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歼20试飞:地面安全监控系统曾预警 避免发生重大事故
www.wforum.com | 2022-01-11 17:23:25  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

  2011年1月11日,我国自主研制的新一代隐身战斗机歼20成功首飞。这是中国航空工业的荣耀。在这份荣耀的背后,深藏着航空人航空报国的情怀。那么,在整个试飞过程中,歼20都经历了哪些故事?由陕西新华出版传媒集团和陕西人民出版社出版的《中国试飞》一书,披露了这鲜为人知的故事。。。。。。

  首飞试飞员李刚驾驶着中国人自行研制的四代战机,心情十分激动,感觉特别美妙。他很自信:一定会圆满完成定型试飞,让这款战机早日装备部队。因为,他身后有实力雄厚、专业齐全的试飞科技人员和各类保障人员。

歼20试飞:地面安全监控系统曾预警 避免发生重大事故

  第四代战斗机研制在中国首次采用验证机试飞,进行飞机平台系统及隐身设计关键技术验证和型号方案设计风险释放。整个型号工程采取边研制、边试飞的原则,能力渐进提升,批次增量交付部队。这就使得试飞工作只能采取总体规划,分阶段与设计研制工作并行交替,逐步推进。

  由于该型号新机研制过程正处在国家军队重大改革和武器装备研制管理重大变革时期,要在近似实战环境等条件下充分检验装备性能指标及其边界条件,兼顾考核装备作战与保障效能,加之采用新而复杂的核心技术和关键系统,这就对型号试飞,基于能力的性能试飞总体规划、试飞技术、研保条件、队伍建设、安全高效推进以及向使用试飞拓展方面提出了更多更高的要求。

  为此,航空工业试飞中心未雨绸缪,预先做了一系列有效的技改准备,诸如过失速机动特性试飞条件建设,结构完整性试飞测量系统建设,矢量推力发动机试车台建设,隐身特性动态测试评估系统建设,光电综合测量系统建设,多目标综合安全监控系统建设,数字化协同平台建设以及试飞场务保障设施建设,等等。这些措施显著提高了试飞效率和试飞安全,确保了歼20飞机试飞任务顺利推进,为实现中国三代机向四代机试飞能力的跨越提供了条件保障。

  这些建设项目,使场务获得10余项省部级成果奖,获得各种专利20余项,并在多个型号试飞中发挥了重要作用。同时,研保条件建设对试飞中心的试飞专业建设、技术发展、核心能力提升和人才培养起到了有力的推动作用。

  由于歼20采用许多全新技术,诸如隐身、武器内埋等,这些技术都需要前期验证。在此背景牵引下,决定先投产验证机,通过科研试飞,重点验证平台性能、结构完整性、总体环境、隐身及武器内埋,兼顾控制操稳和飞机系统等方面的关键新技术,评估总体方案的可行性,获取设计所需的试验数据,暴露飞机平台设计的缺陷和问题,为歼20飞机状态冻结和优化提供参考,这是所有三代机设计前所未有的。

歼20试飞:地面安全监控系统曾预警 避免发生重大事故

  歼20验证机设计采用新的气动与结构布局,具有内埋式武器弹舱和高隐身性能等特点。其试飞内容新,技术难度大。为了能够更好地完成试飞任务,在试飞准备阶段需开展验证机试飞技术攻关课题研究。

  首先对试飞测试实行了一体化设计改装。

  试飞总师田福礼:传统的改装工作模式一般将改装划分为两个阶段:第一阶段是架内改装,第二阶段是架外改装。改装工作与主机厂所的飞机研发流程之间是一种串行关系。验证机的测试加改装要求用数字一体化方式进行设计,即机载测试系统改装与飞机研制同设计、同制造、同实施,改装工作与飞机研制工作并行展开,首开试飞测试一体化设计改装先河。

  2009年3月,正式启动歼20验证机试飞测试一体化改装工作,航空工业试飞中心成立测试改装团队,到飞机研制厂所开展改装设计及跟产等工作。

  数字一体化设计改装方法相对于传统测试改装方法是个重大进步,首次应用数字化电气设计平台,使用基于数据库的先进的数字化电气设计平台,结合三维设计模块,通过软件接口进行两个设计平台间的数据交流,完成原理图、电路图、线图、三维线束建模等工作,并自动生成接线表、物料表等报表。整个项目的相关数据通过专用平台进行管理,同时使用其他办公软件做到无纸化设计。该平台在国内是首次应用到飞机电气设计领域,主机厂所之前均未使用过,对该平台的应用处于探索接触阶段。全新的飞机加之全新的设计工具导致大量的反复迭代,最终设计流程的确认几乎是试错试出来,倾注了改装设计团队大量的心血及时间。

歼20试飞:地面安全监控系统曾预警 避免发生重大事故

  测试改装一体化不同于以往主要以飞机实体为基础的工作方式,而是要求全部设计工作在数字样机上开展,既不依赖实体样机也不需等待原型机生产制造完成,打破了传统的试验机“架内”和“架外”测试改装的概念。在飞机设计和制造阶段进行测试集成,就是说在数字样机上开展测试加改装设计尽早发现其中的潜在问题和不足之处,并快速修正设计错误、改进设计方案,可减少对实物样机的依赖,并缩短了测试改装周期,提高飞行试验效率。

