密蘇里州的堪薩斯城和圣路易斯。
1985年，WSU 成立了NIAR，正式確立了其對航空航天制造的承諾。我們的愿景不僅是為航空航天制造進行基礎和應用研究，還將直接與行業合作伙伴合作，幫助解決當前和新興技術的關鍵挑戰。
工業和國防項目高級副總裁兼 NIAR 執行董事 John Tomblin，表示該研究所的目標是讓學生沉浸在航空航天制造中使用的材料和工藝中：“對很多學生來 說，即使在大學里，工作世界也是高度理論化和概念化的。如果你有機會置身于一個可以直接接觸世界的環境中，那你就很幸運了。在這里，你完全被它包圍了。”
WSU 校園內的 ATLAS 實驗室配備了科里奧利自動纖維放置（AFP）系統和 ELECTROIMPACT 的自動鋪絲機，如圖所示。ATLAS 的主要目標是讓行業合作伙伴能夠獲得生產規模的技術，幫助他們開發預生產流程并進行故障排除。
這種模式雖然令人欽佩，但也是有代價的。根據美國國家科學基金會 2020 年的排名，WSU 以 1.31 億美元的航空航天研發總支出在全國排名第四。更令人印象深刻的是，考慮到其模式，WSU 以 7400 萬美元的工業資助航空航天研發支出總額位居全國第一，遠遠領先于排名第二的 800 萬美元。
這項投資及其資助的模式在 WSU 校園及其周圍很明顯，在多個地點有多個實驗室，每個實驗室都追求特定的技術或學科，其中許多與復合材料和工藝（M&P）交叉。其中包括增材制造（AM- Additive Manufacturing）、虛擬工程和測試、彈道學和沖擊動力學、復合材料和先進材料、環境測試、機械測試、CAD/CAM、先進涂層等。
“CW-CompositeWorld”的編輯人員在 NIAR 度過了一天，由 NIAR 研發總監 Pierre Harter 帶領參觀。Pierre Harter 是堪薩斯州人，他的職業生涯大部分時間都在航空航天和復合材料制造業度過，包括在 Adam Aircraft、龐巴迪和 Spirit AeroSystems 工作。
NIAR 最著名的可能是其國家先進材料性能中心（NCAMP-National Center for Advanced Materials Performance），該中心數十年來一直與美國聯邦航空管理局（FAA，美國華盛頓特區）合作，美國國防部（DoD，Arlington，Va.，U.S.）和行業合作伙伴對復合材料系統進行鑒定，并填充一個可供公眾查看和訪問的共享材料數據庫。
這里的關鍵詞是“公共”。許多材料已經被表征并符合航空航天應用的資格，但這些資格通常由原始設備制造商執行，他們往往非常接近自己的數據。鑒定的時間和費用使得這些原始設備制造商生產的數據對公眾訪問來說太有價值了，而且這些數據與特定應用程序的關聯往往使其成為專有數據。NCAMP 的測試計劃吸收了這些時間和費用，并產生了可在整個供應鏈中使用的鑒定數據，作為鑒定特定應用材料的起點。
ATLAS Sector A 毗鄰威奇托 Spirit AeroSystems 公司的園區，其特點是該 Engel 制造工作站用于熱塑性材料的自動壓縮成型和二次成型。
然而，由于鑒定需要時間且成本高昂，NCAMP必須對其測試的材料進行選擇性。多年來，這些公司包括 Solvay 5320-1、Hexcel 8552、Toray TC250 和其他幾家公司，所有公司的資格數據都可以通過 NCAMP 網站訪問。
