C919

首次實現(xiàn)國內(nèi)四發(fā)螺旋槳飛機的滑流模擬技術(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模型自由飛項目團隊再次填補國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)域空白，部分成果已應用于C919大型客機模型自由飛試驗。

AG600

據(jù)了解，通過模型自由飛試驗對AG600飛機的失速特性進行預先研究，獲得飛機失速速度，確認失速進入和改出的方法，驗證改出失速的能力，主要目的是降低型號試飛風險，為該型號的設計改進和試飛提供全面技術(shù)支持。試飛中心飛機所無人機與模型飛行試驗研究室主任鄭浩介紹，與其他型號不同，AG600自由飛模型有四個螺旋槳，如果無法精確保證四個螺旋槳的轉(zhuǎn)速同步，模型容易失控；二是該模型的失速速度遠遠小于載機的飛行速度，模型投放后有可能與載機發(fā)生碰撞，“因此我們首先面臨的是如何實現(xiàn)自主控制來確保分離安全的問題”。根據(jù)AG600飛機研制方提供的風洞試驗數(shù)據(jù)，AG600模型自由飛項目團隊構(gòu)建了縮比模型的氣動模型，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計。在這一過程中，項目團隊首次實現(xiàn)了國內(nèi)四發(fā)螺旋槳飛機模型自由飛從仿真模型預測到飛行試驗驗證的完整試驗過程，提升了模型自由飛試驗精準度，確保了模型與載機分離更安全、試飛動作更精準、試飛數(shù)據(jù)更準確。

在AG600模型自由飛試驗中，由試飛中心項目團隊開發(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，還首次實現(xiàn)了縮比模型的30°轉(zhuǎn)彎失速試飛。據(jù)了解，成功實現(xiàn)模型自由飛轉(zhuǎn)彎失速試飛，項目團隊一舉打破該專業(yè)50余年發(fā)展受限的僵局，為國內(nèi)研究全尺寸飛機轉(zhuǎn)彎失速特性提供了模型自由飛試驗手段。

和渦輪噴氣發(fā)動機等動力裝置相比，螺旋槳滑流對飛機的氣動布局干擾較大。因此，模擬螺旋槳滑流對AG600機翼的表面氣流分離影響等成為試飛中心項目團隊的又一攻堅課題。在地面試驗中，科研人員采用風洞試驗中常見的絲線法流場顯示技術(shù)，實現(xiàn)了AG600模型機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，嚴格控制四個螺旋槳轉(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模型自由飛試驗結(jié)果真實可靠，結(jié)論準確。

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

此外，針對項目周期短、試驗內(nèi)容復雜以及降低試驗成本等要求，AG600模型自由飛項目團隊將3D打印技術(shù)應用于縮比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，3D打印技術(shù)在AG600模型自由飛項目中的應用已完全成熟，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)費比傳統(tǒng)工藝節(jié)省30%～50%，加工效率可提高3～5倍。