试飞铺就通天路

2018-01-12 11:19航空工业试飞中心主任
军工文化 2017年9期
关键词:试验机航空工业航空

陈 怦 航空工业试飞中心 主任

宋跃进 航空工业试飞中心 党委书记

试飞铺就通天路

陈 怦 航空工业试飞中心 主任

宋跃进 航空工业试飞中心 党委书记

在航空科研试飞技术上的诸多突破和跨越,显示出了“中国航空工业发展引擎”的强劲力量。

航空工业试飞中心(以下简称“试飞中心”)是我国唯一专业承担航空科学飞行试验研究和飞行试验业务的航空科研试飞单位。在新中国航空工业发展六十余年的发展历程中,无数航空试飞人将“忠诚于党,忠诚于祖国,忠诚于事业”的誓言铭刻于心,在航空科研试飞技术上的诸多突破和跨越,显示出了“中国航空工业发展引擎”的强劲力量。

中国航空试飞技术的“孵化器”

航空工业试飞中心飞行仿真航空科技重点实验室堪称中国航空试飞技术的“孵化器”。“十二五”期间,飞行仿真航空科技重点实验室深入挖掘飞行试验数据应用价值,全面开展使用试飞技术等方面研究工作,实现了多个新机型的模拟。

↑ 机务人员正在进行开飞前飞机检查

↑地面飞行模拟器

在地面飞行仿真单元中,试飞中心成功研制出了多种大型地面试验设施,有力支撑了我国试飞员专业化培训及商用试飞员培训。同期开展的空地一体试飞技术研究有效提高了试飞的经济性。

空中飞行仿真单元在某型号飞行试验指令嵌入技术研究与验证等方面连续告捷;民用飞机操纵系统故障试飞技术填补了国内民机操纵系统故障情况下条款符合性验证试飞方法和评价方法的空白。

针对中国航空工业的发展现状及未来航空试飞技术的发展趋势,模型机飞行验证单元先后完成特殊气动布局飞行器飞行品质研究、带动力模型自由飞试验技术等重点任务,降低了研制风险及试飞验证风险,拓展了模型自由飞试验研究领域,提升了我国在全新型号上的系统飞行试验能力。

航空发动机空中验证再破技术封锁

在发动机研制过程中,高空台或飞行台必不可少。1976年,经过十余年努力,试飞中心终于改装成功了Ty-16发动机试验平台。这是新中国航空工业领域的第一个发动机试验平台。2006年,利用某型机改装而成的发动机飞行试验台在试飞中心投入使用,中国航空发动机空中试验技术被推向新的高度。

2010年,试飞中心针对国产大飞机发动机特点以及高空试验需求,采用整体规划及一体化设计,在国内首次实现了大飞机发动机高空试验能力。新研的飞行台不仅具备新型涡扇发动机的试验能力,还能满足一定推力级的涡喷、涡扇、涡桨等型发动机的试验能力,极大提升了飞行台的通用性及先进性,扩展了飞行台专项试验能力,进一步完善了我国的发动机飞行试验资源体系。

在新型发动机飞行台研制中,试飞中心将气动伺服控制及电液伺服控制应用于飞行台试验加载系统的设计及研制中,实现了飞行台空中液压及引气加载系统无级可调的功能,使我国首次具备了航空发动机空中按要求定量功率提取的试验能力。

在对原飞行台减重10吨的基础上,试飞中心在新型涡扇发动机飞行台研制中攻克了全新的发动机安装短舱及挂架技术,实现了具有数字化发动机控制、操纵及显示能力,项目总体技术达到国内领先、国际先进水平。

试验研究机促进航空科技跨越发展

实现航空科技逐步优化并走向顶端,试验研究机试飞验证的作用非常关键。试飞中心在“十二五”期间励精图治,完成了结冰喷水机、光电测量试验机、空中红外测量试验机、通用机载武器试验机的建设,有效满足了跨代型号试飞及各类装备的空中试验。其中结冰喷水机的研制成功,标志着我国跻身该研究领域国际先进行列。

在结冰喷水机研制中,试飞中心解决了结构强度仿真计算、气动力计算、系统加改装对飞机平台的影响等难题,攻克了供水系统喷雾环研制、机外加改装大型桁杆系统等关键技术。试验机可在指定高度和温度条件区域内实施喷水,通过调整液态水含量和平均水滴直径来模拟结冰气象条件,为运输类飞机适航审定试飞自然结冰试飞科目的安全高效完成提供有力的支持,为后续开展人工模拟结冰试飞研究奠定了基础。至此,我国成为继美国、俄罗斯、德国后少数在该领域展开技术研究的国家。

着眼于型号验证需求,根据“探索一代,预研一代,研制一代,装备一代”的精神,试飞中心以“综合试飞和一机多用”为原则,协调多个技术领域,持续加强通用的基础性平台建设,在试验研究机建设上走出一条具有自主创新、集成创新特色的发展道路。