NCAMP由NIAR高級材料和工藝總監 Royal Lovingfoss 領導，他負責監督一個繁忙的測試設施，里面擠滿了處于材料評估各個階段的學生、研究人員和設備。NCAMP 的設施由兩個實驗室和一個大型框架“房子”組成，NCAMP 在這里操作 66 個測試框架。Lovingfoss 表示，NCAMP 測試平均每周 1200 次試片測試，手頭有 30000 個應變儀，提供 50 至 50 萬磅的測試能力，可以產生高達 60000 磅的扭矩。NCAMP還提供環境測試系統、沖擊測試系統、直徑 4 米、長8 米（13 x 26 英尺）熱壓罐和數控加工。
Lovingfoss 指出，NCAMP 99%的工作都是為行業做的，因此文件和可追溯性對實驗室的可信度至關重要。Lovingfoss 說：“當一種材料在這里失效時，我們必須確定失效發生在哪里。”。“它是怎么失敗的？然后它真的符合客戶內部的任何統計模型嗎？這都是經過跟蹤的。我們確切地知道一切應該在哪里，什么時候應該在那里，是誰做的，他們為什么做的。因此，我們所做的每件事的完全可追溯性非常重要。”
ATLAS Sector A 最新的制造工作站之一是這種 Cevotec 纖維貼片放置（FPP- fiber patch placement ）系統。ATLAS Sector A 還配備了 Mikrosam 無工具 AFP 系統、13 x 26 英尺熱壓罐、預浸器等。
這種完全可追溯性是一種內部開發的編碼系統，用于在材料通過 NIAR 實驗室時跟蹤材料。Lovingfoss指出，這里的許多工作人員都是學生，他們對 NCAMP 的價值與 NCAMP 對他們的價值一樣高。“他們對我來說是一個很好的勞動力來源，”他說，“但這對大學有好處，因為這些學生獲得了真正的動手經 驗。如果你能在考試中把東西反饋給教授，那是一回事。如果你可以說，‘是的，我真的用過 Keyence（測量）機，或者我真的加工過復合材料，或者我做過測試，那就不一樣了。’”
他指出，NCAMP 還增加了其他功能，主要是為了能夠測試高溫材料。這包括安裝 5000°F 的機械測試系統，作為與 Spirit AeroSystems（美國堪薩斯州威奇托市）合作評估陶瓷基復合材料（CMC- ceramic matrix composites）和碳碳材料的一部分。環境測試也在NCAMP 進行，Lovingfoss 指出，NCAMP 幾乎包括任何環境。
Lovingfoss 很快強調了 NCAMP 的一個特點，即實驗室雇傭了許多美國和非美國學生。他說，后者是一個挑戰，因為安全限制限制了他們可以訪問的數 據。為了解決這一問題，Lovingfoss 指導開發了一個數據管理系統，該系統可以屏蔽敏感信息，同時仍允許非美國學生訪問他們進行測試所需的數據。
Lovingfoss說：“這里有足夠的東西讓學生們完成他們的工作，但他們不知道有多少層或具體的材料系統。他們不了解客戶，也不知道它是如何應用的。他們不知道最終結果是什么。”
Harter表示，NCAMP的資格認證工作往往遵循復合材料行業的材料趨勢，因此最近的一些測試項目側重于熱塑性材料，以及最近的AM材料。最值得注意的是，NCAMP 在 Stratasys（Eden Prairie，Minn.， U.S.）900MC FFF 3D 打印機中獲得了 ULTEM 9085的認證，這是一種由 SABIC（美國得克薩斯州休斯頓）提供的 PEI 材料。Harter 表示，這項由美國政府和行業合作伙伴資助的為期 24 個月、價值 440 萬美元的國防應用資格認證值得注意，因為它需要使用 3D 打印機，該打印機可以為 NCAMP 采用的測試制度提供必要的過程控制和可重復性。此外，所使用的表征方法是加入新的 ASTM F-42 和 D-20 工業標準。Harter說，ULTEM 資格認證已經實現了許多航空航天應用包括 C-17 冷卻管道、C-5 壓力門鐘形曲柄和 C-5 窗 戶。
