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2006年4月28日上午10点55分,中国航空工业第一集团公司自主研制、具有完全自主知识产权的“枭龙”全状态战斗机04架在成都进行了首次飞行(题图),共飞行了15分钟。“枭龙”04架的成功首飞,实现了中国航空工业由技术引进向整机技术输出的突破,标志着经过多年研制成功的“枭龙”战斗机可以批生产。04架是继“枭龙”01/03架之后的又一次里程碑式的跨越,意义深远而重大。
“枭龙”04架在“枭龙”01/03架的基础上,进行了气动、结构和系统的优化设计,采用了先进的BUMP进气道等创新技术,应用了复杂薄壁零件多孔精密加工等综合制造技术,装配了国内最先进的高度综合化的航空电子和武器系统,配置了国际领先的具有良好人机界面的座舱综合显示设备,大幅提升了“枭龙”战斗机的整体性能和综合作战能力。
从2003年“枭龙”01架首飞到2006年4月28日04架的首飞成功,“枭龙”战斗机的研制工作从没有停止过。“枭龙”01/03架属平台状态,着重于对飞机机体的研制,主要用于支持试飞,保证飞行安全,换言之,就是为“枭龙”04架的诞生建立了良好的基础平台。如果说01/03架是“基础版”,那么,“枭龙”04架则完全可以称为“完整版”。
聚焦航电
熟悉飞机的人都知道,一架战斗机能否达到实用交付状态,是否已经成为一架能够向用户交付的战斗机,航电系统至关重要,它是战斗机形成战斗力的重要保证。
从“枭龙”战斗机研制之初起,航电系统就成为所有人关注的焦点。出于惯性,巴方明显倾向于购买西方国家制造的航电系统,但由于价格和出口限制等各方面因素,一再受阻,迟迟未能遂愿。事实胜于雄辩,成都飞机设计研究所在航电系统研制领域上突飞猛进的表现很快引起了巴方专家的注意,积极的争取和真正的实力最终赢得了巴方专家的信任和赞许。2004年3月,“枭龙”航电研发中心成立;2004年4月,巴基斯坦正式和成都飞机设计研究所签订了全航电系统研制合同,标志着该所获得了自主研制航电系统的权利。也就是从这开始,“枭龙”04架研制工作正式启动。
巴方对航电的技术要求高,许多技术是研究所以前没有的。航电技术新,是“枭龙”战斗机的亮点,在设计中实现了战斗机座舱中绝大部分仪表集中显示和控制,这对航电系统设计是很大的挑战。
从去年11月以来,“枭龙”航电系统试验便在成都飞机设计研究所的“枭龙”航电试验大厅迅速、有序地开展起来。由于“枭龙”航电系统涉及二十多个子系统和设备,设计思路和开发技术基本都是全新的,例如开发OFP软件和子系统软件模拟器等,都实现了研制方法和手段的创新。这些新技术的使用在很大程度上缩短了研制周期,提高了工作效率,节约了成本,使研制任务可以在短时间内完成。
为了保证“枭龙”04架的首飞进度,“枭龙”航电研发中心的工作时间一直安排得非常紧。航电系统综合试验开始后,由于增加了许多人员,试验大厅内经常出现40多人同时工作的场景。为了使各个系统可以并行工作,试验大厅的单位使用时间也从4个小时缩短到2个小时。从早上8点到晚上10点,每个时间段都有系统及相关参试人员在大厅内进行综合试验。巴方工程师觉得中方工程师都住在试验大楼,“每天早上我们来了,你们在这里;晚上走了,你们还在这里”。
经过22个月的辛勤努力,2006年4月10日,“枭龙”04 架航电系统按计划完成综合试验,顺利通过验收评审,交付成飞公司进行装机。这套由成都飞机设计研究所自行开发研制、具有世界先进水平的全新的综合化航空电子与武器系统,稳稳地安装在“枭龙”04架的机身里,也受到了巴基斯坦、我方空军和同行的高度评价。
划时代的新型进气道
