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中國世界先進水平K8V變穩機揭密
2007-1-15
K8V多軸變穩機

【大公網訊】先來看一段報道:

5月20日中午12時,西安閻良試飛院機場一片忙碌。在飛的幾架飛機中,有一架是特級試飛員李中華用K-8V多軸變穩機帶飛空軍第四試飛大隊試飛員梁建峰,進行變穩飛機類比在研新機「駕駛員誘發震蕩敏感等級」科目的試驗。

12時22分,梁建峰在空中第三次正常進入新機狀態時操縱失靈,飛機突然向右側劇烈偏轉,機頭向右上方仰起後向下滾轉,瞬間由大側滑進入「倒扣、下降」狀態,猛地向地面撲去,而且還伴有機頭的左右大幅度擺動。

「不好!飛機隨時可能進入‘尾旋’!」李中華意識到自己遇上了極少見的重大險情。此時飛機距地面僅有400米高度,再過幾秒鐘就可能墜毀。梁建峰下意識地喊道:「啊!飛機不行了!」在這萬分危急時刻,李中華處變不驚,頭腦十分清醒,考慮到梁建峰對飛機不熟悉,他一邊大喊「你不要動,讓我來!」一邊立即放下起落架,又迅速採取應急處置。在按正常處置切斷變穩系統沒有得到任何回應後,他馬上轉換思路,左右手齊動,先後關閉了變穩機控制系統電源、變穩電腦源、變穩顯示系統電源以及總電源,終於使飛機恢復了手動操縱。此時,飛機距地面只有200米了!從發現故障到立即採取對策到完全操控飛機,李中華僅僅用了6秒鐘。

在機上電源完全消失、各種儀錶全部無顯示的情況下,李中華以高超的飛行技藝將飛機帶回地面。現場的試飛專家、試飛院高級顧問張克榮激動地說:「這次險情發生得突然,危險性極大,如果不是李中華技術過硬、心理素質過硬,進行了及時、正確、有效的處置,是肯定要摔飛機的。李中華保住的不僅僅是一架經濟價值極高的變穩飛機,更是保住了數十年來科研人員智慧和心血的結晶。」

這架發生險情並由試飛員安全帶回地面的K-8V多軸變穩機又叫空中類比飛行試驗機,是試飛院自主研製的、我國目前惟一的一架國產第二代變穩飛機。具有三自由度(俯仰、滾轉、偏航)變穩能力,可實現對正在研製的新型飛機系統的評價;可進行航空專項課題的預先研究;也可對飛行員、試飛員進行最新型飛機的培訓。目前,世界上只有美、英、法、俄和我國在內的5個國家具有這種變穩飛機。

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中國飛行試驗研究院科技部部長呂傑日前接受記者專訪,詳細剖析了K-8V多軸變穩機的奧秘。下面是訪談內容。

記者(以下簡稱記):K-8V多軸變穩機的研製動機是什麼?

呂傑(以下簡稱呂):一個國家航空實力的強弱既和飛機裝備性能有關,又和飛行員訓練水平有關,教練機的裝備水平直接決定未來飛行員的素質。初級教練機因爲技術要求難度低,像我國的初教6基本能滿足訓練要求。高級訓練機就不一樣了,像殲教6、殲教7以及後來研製的K-8要訓練出適應我國第三代新型戰機的飛行員已顯得力不從心,基於這種情況,我們想能不能研製一種高級教練機,讓它具有可以類比多種戰機空中飛行的能力,甚至在下一代戰機沒有研製出來之前,將圖紙上的設計參數輸入到新教練機中,進行類比飛行,讓飛行員來評價。來發現下一代戰機存在的問題,從而進一步優化設計方案。後來經過設計、生産、試驗,産生了K-8V多軸變穩機,實現了我們的預期目的。

記:K-8V多軸變穩機在K-8的基礎上作了哪些重要改進?改進後它是如何進行空中類比飛行的?

呂: K-8V多軸變穩機實際上是一種實用型多功能空中類比平台,它只沿用了原K-8教練機的機體框架和基本系統,如液壓系統等,把原來的機械飛行操縱系統包括儀錶顯示系統籌全部去掉,換成一套複雜的數位式飛行控制系統和可編程的數位式電子顯示系統。其中應用了電腦技術、仿真技術、飛行控制技術和顯示控制技術等。K-8V可同時裝定8組參數,即8種不同飛機的模型,如 F- 16、殲一8、「幻影」2000、蘇一27等都可以裝進去,比如選擇蘇一27的按鍵,那麼飛機在整個控制系統的作用下就是蘇一27的特性了,而並非K-8的特性。通過試飛結論來看,真正蘇一27飛機飛起來的回應,和 K-8V類比蘇一27 飛行的回應,結果是非常相似的。飛咱們某新型飛機的飛行員評價說感覺非常相像。

記:空中類比試驗相對于傳統的地面類比試驗有什麼優點?