NIAR 的最新成員之一是創新園區，這是一個旨在幫助加速和優化航空航天制造流程的技術融合。其中一項技術是機器人技術，如圖所示，它是由 WSU 的一個學生團隊開發的。
離開 NCAMP，Harter 帶領我們來到航空航天系統先進技術實驗室（ATLAS- Advanced Technologies Lab for Aerospace Systems），這是一個多學科的制造環境，以復合材料制造技術和工藝的名人為特色。我們在那里受到了 ATLAS董事 Waruna Seneviratne 的歡迎，他自 2019 年成立以來一直管理著 ATLAS，顯然在他創建的技術游樂場中蓬勃發展。
ATLAS 分布在兩棟建筑上：位于 WSU 校園的ATLAS（C、E、T 和 X 區），以及位于南部約 10 英里處的一個更大設施中的 ATLASA 區，該設施位于Spirit AeroSystems 園區東部邊緣附近的麥康奈爾空軍基地的空中資質飛行線上。該設施是前波音軍事大樓，NIAR 現在租賃并運營。這兩個工廠結合在一 起，提供了一系列復合材料制造技術，涵蓋了復合材料制造的各個領域。
WSU 校園 ATLAS 的活動圍繞著兩個大型系統展開。第一臺是安裝在多軸機器人上的八牽引科里奧利（法國奎文）自動纖維鋪設（AFP）機器。第二個是一臺巨大的 Electroimpact（美國華盛頓州穆基爾特 奧）AFP 和自動膠帶鋪設機。它可以放下0.25或0.5英寸的帶材，或者在10分鐘換頭后，放下 6、9 或 12英寸寬的膠帶。它通過紅外加熱器、激光或 Hereaus Noblelight（美國馬里蘭州蓋瑟斯堡）humm3 脈沖光系統對纖維進行加熱。整個系統安裝在一個沿著 36 英尺長的軌道行進的機器人上。它還有一個 20 英尺長的心軸旋轉器。第三種機器——較小但同樣重要——是 Mikrosam（馬其頓普里勒普）膠帶分切系統，該系統有八個復卷站，可以讓實驗室自己分切絲束。它具有在線/過程自動檢測系統。
Seneviratne 說：“當你四處走動時，你會注意到這不是典型的臺式大學設備。”。“問題是，如果你來自工業界，當你把一個項目投入生產時，你仍然需要做很多規模研究。如果你去工業界的一些制造廠，他們擁有的 AFP 機器與科里奧利的自動鋪放設備非，常相似正如你在這里看到的機器。事實上，這個有更多的華麗的點綴（bells and whistles）。由于這種設備的行業規模，我們的合作伙伴不必在兩者之間進行所有的縮放研究，這為他們節省了大量的時間和金錢。”Seneviratne 補充道， ATLAS 還可以作為預生產設施，幫助客戶在短期內進行流程優化和資格鑒定，然后將這些知識轉移到客戶所在地進行全速生產。
Seneviratne 說，ATLAS 的工作都是由行業驅動 的，顯然是圍繞著 AFP/ATL 展開的，包括對牽引轉向的研究。在經過實驗室時，不可能不注意到 60-70 名學生在這里工作——編程和控制科里奧利和 ElectroImpact 的機器。我們不可能不懷疑這些學生是否完全理解像這樣的實驗室提供的巨大機會。
“我們正在創建一個未來工程師的管道。NIAR 已經成為我們合作伙伴研發實驗室的延伸，”Seneviratne 認 為，“由我們的學生來做這項工作。即使是大型原始設備制造商和一級企業也希望并需要來使用這些機器，因為他們的研發機器與生產息息相關。正因為如此，我們的一些學生在進入行業之前就已經有了四到六年的制造實際零件的經驗。”