“结构新颖、形式别具一格”,“非常先进”……,提到“枭龙”04架的BUMP式进气道,几乎所有的人都会翘起大拇指。BUMP进气道又称“无附层面隔道超音速进气道”(DSI)。“枭龙”04架上的新型进气道彻底替代了过去传统的附面层隔板进气道系统。由于BUMP进气道不需要隔道、调节斜板和附面层吸除装置,与常规进气道相比,具有总压恢复高、稳定裕度宽、迎风面积小、阻力小、雷达反射面积小等优点,同时这种进气道结构简单,重量轻,可靠性高,可以明显起到简化结构、降低重量,还可以改善战斗机的高速性能,其先进性不言而喻。“枭龙”是目前继美国F-35之后世界上第二个采用该技术的战斗机。
早在2001年初,成都飞机设计研究所总体设计气动研究室的技术人员在跟踪世界先进进气道设计技术时,就对这种设计独特的新型进气道产生了浓厚的兴趣。在仅有几张简单图片的情况下,总体室的技术人员展开了全面认真的分析和技术讨论,同时得到了“枭龙”战斗机总设计师杨伟、第一副总师顾伟的肯定与支持。
这是一个全新的进气道,也没有任何参考资料,但从方案设计到得出试验结果只有不到一年的时间。2001年10月,进气道方案“出炉”;11月完成数模生成;2002年1月完成模型图;5月初完成模型加工;5月底进行风洞试验并达到了预期的试验结果。
2005年底,新型进气道率先在国内获得了设计成功,它标志着成都飞机设计研究所的进气道设计技术取得了历史性的突破,在国内处于领先地位,并达到了国际先进水平,具有划时代的重要意义。
数字式发动机自动控制系统
“枭龙”01/03架的发动机采用模拟式电子控制系统,而在“枭龙”04架上采用了全新的数字式发动机自动控制系统,大大提高了系统的技术水平,促进了国内相关技术的发展。数字式系统可提高发动机工作性能,提高系统的可靠性和维护性,并可减轻全机重量。
发动机采用快速安装方式
“枭龙”04架发动机采用较为优化的安装方式,比01/03架安装更快速,使发动机安装时间缩短近一倍以上。飞机发动机的拆装较为频繁,正常情况下平均飞行几百小时便需要装拆一次。战时受战斗机数量上的限制,为了提高作战效能,需要在短时间内更换发动机并再次出动。因此发动机更换的难易和更换时间对飞机的使用影响较大,各国的飞机设计师们使出浑身解数创造出各种发动机安装方式以满足不断提高的飞机维护要求。因此,发动机的安装方式也成为飞机设计水平的具体体现之一。“枭龙”04架大胆创新,发动机采用固定式安装通道,安装时不需要过多的“左顾右盼”担心碰撞,尤其是通过对发动机与飞机连接点的改进,实现了快速连接,解决了缩短安装时间的关键环节。“枭龙”04架发动机快速安装方式的实现积累了宝贵的经验和数据,对设计未来机种意义重大。
创新铸就“枭龙”04
传统的飞机设计分为方案设计、初步设计、详细初步设计、详细设计、试制和试飞六个阶段,研制周期很长,其研制速度往往滞后于电子设备的发展速度。为全面满足用户对进度与作战效能的需求,“枭龙”项目在研制之初就大胆提出原型机研制分“两步走”的策略,即平台状态(01/03架)和全状态(04架)两个阶段。一方面可让飞机尽早飞起来,加快平台鉴定;另一方面,利用平台鉴定这段时间,研发更先进的航电武器系统,进一步优化飞机的性能。正是由于采用了“两步走”策略,“枭龙”01/03架在试飞等实际工作中暴露出的问题,才能够在“枭龙”04架上逐一得到系统全面的解决清零。这样的策略只是“枭龙”创新中的其一。
“枭龙”全状态战斗机的成功首飞,为中国航空工业55周岁献上了一份厚礼,为战斗机批量生产奠定了坚实的基础。“枭龙”04架是我国先进航空武器装备研制取得的又一重大成果,标志着我国航空工业自主创新能力有了新的提高,实现了新型战斗机研发的新跨越。
[编辑/李海峰]