陳 怦 航空工業(yè)試飛中心 主任
宋躍進 航空工業(yè)試飛中心 黨委書記
試飛鋪就通天路
陳 怦 航空工業(yè)試飛中心 主任
宋躍進 航空工業(yè)試飛中心 黨委書記
在航空科研試飛技術(shù)上的諸多突破和跨越,顯示出了“中國航空工業(yè)發(fā)展引擎”的強勁力量。
航空工業(yè)試飛中心(以下簡稱“試飛中心”)是我國唯一專業(yè)承擔航空科學飛行試驗研究和飛行試驗業(yè)務的航空科研試飛單位。在新中國航空工業(yè)發(fā)展六十余年的發(fā)展歷程中,無數(shù)航空試飛人將“忠誠于黨,忠誠于祖國,忠誠于事業(yè)”的誓言銘刻于心,在航空科研試飛技術(shù)上的諸多突破和跨越,顯示出了“中國航空工業(yè)發(fā)展引擎”的強勁力量。
航空工業(yè)試飛中心飛行仿真航空科技重點實驗室堪稱中國航空試飛技術(shù)的“孵化器”。“十二五”期間,飛行仿真航空科技重點實驗室深入挖掘飛行試驗數(shù)據(jù)應用價值,全面開展使用試飛技術(shù)等方面研究工作,實現(xiàn)了多個新機型的模擬。
↑ 機務人員正在進行開飛前飛機檢查
↑地面飛行模擬器
在地面飛行仿真單元中,試飛中心成功研制出了多種大型地面試驗設施,有力支撐了我國試飛員專業(yè)化培訓及商用試飛員培訓。同期開展的空地一體試飛技術(shù)研究有效提高了試飛的經(jīng)濟性。
空中飛行仿真單元在某型號飛行試驗指令嵌入技術(shù)研究與驗證等方面連續(xù)告捷;民用飛機操縱系統(tǒng)故障試飛技術(shù)填補了國內(nèi)民機操縱系統(tǒng)故障情況下條款符合性驗證試飛方法和評價方法的空白。
針對中國航空工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來航空試飛技術(shù)的發(fā)展趨勢,模型機飛行驗證單元先后完成特殊氣動布局飛行器飛行品質(zhì)研究、帶動力模型自由飛試驗技術(shù)等重點任務,降低了研制風險及試飛驗證風險,拓展了模型自由飛試驗研究領(lǐng)域,提升了我國在全新型號上的系統(tǒng)飛行試驗能力。
在發(fā)動機研制過程中,高空臺或飛行臺必不可少。1976年,經(jīng)過十余年努力,試飛中心終于改裝成功了Ty-16發(fā)動機試驗平臺。這是新中國航空工業(yè)領(lǐng)域的第一個發(fā)動機試驗平臺。2006年,利用某型機改裝而成的發(fā)動機飛行試驗臺在試飛中心投入使用,中國航空發(fā)動機空中試驗技術(shù)被推向新的高度。
2010年,試飛中心針對國產(chǎn)大飛機發(fā)動機特點以及高空試驗需求,采用整體規(guī)劃及一體化設計,在國內(nèi)首次實現(xiàn)了大飛機發(fā)動機高空試驗能力。新研的飛行臺不僅具備新型渦扇發(fā)動機的試驗能力,還能滿足一定推力級的渦噴、渦扇、渦槳等型發(fā)動機的試驗能力,極大提升了飛行臺的通用性及先進性,擴展了飛行臺專項試驗能力,進一步完善了我國的發(fā)動機飛行試驗資源體系。
在新型發(fā)動機飛行臺研制中,試飛中心將氣動伺服控制及電液伺服控制應用于飛行臺試驗加載系統(tǒng)的設計及研制中,實現(xiàn)了飛行臺空中液壓及引氣加載系統(tǒng)無級可調(diào)的功能,使我國首次具備了航空發(fā)動機空中按要求定量功率提取的試驗能力。
在對原飛行臺減重10噸的基礎(chǔ)上,試飛中心在新型渦扇發(fā)動機飛行臺研制中攻克了全新的發(fā)動機安裝短艙及掛架技術(shù),實現(xiàn)了具有數(shù)字化發(fā)動機控制、操縱及顯示能力,項目總體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。
實現(xiàn)航空科技逐步優(yōu)化并走向頂端,試驗研究機試飛驗證的作用非常關(guān)鍵。試飛中心在“十二五”期間勵精圖治,完成了結(jié)冰噴水機、光電測量試驗機、空中紅外測量試驗機、通用機載武器試驗機的建設,有效滿足了跨代型號試飛及各類裝備的空中試驗。其中結(jié)冰噴水機的研制成功,標志著我國躋身該研究領(lǐng)域國際先進行列。