NIAR 越來越專注于航空航天生產增材制造（AM）的開發和部署。這顯示了 NIAR 實驗室正在使用的大幅面 AM 系統。NIAR 最近還在 NIAR 的鑒定實驗室 NCAMP 對 AM 材料和系統進行了鑒定。
在ATLAS A 區，人們可以發現ATLAS的下一代版本——更大，有更多的處理系統和設備。這個占地120000平方英尺的巨大空間配備了另一臺 Electroimpact AFP 機器、一個增強型SCRAM多軸3D打印系統（也來自 Electroimpression）、一個 Cevotec（德國 Unterhaching）纖維貼片放置系統、一個能夠無工具制造的 Mikrosam 雙機器人 AFP 系統、一臺全自動 Engel（美國賓夕法尼亞州約克市）1900 噸壓縮/注射/包覆成型單元，ASC 工藝系統公司（美國加利福尼亞州巴倫西亞）13乘26英尺的熱壓罐——“尺寸”，Seneviratne 說，“用于下一代單通道機身部分”——以及現場AFP檢查能力。
由于 ATLAS Sector A 是新的，并不是所有的機器都啟動并運行了，但 Engel 工作站已經存在了一段時間，并且功能齊全。它由 KUKA Robotics（美國密歇根州謝爾比鎮）六軸機器人實現全自動化，具有用于預成型件加熱的 IR 烘箱和用于二次成型的帶有 1900噸夾具的注射系統。在“CW-CompositeWorld”的編輯人員的訪問期間，該工廠正在加工蘇威（Solvay）復合材料（美國佐治亞州 Alparetta）和 Victrex（美國賓夕法尼亞州 West Conshohocken）熱塑性膠帶，作為測試計劃的一部分，以開發與不連續包覆成型材料相結合的連續纖維預成型件的容許值。
蘇威（Solvay）在 ATLAS A 區的表現非常出色。該公司在俯瞰主樓層的夾層上設有辦公室，作為對 NIAR的技術交流和材料支持的交換，該公司可以使用 ATLAS 設備測試新材料和配方，并進行客戶試驗。Seneviratne 指出，NIAR 沒有強大的材料科學能力，因此將蘇威（Solvay）合作伙伴關系視為加強其服務的一種方式。“這是一種真正的合作伙伴關系。這對我們來說真的是一個缺失的部分。然后這只是一個開始。這種合作伙伴關系可以朝著各個方向發展。” 蘇威（Solvay）在“CW-CompositeWorld”的編輯人員的訪問期間，正在使用 ATLAS 的一臺 AFP 機器進行熱固性產品的預生產試驗。
主導 ATLAS A 區設施中心的是 JARVIS II（聯合自動維修驗證和檢查系統），這是一個由 NIAR 開發的大型自動化系統，用于檢查黑鷹直升機的復合材料旋翼槳葉。Seneviratne 解釋說，黑鷹的旋翼槳葉是定期檢查的，但這樣做意味著必須有更換的旋翼槳葉來滿足機隊的需求，這可能是一個挑戰。美國陸軍需要一種技術來有效地檢查旋翼槳葉，確定需要維修的區域，修復受損區域，檢查隨后的維修，并提供合格的旋翼槳葉供重復使用。
Seneviratne 說，旋翼槳葉安裝在 JARVIS II 的一個寬闊的隔間里，由一個多軸、軌道安裝的機器人提供服務。該機器人使用激光消融手術去除旋翼槳葉上的油漆，然后使用激光剪切成像和熱成像來識別受損區域的位置。隨后，使用大氣等離子體系統對受損區域進行自動清理和表面處理。維修本身是手工完成 的，然后進行最終的自動檢查，以驗證維修的完整 性。
