81707新葡萄京

Search

空中试验和训练平台变稳飞机:“空中魔术师”

来源:解放军报
2022-04-08 07:55:53

  原标题:空中试验和训练平台(引题)

  变稳飞机:“空中魔术师”(主题)

  在现实世界、网络游戏或影视作品中,或许你见过歼击机、轰炸机、运输机,并对它们多少有所了解。但是,有一种飞机,你很可能闻所未闻。

  它“养在深闺”很少露面,它的外形与其他飞机相近,即使邂逅你也可能对它熟视无睹。

  它,就是变稳飞机。让大家今天一睹它的“庐山真面目”。

  ■郭良民 谢 安

  空中飞行模拟器应运而生

  变稳飞机在航空界有“空中魔术师”的美誉。它的“魔法”在于它可以“以一当十”,模仿多种飞机的飞行特征。

  为什么要去模仿其他飞机的飞行特征?原因并不复杂,主要是为了给“打造”新一代战机或新一代试飞员、飞行员提供评估环境与参考。

  “打造”新一代战机或新一代试飞员、飞行员的“活儿”,可不是只有变稳飞机能干。在变稳飞机出现以前,地面飞行模拟器早就在从事这项工作,而且“表现出色”。

  最早的地面飞行模拟器由美国人林克制造,它的改进型在二战中为美国培训了大量飞行员。二战后,电子技术和计算机技术迅猛发展,地面飞行模拟器的性能也“水涨船高”。同时,这也催生了新的需求——建造并运用空中飞行模拟器。

  人们在长期使用地面飞行模拟器过程中发现,在真实空中环境“缺位”的情况下进行测试与训练,有时得出的结果与实际飞行状况存在较大偏差,有的甚至非常致命。在进行地面飞行模拟训练,参训人员无法获得空中飞行时的真实心理变化体验,心理素质无法得到有效锻炼。

  既然一些问题需要在空中解决,那么就打造一种试验性飞机。可是,要培养的试飞员、飞行员所驾驶机型各不相同,要测试、评估的新飞机情况千差万别,不可能实行一次任务就打造一款新试验性飞机。于是,可用同一架飞机来满足不同新机类似需求的变稳飞机应运而生。

  变稳飞机的核心硬件平台

  变稳飞机实现变稳有一个大的前提,那就是电传操纵系统的出现与应用。

  以前,飞机运用的是机械操纵传动系统,舵面操纵的“一举一动”,往往要靠飞行员脚蹬手拉来完成。电传操纵系统的出现,就像是给飞行员配了一个“秘书”——变稳飞控计算机。飞行员操纵飞机时,只需将要达成的目的作为“命令”下达给“秘书”,“秘书”就会自行完成具体任务的分配,并将指令发送给控制各个舵面的作动器等。

  变稳飞控计算机的这种能力,为向其加载其他飞机控制模型数据、实现空中飞行模拟提供了可能。

  如果说拥有电传操纵系统只是具备了变稳的平台条件的话,那么变稳飞机的主要“本领”——模拟特定飞机的飞行品质,其核心硬件平台则是变稳飞机拥有一个变稳系统舱。

  变稳系统舱内有一套变稳系统,主要由变稳飞控计算机、模拟座舱仪表的多功能显示器、有可变特性的操纵驾驶杆、为飞控计算机发送指令的构型控制器、飞机特征数据等组成。

  在实际飞行操作中,驾驶员从变稳飞控计算机中调用模拟对象机的数据模型,屏幕上就会显示出这一型号飞机的座舱仪表图案,驾驶杆操纵、飞行状态也会相应地体现出该型飞机的特征。

  选择不同模拟对象机的数据模型,变稳飞机就会呈现出不同模拟对象机的飞行特征。对同一个对象机,通过调整相关参数,其飞行品质会呈现出不同变化。

  如此,变稳飞机就有了作为空中试验和训练平台来模拟其他飞机飞行特征和飞行品质的能力。

  变稳飞机施展“魔法”有风险

  既然只是模拟其他飞机的飞行品质,那变稳飞机是不是相当于“带着地面飞行模拟器在空中飞一遭”?事情并不是这么简单。

  变稳飞机施展“魔法”的主场在空中,主要目的之一是在真实飞行环境中寻求航空飞行技术的突破与创新。这种突破与创新不仅包括对高性能新机的空中飞行模拟验证,也包括对先进飞行控制技术的研究,还包括对试飞员的培训等。这些工作的共同特点是——或多或少是“在走前人未走过的路”,而填充空白意味着要冒很大风险。