“电”“光”际会鼎立支撑战略制胜

“十二五”期间,试飞中心相继完成多波段目标特性测量雷达、地空/空空红外目标测量设施建设,在我国航空工业领域率先实现了覆盖全波段电磁频谱以及红外区域飞行器目标特性测量能力,标志着试飞中心已完全具备了获取空中目标电磁散射特性数据和动态特性研究的能力。

通过多波段目标特性测量雷达系统建设,试飞中心突破了关键技术指标设计,解决了目标特性未来发展的技术难题;建立了国内先进的动态RCS测量雷达系统,缩短了我国与国际动态目标特性测量技术的差距。我国的目标特性动态测试场已经走上高精度、高灵敏度、高分辨、高效率、宽频域、多功能的发展之路。

在红外隐身目标特性动态测试系统建设中,试飞中心先后完成了多种地面配套设备的研制。试飞中心红外隐身目标特性动态测试系统可集中波热像仪、长波热像仪、光谱仪、电视摄像机于一体,实现了对空中目标红外动态测试。发挥集成创新技术优势,试飞中心在地面测量转台建设上统一了时间标准,扩展了测温设置范围,解决了人工捕获目标等难题,极大促进了我国目标红外特性测试水平再上新台阶。

试飞测试技术跻身世界先进水平

通过网络化试飞测试系统关键技术研究,试飞中心已全面掌握了大型飞机试飞测试系统设计与集成技术,机载多路、多种格式视频信号采集与遥测传输技术,机载关键参数实时快速处理与记录技术,机载多路振动信号遥测实时分析处理技术,机载多网络数据包处理技术等多项关键技术,并建成了国内首套大型综合试飞测试系统综合演示验证平台,有力支撑了试飞测试技术由传统PCM架构向网络化架构的发展。

目前,新一代网络化通用机载测试系统已投入使用,逐渐形成的一套适合军工试验未来发展的综合遥测网络标准,为未来我国建立空、天、地、海一体化的遥测网络系统奠定了重要基础。部分核心设备的技术指标优于国外同类产品,关键技术上实现了与世界航空强国的并驾齐驱。

初步形成以新一代网络化机载测试系统、机载网络记录系统、机载分布式参数采集系统、光纤通道数据采集记录系统为代表的专用采集器系列、机载图像采集记录设备和GPS/北斗组合定位授时设备为核心的产品,多种试飞测试参数传感器及天线等已形成系列;地面实时安全监控系统在国内首开先河;机载授时定位器技术独树一帜。

数字化改装重塑核心竞争力

从单一测试改装到飞机分系统改装、外形改装、结构改装,再到机上全系统改装,试飞中心试验机改装技术填补了多项技术空白,试验机改装能力在国内首屈一指。

在国内试验机改装行业中,试飞中心的总体设计能力和系统设计能力已处于领先位置;外形测绘和逆向设计能力引领国内先进水平;电气线缆布局和改装调试水平代表了行业最高水准。从“无师可从”、“无本可鉴”到大型、特大型试验机改装关键技术的突破,试飞中心飞机多项研究在业内独占鳌头,多项技术填补了国内技术空白,达到甚至超越国际先进水平。

试飞中心通过CATIA三维设计平台,采用MBD技术,展开“基于数字样机的数字化改装技术”实践,将C919飞机测试改装布局设计、安装模拟、线束设计等完全融入飞机设计环节,开创了国内飞机设计、制造“一体化协同管控”模式。

通过“一体化测试改装设计”,试飞中心积极融入航空产品研制全产业链及全价值链,做到了改装设计环境向制造端的延伸,将协作模式从基于数据发送接收的串行模式转向设计工艺工装一体化并行模式。

民机适航审定试飞技术与国际接轨

在ARJ21-700飞机试飞全过程中,风险试飞科目有57项。首次完成了国产民机的失速试飞;首次完成最小离地速度试飞;首次完成故障模拟、操纵器件与舵面卡阻试飞;首次完成起落架摆振试飞;首次完成最小飞行机组试飞;首次完成功能与可靠性试飞;首次完成燃油结冰试飞;首次完成模拟冰型与自然结冰试飞;首次完成转子不平衡试飞,创造了中国民机试飞的多项历史纪录……

大侧风试飞被誉为ARJ21-700适航审定试飞的“样板工程”。试飞机组在“偶遇”机场顺风达到飞机起降时最大顺风限制的情况下,超越了《试飞大纲》的范围,在真实状态下检验了新支线在低空、最大顺风时飞机具有良好的操纵性,以及各系统工作的有效性,为ARJ21-700顺风着陆的飞行手册编定提供了依据。

目前,试飞中心已全面掌握了民机颤振、失速、最小操纵速度、决策速度、最大能量刹车、发动机空中起动、热燃油试飞、自然结冰、负过载、不可用燃油量试飞、应急供电等关键科目的试飞技术,上百个课目的试飞结果不仅填补了中国民机试飞技术的空白,加快了中国民机事业的发展步伐,也有力支持了国内适航管理体系、适航审定能力建设与国际接轨。

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