Seneviratne 說，JARVIS II 采用模塊化設計，因此可以很容易地拆卸成多個部分，并運送到維修站-“或任何有足夠電源的地方”，Seneviratne 指出，NIAR 正在開發 JARVIS II.2，這是一種基于龍門架的系統，他希望它能吸引其他行業合作伙伴。“這真的可以為我們打開一些大門，”他說。
當我們離開 ATLAS A 區時，Seneviratne 注視著仍在進行的建筑工程。“這個很快就會完全滿了，”他指出。“這真的是一個獨特的地方，任何中小型公司都可以在這里提出一個想法，一路進行原型設計或證明技術和概念，而無需任何資本支出或風險。除此之外，這是一個很好的機會，讓學生不僅能接觸到技術，還能接觸到我們的行業合作伙伴。”
隨著WSU校園的擴大，NIAR也在擴大。NIAR實驗室最近增加的是高級虛擬工程和測試（AVET）實驗室，該實驗室專注于通過與物理測試制度中的數據進行關聯來開發虛擬測試系統。AVET 的計算能力是實驗室的一大優勢。
也許NIAR最令人震驚和大開眼界的實驗室是 Jerry Moran 先進虛擬工程與測試中心（AVET-Advanced Virtual Engineering and Test ）實驗室，該實驗室位于 2020年初在 WSU 校園東部邊緣啟用的一個新設施中。這項工作由主任 Gerardo Olivares 領導，他解釋說， AVET 的主要目標是開發和驗證虛擬數學建模技術，使航空航天制造商能夠最大限度地減少從概念設計狀態到分析認證的全尺寸物理測試。多年來，這種虛擬測試或虛擬鑒定一直是復合材料航空結構制造的夢想，而且 AVET 似乎擁有世界上最密集的此類技術之一。
奧利瓦雷斯解釋道：“在過去的 25 年里，我一直在開發一種我稱之為基于物理的建模方法。”。“基于物理的建模方法背后的想法是減少全尺寸物理測試，并用傳統的構建塊方法支持的數值模型取代它。這種基于物理的模型方法不需要我進行全尺寸測試來校準我的模型。相反，我可以用非常簡單的構建塊 exper艾蒙斯。然后，我應該能夠使用該模型來預測全尺寸測試的結果。因此，當我們進入這種基于物理的建模時，整個想法是，隨著時間的推移，我們將開始從基于全面物理測試的一切過渡到虛擬測試。”
Olivares表示，AVET 的大部分工作都圍繞著五個基本功能展開：方法、勞動力、計算、實驗和軟件。因此，毫不奇怪，高性能計算在該設施中占據主導地位。盡管如此，Olivares 指出，AVET 工作的核心來源于試片和組件級別的良好物理測試數據。他解釋說，只有保留了試件的基本物理測試，才能減少傳統測試金字塔所需的物理測試量，即在底部進行試件測試，然后在該測試之上進行元件測試，在該測試之下進行子組件測試，然后再在頂部進行最終的全組件測試。他說，將物理試片測試數據應用于虛擬環境中的組件測試很容易，但不可能將虛擬組件測試轉換為創建虛擬試片數據。
Olivares強調：“如果我在試片級別沒有好的實驗技術，如果我沒有好的協議，那么我的模型將是垃 圾。”。“因此，模擬的核心是從獲得良好的實驗數據開始，這些數據可以捕捉模擬的物理特性。我們面臨的挑戰之一是，材料測試的許多國際標準并沒有涵蓋我們需要收集的所有動態模擬參數。因此，我們花了很多時間開發自己的標準。這樣，我們就可以如果我們想通過分析進行認證，那么我們進行測試的方式的一致性以及隨之而來的可追溯性非常重要。”