在結(jié)冰噴水機研制中,試飛中心解決了結(jié)構(gòu)強度仿真計算、氣動力計算、系統(tǒng)加改裝對飛機平臺的影響等難題,攻克了供水系統(tǒng)噴霧環(huán)研制、機外加改裝大型桁桿系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。試驗機可在指定高度和溫度條件區(qū)域內(nèi)實施噴水,通過調(diào)整液態(tài)水含量和平均水滴直徑來模擬結(jié)冰氣象條件,為運輸類飛機適航審定試飛自然結(jié)冰試飛科目的安全高效完成提供有力的支持,為后續(xù)開展人工模擬結(jié)冰試飛研究奠定了基礎(chǔ)。至此,我國成為繼美國、俄羅斯、德國后少數(shù)在該領(lǐng)域展開技術(shù)研究的國家。
著眼于型號驗證需求,根據(jù)“探索一代,預研一代,研制一代,裝備一代”的精神,試飛中心以“綜合試飛和一機多用”為原則,協(xié)調(diào)多個技術(shù)領(lǐng)域,持續(xù)加強通用的基礎(chǔ)性平臺建設,在試驗研究機建設上走出一條具有自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新特色的發(fā)展道路。
“十二五”期間,試飛中心相繼完成多波段目標特性測量雷達、地空/空空紅外目標測量設施建設,在我國航空工業(yè)領(lǐng)域率先實現(xiàn)了覆蓋全波段電磁頻譜以及紅外區(qū)域飛行器目標特性測量能力,標志著試飛中心已完全具備了獲取空中目標電磁散射特性數(shù)據(jù)和動態(tài)特性研究的能力。
通過多波段目標特性測量雷達系統(tǒng)建設,試飛中心突破了關(guān)鍵技術(shù)指標設計,解決了目標特性未來發(fā)展的技術(shù)難題;建立了國內(nèi)先進的動態(tài)RCS測量雷達系統(tǒng),縮短了我國與國際動態(tài)目標特性測量技術(shù)的差距。我國的目標特性動態(tài)測試場已經(jīng)走上高精度、高靈敏度、高分辨、高效率、寬頻域、多功能的發(fā)展之路。
在紅外隱身目標特性動態(tài)測試系統(tǒng)建設中,試飛中心先后完成了多種地面配套設備的研制。試飛中心紅外隱身目標特性動態(tài)測試系統(tǒng)可集中波熱像儀、長波熱像儀、光譜儀、電視攝像機于一體,實現(xiàn)了對空中目標紅外動態(tài)測試。發(fā)揮集成創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢,試飛中心在地面測量轉(zhuǎn)臺建設上統(tǒng)一了時間標準,擴展了測溫設置范圍,解決了人工捕獲目標等難題,極大促進了我國目標紅外特性測試水平再上新臺階。
通過網(wǎng)絡化試飛測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究,試飛中心已全面掌握了大型飛機試飛測試系統(tǒng)設計與集成技術(shù),機載多路、多種格式視頻信號采集與遙測傳輸技術(shù),機載關(guān)鍵參數(shù)實時快速處理與記錄技術(shù),機載多路振動信號遙測實時分析處理技術(shù),機載多網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包處理技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù),并建成了國內(nèi)首套大型綜合試飛測試系統(tǒng)綜合演示驗證平臺,有力支撐了試飛測試技術(shù)由傳統(tǒng)PCM架構(gòu)向網(wǎng)絡化架構(gòu)的發(fā)展。