呂:先打個比方吧,有些運動員平常訓練很出成績,但一打比賽就表現不佳。這中間心理作用在作祟。在地面模擬器上,飛行員知道我反正在地面上飛,摔了危險也不大,沒有緊張感,太平常、太放鬆,當真正的空中飛行時,飛機系統與人是耦合的,按照人機回原理他的反應就非常快,有很多功能在地面上顯不出來,一到空中就出來了,在地面上訓練總給人一種假的感覺,包括心理上假的感覺。所以要想真正發現系統中的問題,就必須把實驗室搬到空中去。

記:有沒有具體的事倒證明地面類比與空中類比的差別?

田:有,如美國的F—16出現過一次這樣的事故:在做地面類比試驗的過程中一切正常,用空中類比時試飛員發現飛機橫向操縱太靈活,容易出問題,於是建議降低系統增益,而這個建議沒被採納。後來F-16到愛德華空軍基地試驗時,飛機橫向擺動起來,越援幅度越大,飛行員趕快採取應急措施抑制PIO(有經驗的飛行員先放鬆控制操縱杆,穩住飛機,高速滑行時穩穩地把杆拉住,把飛機提升起來),才使飛機化險爲夷。國外大量試驗表明:有些問題地面模擬器發現不了。

記:是不是說多軸變穩飛機已經是全新設計的飛機了,完全脫胎換骨了?但爲什麼還採用K-8V這一代號,給人的感覺好像是K-8教練機的改進型?

呂:這架飛機作爲研究機、驗證機,它的代號爲IFSFA,英文 IN- FLIGHT SIMULATION TEST AIRCRAFT的縮寫,即綜合空中飛行類比試驗機。目前國外採取基礎、中級、高級教練機三級訓練,然後是雙座型通用戰鬥機訓練,現在把中高級會成一體,就具有變穩功能了(如俄羅斯的雅克一 130),即可類比別的飛機性能。

記:多軸變穩技術在研究中遇到過哪些困難?

呂:這個技術我們曾經尋求與美國卡爾斯班公司等西方集團合作,當時人家根據傲,因爲這種技術屬於前沿技術中的前沿,是一種前期開發的、技術含量高、涉及專業範圍廣的技術。後來一位美國國家試驗學校校長到我國提出願意同我們合作,這時候也僅僅是訓練。後來我們研製成功、有了一定的影響後,英國宇航公司(生産「鷹」式變穩飛機和美國的卡爾斯班等著名公司都想和我們交流,我們把解決問題的技術方案∼五一十給他們講了以後(因爲別人已經研製成功,我們也就無所謂保密了),再反問他們,得到的答案跟我們的一模一樣,包括所應用的軟體都相差無幾,後來雙方的技術可以合到一條線上,是彼此相通的。可以說,變穩飛機從沒有、到落後到現在基本上已和國外處於同一水平.都是我國廣大科研工作者智慧和攻關的結果。

記:據悉在K-8研製之前,我國搞過一種代號爲BW-l的變穩機,有關它的詳細情況您能否談一談?

呂: 1987年我國就搞出了第一架單軸數位式變穩飛機BW一工,這架飛機是我國首架採用電腦控制的飛機,即不再用機械操縱杆,而採用純數位式電傳操縱系統,後來BW-1變穩機獲得了1990年國家科技進步一等獎。BW-l技術含量高,對後續飛機的意義非常大,相當於跨了一代。但這架飛機是單軸變穩機,只能實現縱向俯仰方向的電傳操縱,其他方向上還是機械操縱。也就是說,這架飛機還是技術驗證機,不能投入實用,許多真正的空中類比它還難以承擔。所以,從 1991年開始我們以K-8爲基礎新研製了一種多軸變穩機,即現在的K-8V。

記:未來K-8V能否類比一種先進戰機(如F-15)的作戰模式真正投入實戰呢?

呂:它不是真地用來打仗的。以前像雙座戰鬥機70%的任務是基礎訓練任務,現代雙座戰鬥機已不叫訓練機了,像蘇一27的雙座發展型叫蘇一30它實際是雙座型戰鬥機,完全可以送行戰鬥任務。沒有哪個國家設計雙座戰鬥機純粹用於高級訓練用的。因爲雙座機畢竟人員負荷小,戰鬥效率更高一些,把這些用於戰鬥的飛機用來做基礎訓練,會影響部隊戰鬥力,而且訓練成本非常高,所以現在大都採用空中模擬器,它可以在機上裝上GPS,在顯示器上類比對目標進行瞄準、攻擊。這樣就可以把真正的戰機騰出來用於作戰及執行其他任務。

記:K-8V多軸變穩機現在處於什麼狀態?

呂:現在主要爲重點專案培養飛行員,前期的驗證工作都在它上面做。任務很飽滿。

記:未來K-8V多軸輪變穩飛機有沒有進一步改進的意向?

呂:現在它可以類比三個自由度,即可類比三個轉動特性,以後想進一步把它的控制系統改爲五個自由度再加上光學傳輸系統,包括目前機械控制的發動機也要完全改成電傳控制的。總之現在還不完善,還要繼續改進。

中華網15日報道

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