Olivares 說，由于物理構建塊測試非常重要，想要在 AVET 工作的學生必須首先在物理測試環境中獲得經驗，這樣他們才能對虛擬測試試圖復制的學科有一個理解。這通常在 AVET 的構建塊測試實驗室中完成，該實驗室具有三個傳統的 MTS 測試框架、一個伺服液壓 MTS 雙軸加載框架和一個跌落塔。但實驗室中最大的物理測試系統是一個大型撞擊雪橇，用于評估飛機緊急著陸事件中的座椅性能。各種形狀和尺寸的人體測量假人被放置在測試雪橇的座位上，然后在雪橇上加速進入障礙物，以評估對乘客（假人）的水平和垂直力影響。Olivares 說，這種雪橇可以復制任何類型的動態飛機緊急降落事件，可以產生高達 99G 的力，并可容納高達 3000 磅的有效載荷。該系統還產生了驚人的數據量——每秒 10000 個數據樣本和每秒1000 幀視頻。然后將這些數據與虛擬測試數據相關聯，以優化后者。
AVET 負責人 Gerardo Olivares 表示，可靠的虛擬測試協議的開發取決于可靠的物理測試系統 的部署。AVET 的核心是這個測試雪橇系統，旨在評估座椅結構在動態碰撞事件中的性能。該底座可以產生高達 99G 的力，每秒產生 10000 個數據樣本。
事實上，物理測試和虛擬測試之間的這種穩健的數據交換使 AVET 成為使用測試數據來驅動設計優化的專家。這也導致了數字孿生——將制造數據與設計數據相關聯——Olivares 認為，這將通過迫使不同的測試學科更加合作，推動 AVET 和復合材料行業的創新。奧利瓦雷斯說：“我們試圖用數字工程做的一件事是將真相的來源與虛擬工程的多物理環境聯系起來。”。“因此，當你開始設計和優化一個新系統時，你總是要考慮最新的版本。通過使用這個多物理虛擬環境，在進行空氣動力學優化時，可以將空氣動力學模型與結構模型聯系起來，并評估優化對結構性能的影響。有時，你為一個學科優化的東西不一定對其他學科有好處，對吧？直到你把它扔到墻上，你才發現自己有問題。但是，如果我們在這個過程的早期就開始優化并將所有這些規程聯系在一起，那么您就可以開始更好地了解整個系統的性能。”
最遠的NIAR設施位于威奇托北部郊區，最初是作為體育場建造的。如今，它是NIAR飛機結構測試與評估中心（ASTEC- Aircraft Structural Test & evaluation Center）的所在地，就規模和范圍而言，它是該研究所武器庫中最令人印象深刻的設施，也是世界上第三大結構測試設施。
進入大樓，走上曾經是體育場主樓層的地方，周圍都是曾經的座位，我們立即面臨著多個處于不同使用狀態的飛機測試平臺，中心由諾斯羅普·格魯曼 MQ- 4C（Triton）海衛一無人駕駛飛機系統（UAS）控制，該系統安裝在一個巨大的平臺上，正在為美國海軍進行最大機翼偏轉負載測試。MQ-4C 翼展為 130 英尺，由 100 多個氣缸作用，并通過數千個負載、應變、壓力和溫度反饋通道進行測量。
Harter 指出，這里的測試非常有條理，執行起來非常仔細，因此一個典型的多壽命全尺寸測試程序需要幾年時間才能完成。由于 MQ-4C 海衛一無人駕駛 飛機的物理尺寸、檢查范圍和整體復雜性，它需要五年多的時間才能完成測試。MTS Systems（美國明尼蘇達州 Eden Prairie）提供的高級 AeroPro 負載控制軟件用于設置，該軟件經過編程，可確保數百個控制輸入都能非常準確地向測試設置提供施加的負載。Harter說，如果測試負載的任何部分滯后于其他部分，邏輯會減慢控制通道的速度，直到滯后的通道在進入下一個測試序列之前趕上公差范圍。“所以有很多運動部 件。”
