C919

首次實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)四發(fā)螺旋槳飛機(jī)的滑流模擬技術(shù)和轉(zhuǎn)速同步控制技術(shù)；提出利用飛控模擬飛行員輔助控制試飛新方法，首次成功實(shí)現(xiàn)縮比模型的30°轉(zhuǎn)彎失速試飛，打破該專業(yè)50余年發(fā)展受限僵局，航空工業(yè)試飛中心AG600模型自由飛項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)再次填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)域空白，部分成果已應(yīng)用于C919大型客機(jī)模型自由飛試驗(yàn)。

AG600

據(jù)了解，通過模型自由飛試驗(yàn)對(duì)AG600飛機(jī)的失速特性進(jìn)行預(yù)先研究，獲得飛機(jī)失速速度，確認(rèn)失速進(jìn)入和改出的方法，驗(yàn)證改出失速的能力，主要目的是降低型號(hào)試飛風(fēng)險(xiǎn)，為該型號(hào)的設(shè)計(jì)改進(jìn)和試飛提供全面技術(shù)支持。試飛中心飛機(jī)所無人機(jī)與模型飛行試驗(yàn)研究室主任鄭浩介紹，與其他型號(hào)不同，AG600自由飛模型有四個(gè)螺旋槳，如果無法精確保證四個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)速同步，模型容易失控；二是該模型的失速速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于載機(jī)的飛行速度，模型投放后有可能與載機(jī)發(fā)生碰撞，“因此我們首先面臨的是如何實(shí)現(xiàn)自主控制來確保分離安全的問題”。根據(jù)AG600飛機(jī)研制方提供的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，AG600模型自由飛項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了縮比模型的氣動(dòng)模型，利用經(jīng)典的常規(guī)控制律架構(gòu)完成了縮比模型控制律設(shè)計(jì)。在這一過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)四發(fā)螺旋槳飛機(jī)模型自由飛從仿真模型預(yù)測(cè)到飛行試驗(yàn)驗(yàn)證的完整試驗(yàn)過程，提升了模型自由飛試驗(yàn)精準(zhǔn)度，確保了模型與載機(jī)分離更安全、試飛動(dòng)作更精準(zhǔn)、試飛數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

在AG600模型自由飛試驗(yàn)中，由試飛中心項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一套控制邏輯和控制律發(fā)揮作用，不僅確保了縮比自由飛模型穩(wěn)定平飛，還首次實(shí)現(xiàn)了縮比模型的30°轉(zhuǎn)彎失速試飛。據(jù)了解，成功實(shí)現(xiàn)模型自由飛轉(zhuǎn)彎失速試飛，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一舉打破該專業(yè)50余年發(fā)展受限的僵局，為國(guó)內(nèi)研究全尺寸飛機(jī)轉(zhuǎn)彎失速特性提供了模型自由飛試驗(yàn)手段。

和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置相比，螺旋槳滑流對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)布局干擾較大。因此，模擬螺旋槳滑流對(duì)AG600機(jī)翼的表面氣流分離影響等成為試飛中心項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的又一攻堅(jiān)課題。在地面試驗(yàn)中，科研人員采用風(fēng)洞試驗(yàn)中常見的絲線法流場(chǎng)顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了AG600模型機(jī)翼表面的氣流分離可視化；通過解決好AG600模型螺旋槳外形、轉(zhuǎn)速、螺距等之間的關(guān)系，嚴(yán)格控制四個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)速的一致性，確保四槳轉(zhuǎn)速誤差不超過2%，成功突破螺旋槳滑流的模擬技術(shù)，保證了AG600模型自由飛試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠，結(jié)論準(zhǔn)確。

AG600模型自由飛項(xiàng)目課題主管張甲奇介紹，消除滑流問題對(duì)模型自由飛帶來的一系列影響，這一課題早在20世紀(jì)30年代中期就開始為業(yè)內(nèi)所重視，至今仍是各國(guó)航空科技發(fā)展所關(guān)注的重點(diǎn)。目前，除航空工業(yè)試飛中心于2012年在“海鷗”300飛機(jī)模型帶動(dòng)力模型自由飛試驗(yàn)中進(jìn)行了初步嘗試，國(guó)內(nèi)自由飛試驗(yàn)領(lǐng)域尚無其他成功案例。

此外，針對(duì)項(xiàng)目周期短、試驗(yàn)內(nèi)容復(fù)雜以及降低試驗(yàn)成本等要求，AG600模型自由飛項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將3D打印技術(shù)應(yīng)用于縮比AG600自由飛模型研制，所有用該技術(shù)制造出來的零部件不用二次修配，不用反復(fù)調(diào)試，可一次安裝成功。目前，經(jīng)過48架次的模型自由飛試驗(yàn)，3D打印技術(shù)在AG600模型自由飛項(xiàng)目中的應(yīng)用已完全成熟，零部件研制周期可以下降至傳統(tǒng)技術(shù)的10%～30%，研制經(jīng)費(fèi)比傳統(tǒng)工藝節(jié)省30%～50%，加工效率可提高3～5倍。