目前,新一代網(wǎng)絡化通用機載測試系統(tǒng)已投入使用,逐漸形成的一套適合軍工試驗未來發(fā)展的綜合遙測網(wǎng)絡標準,為未來我國建立空、天、地、海一體化的遙測網(wǎng)絡系統(tǒng)奠定了重要基礎(chǔ)。部分核心設備的技術(shù)指標優(yōu)于國外同類產(chǎn)品,關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)了與世界航空強國的并駕齊驅(qū)。
初步形成以新一代網(wǎng)絡化機載測試系統(tǒng)、機載網(wǎng)絡記錄系統(tǒng)、機載分布式參數(shù)采集系統(tǒng)、光纖通道數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)為代表的專用采集器系列、機載圖像采集記錄設備和GPS/北斗組合定位授時設備為核心的產(chǎn)品,多種試飛測試參數(shù)傳感器及天線等已形成系列;地面實時安全監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)首開先河;機載授時定位器技術(shù)獨樹一幟。
從單一測試改裝到飛機分系統(tǒng)改裝、外形改裝、結(jié)構(gòu)改裝,再到機上全系統(tǒng)改裝,試飛中心試驗機改裝技術(shù)填補了多項技術(shù)空白,試驗機改裝能力在國內(nèi)首屈一指。
在國內(nèi)試驗機改裝行業(yè)中,試飛中心的總體設計能力和系統(tǒng)設計能力已處于領(lǐng)先位置;外形測繪和逆向設計能力引領(lǐng)國內(nèi)先進水平;電氣線纜布局和改裝調(diào)試水平代表了行業(yè)最高水準。從“無師可從”、“無本可鑒”到大型、特大型試驗機改裝關(guān)鍵技術(shù)的突破,試飛中心飛機多項研究在業(yè)內(nèi)獨占鰲頭,多項技術(shù)填補了國內(nèi)技術(shù)空白,達到甚至超越國際先進水平。
試飛中心通過CATIA三維設計平臺,采用MBD技術(shù),展開“基于數(shù)字樣機的數(shù)字化改裝技術(shù)”實踐,將C919飛機測試改裝布局設計、安裝模擬、線束設計等完全融入飛機設計環(huán)節(jié),開創(chuàng)了國內(nèi)飛機設計、制造“一體化協(xié)同管控”模式。
通過“一體化測試改裝設計”,試飛中心積極融入航空產(chǎn)品研制全產(chǎn)業(yè)鏈及全價值鏈,做到了改裝設計環(huán)境向制造端的延伸,將協(xié)作模式從基于數(shù)據(jù)發(fā)送接收的串行模式轉(zhuǎn)向設計工藝工裝一體化并行模式。
在ARJ21-700飛機試飛全過程中,風險試飛科目有57項。首次完成了國產(chǎn)民機的失速試飛;首次完成最小離地速度試飛;首次完成故障模擬、操縱器件與舵面卡阻試飛;首次完成起落架擺振試飛;首次完成最小飛行機組試飛;首次完成功能與可靠性試飛;首次完成燃油結(jié)冰試飛;首次完成模擬冰型與自然結(jié)冰試飛;首次完成轉(zhuǎn)子不平衡試飛,創(chuàng)造了中國民機試飛的多項歷史紀錄……
大側(cè)風試飛被譽為ARJ21-700適航審定試飛的“樣板工程”。試飛機組在“偶遇”機場順風達到飛機起降時最大順風限制的情況下,超越了《試飛大綱》的范圍,在真實狀態(tài)下檢驗了新支線在低空、最大順風時飛機具有良好的操縱性,以及各系統(tǒng)工作的有效性,為ARJ21-700順風著陸的飛行手冊編定提供了依據(jù)。
目前,試飛中心已全面掌握了民機顫振、失速、最小操縱速度、決策速度、最大能量剎車、發(fā)動機空中起動、熱燃油試飛、自然結(jié)冰、負過載、不可用燃油量試飛、應急供電等關(guān)鍵科目的試飛技術(shù),上百個課目的試飛結(jié)果不僅填補了中國民機試飛技術(shù)的空白,加快了中國民機事業(yè)的發(fā)展步伐,也有力支持了國內(nèi)適航管理體系、適航審定能力建設與國際接軌。