哈特指出，翼尖在最大載荷下會偏轉幾英尺。在測試部分之間的間隔時間，NIAR 將檢查機身，評估損壞情況，并根據海軍的指導進行維修或記錄發現的損壞情況。Harter 說，海衛一測試的一個更廣泛的目標是幫助海軍在檢查之間延長飛機的服役時間。如果在NIAR 的幫助下，海軍能夠識別飛機上的結構“熱 點”，那么檢查就可以更有針對性，也可以不那么頻繁。
NIAR 的飛機結構測試與評估中心（ASTEC）位于威奇托的北側，這里曾經是一個競技場。它是世界上第三大航空結構測試設施，也是NIAR飛機數字化項目的所在地。
這里還有一架通用原子公司的 MQ-9B SkyGuardian 無人機，它將進行全尺寸循環測試，作為認證飛機在人口稠密地區飛行的努力的一部分。哈特說：“這在歐洲是一個潛在的大問題，那里的人口更稠密。”。“如果出現緊急情況，你需要有能力在民用空域駕駛無人機。我們的目標是像載人飛機一樣對其進行認證，讓你有信心將結構故障降至最低，從而將居民區災難性故障的風險降至最低。”
一架翼展 137 英尺的 B-1 轟炸機剛剛經過 MQ-4C試驗臺，同樣難以錯過，正在進行拆卸。為了提高 B- 1 的戰備水平，空軍退役了 17 架 B-1，其中許多需要大量維護，以便從中獲取零件，用于剩余的在役飛 機。其中一個被送往 NIAR，記錄的服務時間最多，約為 10500 小時。NIAR 還有另一架 B-1，它是在近 20 年前退役后從 AMARG 取回的。哈特說：“我們收到了機翼、尾翼、短艙和機身。在這兩件實物之間，我們將能夠創建一個完整的數字孿生。”。“我們正在徹底拆除它，我們正在使用高保真度檢查來發現所有的裂縫、腐蝕，基本上是任何會影響飛行安全的東 西。”NIAR 還對每個部件進行數字掃描和編目，將其與原始設計的 2D 數據相關聯，然后與美國空軍維修站共享這些數據，以幫助指導和簡化飛機上的工作。NIAR 將在 2028 年之前繼續支持 B-1 計劃，并將擴展到系統和武器數字集成。
離開體育場后，哈特帶領我們進入正東一座較小的低天花板建筑，NIAR 的其他拆除工作也在這里完成。在這里，我們發現一些軍用車輛——地面和空中的——也缺乏數字化設計，正在被解構，并且像 B-1一樣，進行數字掃描和編目，以創建一個數字孿生。這里的飛機包括一架 F-16 戰斗機、一架 F-18 戰斗機和一架 M113 裝甲運兵車。
哈特在這個空間行走時指出，拆除過程的瓶頸之一是數字化。將物理零件轉換為數字模型并將其與二維設計相關聯需要逆向工程和 CAD 方面的專業知 識。WSU 的學生顯然是很好的候選人，但工作量如此之大，人員配備已經成為一個挑戰。WSU 的一個解決方案是與地區高中合作，培訓學生如何使用達索系統（美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆）的 3DExperience 平臺，然后雇傭這些學生在 NIAR 工作。
ASTEC 內部是一系列靜態測試設備。這里顯示的是一架通用 Atics MQ-9“收割者”無人機正在進行結構測試，這是認證該飛機在民用區域使用的努力的一部分。在“CW-CompositeWorld”的編輯人員訪問期間，ASTEC 正在為美國海軍測試諾斯羅普·格魯曼 MQ-4C 海衛一無人機，作為幫助海軍優化飛機維修計劃的一部分。
Harter 報道稱：“我們的CAD/CAM實驗室主任與當地高中建立了一個項目，現在我們在威奇托幾乎所有的高中都獲得了價值 30000 美元的 CATIA 許可。”。“我們剛剛擴展到俄克拉荷馬州。這些學生獲得了大學課程學分，他們正在學習 CATIA，我們可以從高中一畢業就雇傭他們。我就此與工程系主任進行了交談。他說，他們的保留率正在上升，因為孩子們很早就開始學習工程，這是非常寶貴的。”