  一体化设计测试改装方法探索了一种适合试飞测试改装的数字化设计方法和工作流程,完成测试系统向飞机设计过程中的集成,保障歼20验证机测试改装工作的顺利进行,同时为新型号研制测试改装设计开创一种新的工作模式和方法。

  在首飞仅仅几个月之后的一天,试飞中心机务队在滚滚热浪中整齐列队,满怀期待地眺望着天际。当天是绰号为“威龙”的歼20飞机转场来院后的首个飞行日,也是对试飞机务保障团队的第一次“大考”。

  歼20新机转场来院后,机务保障团队的每个成员都像上足了发条一样,连续三天,每天围着飞机忙忙碌碌。“这可是真正的新一代飞机啊,咱们一定要加倍小心。”机务人员一边互相提醒着,一边不约而同地戴上鞋套。这种情况在原来的机务维修工作中是从未有过的。原来,从接到歼20飞机机务保障任务的那一天起,机务团队就开始了一系列准备工作,他们赴西南跟产学习;回院后及时总结,伏案编写了大量工作卡片及工作程序,涵盖了飞机地面准备及维护维修的所有环节。为了不想一丁点儿杂物带上飞机,他们统一定做了鞋套,对飞机的呵护比对家里的亲人还要细腻。

  当试飞员驾驶歼20飞机呼啸着降落在跑道上,平稳地滑回停机坪时,机务人员的心仍提在嗓子眼;当试飞员在飞行工作卡上写下“良好”二字,并笑着对他们说“飞机状态一切正常”时,大家抑制不住心中的狂喜,兴奋得跳了起来。

  歼20飞机设计采用了大量新结构、新材料,飞机全新的结构强度设计必须通过真实的飞行验证,设计团队也急需通过载荷强度飞行试验结果冻结状态结构设计。面对一系列节点要求,试飞团队果断提出“载荷指导设计”理念,再次刷新了中国航空工业飞机研制的理念。

  基于歼20飞机技术新、载荷强度难度大、进度紧等特点,歼20飞机载荷强度试飞“党员先锋队”以“敢于第一个吃螃蟹”的胆魄,在飞机结构受载分析、地面载荷校准试验、载荷模型建立、载荷边界试飞方面成功采用了多项新技术,在试飞中发现了副翼载荷超限、飞机非指令性上仰等许多设计工作未曾预料的严重载荷状态,并在确保飞行安全的情况下,第一时间为设计团队提供了严重载荷状态的飞机真实受载结果,为后续歼20状态结构更改、状态冻结提供了强有力的技术支撑。

歼20试飞:地面安全监控系统曾预警 避免发生重大事故

  2012年12月18日9时40分,歼20验证机即将开始高速滑行试验,机上遥测发射机开启,监控大厅内地面安全监控系统信号良好。10时左右,飞机左、右发动机开车,一切正常。3分钟后,监控画面却显示数据异常,综合告警灯告警。但此时,机上却显示正常。地面指挥员果断下令:终止试验!事后分析,如果再晚2~3分钟,就有可能发生重大事故。而促使指挥员果断下达“终止试验”命令的,就是试飞中心自主研发的地面安全监控系统。

  2016年5月17日,另一架歼20飞机试飞过程中,多个监控软件及时、准确预警了某故障,指挥员及试飞工程师通过监控系统立即通知了试飞员,并且同时还给出了相应的处置决策,保证了飞机安全返航。

  其实,早在2010年,歼20飞机被列上试飞中心议事日程,型号管理、空勤和测试人员就开始了地面安全监控系统的研发和建设工作。研发团队通过对各种信息收集梳理,分类细化,以及对关键点集中归纳,将参数判据、故障清单、试飞员手册等内容输入自主开发的专用软件,实现了系统中各对应关系准备,并可方便调用。“全面监控飞机状态,风险关口向前移”的要求首次在歼20飞机研制试飞过程中彻底落地。

  2016年,歼20飞机转场高原,在国际公认海拔最高的固定翼飞机场站开展试飞,一面鲜红的“党员先锋队”旗帜猎猎飘扬。高原环境恶劣,经常前一刻是温暖如春的阳光普照,下一刻就是大风乃至雨雪冰雹。更糟的是,因为空气稀薄,飞机发动机动力性能下降。受着高原反应带来的折磨,“党员先锋队”队员们拼抢“时间窗”,对某系统展开高原验证并获成功,再次创造了奇迹。无论是酷暑还是寒冬,歼20飞到哪里,哪里就有“党员先锋队”的旗帜在高高飘扬。

  试飞总师田福礼:“为了歼20飞机的设计定型,试飞人辗转多地,屡破难题;他们勇于担当,不断挑战自我,即使身处险境也始终无畏向前;他们信念如磐、意志如铁,遇到挫折撑得住,关键时刻顶得住,扛得了重活,打得了硬仗,有力地保证了这款最先进的新一代战斗机的设计定型,并且取得了很多突破。”

  通过飞机气动特性验证试飞,解决了多个问题;同时开展了武器舱门扩展包线试飞,为后续的歼20飞机气动特性优化改进等工作奠定了基础,逐步把四代机变成舒适、好飞、适于战斗的好战机。

  2019年10月13日,在庆祝人民空军成立70周年航空开放日活动上,空军新闻发言人介绍,歼20飞机已经列阵人民空军“王牌部队”。歼20的成功,让中国真正跨进世界航空大国的行列。由此成为继美国之后,又一个装备本国研制生产的第四代战斗机的国家。


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