  在这种情况下,把飞机操作权限交给变稳系统舱,每一次的“试错”或者“填补空白”都可能成为事故的开端。为此,变稳飞机不得不采取一整套方案来确保安全。

  一是采用了相对统一的构型——除变稳系统舱外,还设置有正常操作系统舱,由安全飞行员操控。一旦变稳系统舱飞行员或试飞员控制飞机时出现意外情况,安全飞行员就会马上全权限介入,以确保变稳飞机和机上人员的安全。

  二是尽量用成熟的机型来改装变稳飞机。如Learjet变稳飞机来自里尔喷气机,而里尔喷气机最初设计来源于瑞士的P-16攻击机。发动机动力强劲、安全性好、飞行速度快,是里尔喷气机当选的重要原因。

  俄罗斯用图-154客机改装变稳飞机也是同样的原因。尽管图-154客机因坠机问题遭到不少非议,但客观地讲,该型客机是主流客机中唯一没有因为设计问题而出现过重大事故的机型。

  三是推进变稳飞机的更新换代。出于对更加先进的飞行控制技术的探索,对设计更加前卫的新机的模拟验证,以及训练高级试飞员等方面的需求,变稳飞机的研制也不可能“一劳永逸”,也需要更新换代。

  20世纪40年代末,美国研制出世界上第一架变稳飞机F-4U之后,俄罗斯、英国、法国等国家也相继成功研制了变稳飞机。时至今日,世界上的航空发达国家已普遍实现了变稳飞机的更新换代,竞相研制出几乎能模拟所有类型飞机的变稳飞机,同时形成了一套完整的空中飞行模拟实验体系。

  这种努力,不仅使变稳飞机的平台功能、模拟性能、模拟精度、模拟范围以及应用领域不断提高和拓展,而且使“空中魔术师”能更加安全、顺利、高效地开展各种试验。

  “空中魔术师”发展前景广阔

  从一定意义上来讲,变稳飞机就是为研制新机和不断寻求航空飞行技术突破而生。对图纸上的设计参数“预先研判”及可对新机飞行特征进行模拟的特点,使它几乎在绝大多数新战机研制中不可或缺。

  现代先进战机的研发,日益注重应用高新技术,尤其是跨代战机,其往往会大量采用具有开创性的理念与技术,这些技术要融入新型战机,必须降低其可能带来的风险。借助变稳飞机来进行验证,就成为一条捷径。

  而且,为尽力缩短新战机从研发到列装使用的时间,最大程度地占据先发优势,也需要变稳飞机“伸出援手”。

  随着全球航空界对无人机需求的不断增长,当下变稳飞机的应用在逐步向无人机领域拓展,这将使变稳飞机的地位作用变得更加重要。

  未来需求强劲,而眼下其发展态势同样昭示着广阔的应用前景。可模拟的飞机机型变多,对目标机的飞行特征体现得更加明显,模拟成效明显,各国对变稳飞机的信任度提升……不少国家甚至规定,新型飞机在服役之前必须由变稳飞机为其“把脉”;在新研制的战机首飞前,飞行员必须经过变稳飞机的训练,以确保飞行安全。

  不仅如此,变稳飞机的其他用途也使其“前程远大”,如可用来讲解或教授飞行控制系统的设计,演示不同系统参数对飞机稳定性、机动性等方面的影响,开展人机工效、综合电子系统研究等。

  变稳飞机发展前景广阔的原因,还来自其骄人的效费比。以试飞员训练为例,在变稳飞机上,他们可以在短时间内体验多种特情,这些特情在实际飞行中则需要很多次起落才可能遇到。即使按照“同等条件、同等效能下低成本取胜”的观点,具备更多本领的变稳飞机显然也有其继续“走红”的理由。

责任编辑:迟语洋

媒体矩阵


  • 81707新葡萄京客户端

  • 81707新葡萄京微信
    公众号

  • 81707新葡萄京微博
    公众号

  • 81707新葡萄京抖音号

81707新葡萄京客户端

亿万职工的网上家园

马上体验
关于大家 | 版权声明 | 违法和不良信息举报电话:010-84151598 | 网络敲诈和有偿删帖举报电话:010-84151598
Copyright © 2008-2022 by www.workercn.cn. all rights reserved
扫码关注

81707新葡萄京微信


81707新葡萄京微博


81707新葡萄京抖音


工人日报
客户端
×
XML 地图 | Sitemap 地图