一切從哪里開始
NIAR之旅在WSU校園NIAR行政辦公室結束，與 John Tomblin 坐在一起。自1994年以來，他一直領導NIAR，顯然是該研究所發展壯大的主要力量。Tomblin表示，NIAR的成功深深植根于其成立的前提——與行業的合作。該研究所的所有創新和創造力都集中在幫助航空航天行業合作伙伴解決制造業挑戰上，并得到教學/學習環境的支持和加強，該環境培養出了受過獨特大量在職培訓的畢業生。
“我們非常注重應用學習，”Tomblin 說。“在許多大學，人們獲得研究資助，讓研究生從事研究項目。這很好，但本科生呢？在 NIAR，我們帶來了行業項目，讓本科生研究實際問題和實際項目，然后他們積累經驗，讓 WSU 做好工作準備。然后我們將制造能力與測試相結合這是一個很好的組合。”
Tomblin 和 NIAR 的未來如何？“我還有太多年的時間，”他說。“我們玩得太開心了。ATLAS 對我們來說是一大步。我們在園區里受到了很大的限制，但如果你能進入波音公司的一些舊設施，你的擴張潛力就會大大增加。”
然而，除了技術之外，Tomblin清楚地看到了工業界如何向復合材料供應鏈和 NIAR 施加壓力，以擴大材料的適用性。這在很大程度上取決于 NCAMP。“NCAMP 對我們來說是一個巨大的基石，”Tomblin說。“由于能夠為先進的空氣流動性等新興市場提供先進的材料，我們可以將熱固性材料的允許值、熱固性材料的 AFP 以及熱塑性塑料連接起來。然后，你可以在混合物中加入 3D 打印、短切纖維、二次成型。技術正在融合。”
Tomblin 說，十年后，NIAR將提供更多相同的服務：“我們將支持行業，解決問題，鑒定材料，并為行業提供一個在購買之前嘗試的空間。”
為什么選擇威奇托？
威奇托（有理由）自稱為世界航空之都，當人們第一次來到那里時，很自然地會想知道這個位于堪薩斯州中南部平原上的草原城市是如何成為這樣一個航空航天中心的。事實上，威奇托不僅是NIAR的所在地，也是航空航天品牌Spirit AeroSystems、德事隆航空、柯林斯航空、龐巴迪、卡曼、凱旋、雷神、波 音、空中客車等的所在地。這是怎么發生的？
人們普遍認為帶頭人是克萊德·塞斯納，他于 20世紀初在美國堪薩斯州拉戈附近的一個農場長大，該農場位于威奇托西南約50英里處。塞斯納對飛行產生了熱情，甚至開發了自己的飛機——單翼飛機的設計與當時的雙翼飛機設計大相徑庭。塞斯納在包括威奇托在內的堪薩斯州各地的航展上駕駛自家制造的飛 機，勉強維持生計。1916 年，威奇托航空俱樂部的一些成員聯系了塞斯納，希望幫助塞斯納在該市建立一個飛機制造和飛行訓練設施。當時威奇托俱樂部只飛熱氣球。俱樂部看到了潛在的航空旅行，認為塞斯納可能是幫助實現這一目標的人。
接下來是一家初創公司試圖在一個新穎的市場中進行創新的跌宕起伏，充滿了中斷（第一次世界大戰、大蕭條）和機會，包括 1925 年塞斯納最終與沃爾特·比奇和勞埃德·斯特曼合作成立了旅行航空制造公司。比奇則繼續在威奇托成立了比奇飛機公司；斯特曼最終創立了斯特曼飛機公司，并成為洛克希德·馬丁公司的前身洛克希德飛機公司的總裁。塞斯納的努力將在 1927 年達到頂峰，成立了塞斯納飛機公司，該公司今天歸德事隆所有。
多年來，這些個人和職業關系在威奇托成倍增加和擴大，可以追溯到現在在該市制造小型通用航空飛機、公務機和大型商用飛機的人和公司。在這一過程中，威奇托開發了一個更大的制造框架來支持航空航天的發展，包括零件的分級供應商和工程師和技術工人等。
